Eksperimentalno istraživanje i ekonomska analiza životnog vijeka zračnog filtra

Apstrakcija

Provedena su ispitivanja otpornosti i težinske učinkovitosti filtra, te su istražena pravila promjene otpora zadržavanja prašine i učinkovitosti filtra, potrošnja energije filtra izračunata je prema metodi izračuna energetske učinkovitosti koju je predložio Eurovent 4 /11.

Utvrđeno je da se troškovi električne energije za filtar povećavaju s povećanjem vremena i otpora.

Na temelju analize troškova zamjene filtra, operativnih troškova i sveobuhvatnih troškova, predložena je metoda za određivanje kada filtar treba zamijeniti.

Rezultati su pokazali da je stvarni vijek trajanja filtra duži od onog navedenog u GB/T 14295-2008.

Vrijeme za zamjenu filtra u općim civilnim zgradama treba se odrediti prema troškovima zamjene volumena zraka i troškovima radne potrošnje energije.

Uvodi

Utjecaj kvalitete zraka na ljudsko zdravlje postalo je jedno od najvažnijih pitanja društva.

Trenutno je vanjsko onečišćenje zraka PM2,5 vrlo ozbiljno u Kini.Stoga se industrija pročišćavanja zraka brzo razvija, a oprema za pročišćavanje svježeg zraka i pročistač zraka naširoko su korišteni.

U 2017. godini u Kini je prodano oko 860 000 ventilacijskih uređaja za svježi zrak i 7 milijuna pročistača.Uz veću svijest o PM2.5, stopa iskorištenja opreme za pročišćavanje će se dodatno povećati, i uskoro će postati neophodna oprema u svakodnevnom životu.Na popularnost ove vrste opreme izravno utječu njezini troškovi nabave i operativni troškovi, stoga je od velike važnosti proučiti njezinu ekonomičnost.

Glavni parametri filtra uključuju pad tlaka, količinu prikupljenih čestica, učinkovitost skupljanja i vrijeme rada.Za procjenu vremena zamjene filtra pročistača svježeg zraka mogu se usvojiti tri metode.Prvi je mjerenje promjene otpora prije i iza filtra prema uređaju za mjerenje tlaka;Drugi je mjerenje gustoće čestica na izlazu prema uređaju za mjerenje čestica.Posljednje je po vremenu rada, odnosno mjerenje vremena rada opreme.

Tradicionalna teorija zamjene filtera je uravnotežiti troškove nabave i tekuće troškove na temelju učinkovitosti.Drugim riječima, povećanje potrošnje energije uzrokovano je povećanjem otpora i troškova nabave.

kao što je prikazano na slici 1

Slika 1 krivulja otpora filtera i cijene

Svrha ovog rada je istražiti učestalost zamjene filtera i njezin utjecaj na dizajn takve opreme i sustava analizom ravnoteže između troškova pogonske energije uzrokovanih povećanjem otpora filtera i troškova nabave uzrokovanih čestom zamjenom filtera. filtar, pod radnim uvjetima male količine zraka.

1. Ispitivanje učinkovitosti i otpornosti filtera

1.1 Postrojenje za testiranje

Platforma za ispitivanje filtera uglavnom se sastoji od sljedećih dijelova: sustav zračnih kanala, uređaj za umjetno stvaranje prašine, mjerna oprema itd., kao što je prikazano na slici 2.

Slika 2. Postrojenje za testiranje

Usvajanje ventilatora za pretvorbu frekvencije u sustav zračnih kanala laboratorija za prilagodbu radnog volumena zraka filtra, kako bi se testirala učinkovitost filtra pod različitim volumenom zraka.

1.2 Uzorak za testiranje

Kako bi se povećala ponovljivost eksperimenta, odabrana su 3 zračna filtra istog proizvođača.Budući da se tipovi filtara H11, H12 i H13 naširoko koriste na tržištu, u ovom eksperimentu korišten je filtar stupnja H11, veličine 560 mm × 560 mm × 60 mm, tip v-tipa od gustog savijanja kemijskih vlakana, kao što je prikazano na slici 3.

Slika 2. IspitivanjeUzorak

1.3 Zahtjevi za testiranje

U skladu s relevantnim odredbama GB/T 14295-2008 "Filtar zraka", uz uvjete ispitivanja koji se zahtijevaju u standardima ispitivanja, trebaju biti uključeni sljedeći uvjeti:

1) Tijekom ispitivanja, temperatura i vlažnost čistog zraka koji se šalje u kanalni sustav trebaju biti slične;

2) Izvor prašine koji se koristi za ispitivanje svih uzoraka treba ostati isti.

3) Prije testiranja svakog uzorka, čestice prašine nataložene u sustavu kanala treba očistiti četkom;

4) Bilježenje radnih sati filtra tijekom ispitivanja, uključujući vrijeme emisije i suspendiranja prašine;

2. Rezultat i analiza testa

2.1 Promjena početnog otpora s volumenom zraka

Početni test otpornosti proveden je pri količini zraka od 80,140,220,300,380,460,540,600,711,948 m3/h.

Promjena početnog otpora s volumenom zraka prikazana je na Sl.4.

Slika 4.Promjena početnog otpora filtra pod različitim volumenom zraka

2.2 Promjena učinkovitosti težine s količinom nakupljene prašine.

Ovaj odlomak uglavnom proučava učinkovitost filtracije PM2.5 prema testnim standardima proizvođača filtara, nazivni volumen zraka filtra je 508 m3/h.Izmjerene vrijednosti učinkovitosti težine triju filtara pod različitim količinama taloženja prašine prikazane su u tablici 1

Tablica 1 Promjena zadržavanja s količinom nataložene prašine

Izmjereni indeks učinkovitosti težine (zaustavljanje) triju filtara pod različitim količinama taloženja prašine prikazan je u tablici 1

2.3Odnos između otpora i nakupljanja prašine

Svaki filter je korišten za 9 puta emisiju prašine.Prvih 7 puta pojedinačno ispuštanje prašine kontrolirano je na oko 15,0 g, a zadnja 2 puta pojedinačno ispuštanje prašine kontrolirano je na oko 30,0 g.

Varijacija otpora zadržavanja prašine mijenja se s količinom nakupljene prašine tri filtera pod nazivnim protokom zraka, prikazana je na SL.5

SL.5

3. Ekonomska analiza korištenja filtera

3.1 Nazivni vijek trajanja

GB/T 14295-2008 "Filter za zrak" propisuje da kada filtar radi pri nazivnom kapacitetu zraka i konačni otpor dosegne 2 puta veći od početnog otpora, smatra se da je filtar dosegao svoj životni vijek i filtar treba zamijeniti.Nakon izračuna vijeka trajanja filtara pod nazivnim radnim uvjetima u ovom eksperimentu, rezultati pokazuju da je vijek trajanja ova tri filtra procijenjen na 1674, 1650 i 1518 sati, odnosno 3,4, 3,3 i 1 mjesec.

3.2 Analiza potrošnje praha

Gornji ponovni test pokazuje da je izvedba triju filtara dosljedna, pa je filtar 1 uzet kao primjer za analizu potrošnje energije.

SLIKA6 Odnos između naknade za električnu energiju i dana korištenja filtera (volumen zraka 508m3/h)

Kako se cijena zamjene volumena zraka uvelike mijenja, zbroj filtra pri zamjeni i potrošnje energije također se uvelike mijenja, zbog rada filtra, kao što je prikazano na SL.7. Na slici, sveobuhvatni trošak = pogonski trošak električne energije + jedinični trošak zamjene volumena zraka.

SLIKA7

Zaključci

1) Stvarni životni vijek filtara s malim volumenom zraka u općim civilnim zgradama mnogo je veći od životnog vijeka navedenog u GB/T 14295-2008 "Filter za zrak" i preporučenog od strane trenutnih proizvođača.Stvarni životni vijek filtra može se smatrati na temelju promjenjivog zakona potrošnje energije filtra i cijene zamjene.

2) Predlaže se metoda procjene zamjene filtra koja se temelji na ekonomskim razmatranjima, odnosno, trošak zamjene po jedinici volumena zraka i radnu potrošnju energije treba sveobuhvatno razmotriti kako bi se odredilo vrijeme zamjene filtra.

(Cijeli tekst objavljen je u HVAC, Vol. 50, No. 5, str. 102-106, 2020.)