エアフィルター寿命の実験的研究と経済分析

抽象化

フィルターの抵抗と重量効率に関するテストが実施され、フィルターのダスト保持抵抗と効率の変化規則が調査され、Eurovent 4 によって提案されたエネルギー効率計算方法に従ってフィルターのエネルギー消費量が計算されました。 /11.

フィルタの電力コストは、使用時間と抵抗の上昇に伴い増加することがわかりました。

フィルター交換費用、運転費用、総合費用の分析に基づいて、フィルター交換時期を決定する方法を提案します。

結果は、フィルターの実際の耐用年数が GB/T 14295-2008 で指定されたものよりも長いことを示しました。

一般的な土木建築物のフィルター交換時期は、風量の交換費用と運転消費電力コストに応じて決定する必要があります。

著者
上海建築科学研究所(グループ)有限会社
張重陽、李景光

紹介

空気の質が人間の健康に与える影響は、社会が関心を持つ最も重要な問題の 1 つになっています。

現在、中国ではPM2.5に代表される屋外の大気汚染が深刻です。したがって、空気浄化産業は急速に発展し、新鮮な空気浄化装置と空気清浄機が広く使用されています。

2017 年には、中国で約 86 万台の外気換気装置と 700 万台の空気清浄機が販売されました。PM2.5への意識が高まるにつれ、浄化装置の利用率はさらに高まり、生活に欠かせないものになる日も近いでしょう。この種の機器の人気は、購入コストとランニング コストに直結するため、その経済性を研究することは非常に重要です。

フィルターの主なパラメーターには、圧力降下、収集された粒子の量、収集効率、実行時間が含まれます。外気清浄機のフィルター交換時期の判断には、3つの方法があります。1つ目は、圧力検出デバイスに従ってフィルターの前後の抵抗変化を測定することです。2つ目は、粒子検知装置に従って出口での粒子状物質の密度を測定することです。最後は稼働時間によるもの、つまり機器の稼働時間を測定するものです。

フィルター交換の従来の理論は、効率に基づいて購入コストとランニングコストをバランスさせることです。つまり、エネルギー消費の増加は、抵抗の増加と購入コストによって引き起こされます。

図 1 に示すように

フィルター抵抗と cost.webp の曲線

図 1 フィルター抵抗とコストの曲線

本論文の目的は、フィルタ抵抗の増加による運転エネルギーコストと、頻繁な交換による購入コストとのバランスを分析することにより、フィルタ交換の頻度とそのような機器およびシステムの設計への影響を調査することです。フィルター、小風量の運転条件で。

1.フィルター効率と抵抗テスト

1.1 試験施設

フィルターテストプラットフォームは、図2に示すように、主に次の部分で構成されています:エアダクトシステム、人工粉塵発生装置、測定機器など。

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図 2. 試験施設

実験室のエアダクトシステムに周波数変換ファンを採用してフィルターの動作風量を調整し、異なる風量でフィルター性能をテストします。

1.2 試験サンプル

実験の再現性を高めるために、同じメーカーが製造した 3 つのエアフィルターを選択しました。市場では H11、H12、H13 のフィルター タイプが広く使用されているため、図 3 に示すように、サイズが 560mm×560mm×60mm の V 型化学繊維高密度折りたたみタイプの H11 グレードのフィルターをこの実験で使用しました。

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図 2. テストサンプル

1.3 テスト要件

GB/T 14295-2008「エアフィルター」の関連規定に従って、試験規格で要求される試験条件に加えて、次の条件を含める必要があります。

1) 試験中、ダクトシステムに送り込まれる清浄な空気の温度と湿度は類似している必要があります。

2) すべてのサンプルのテストに使用する粉塵源は、同じままにする必要があります。

3) 各サンプルをテストする前に、ダクト システムに堆積したほこりの粒子をブラシで掃除する必要があります。

4) 試験中のフィルターの稼働時間を記録します。これには、粉塵の放出および浮遊の時間が含まれます。

2. 試験結果と分析

2.1 風量による初期抵抗の変化

初期抵抗試験は風量80,140,​​220,300,380,460,540,600,711,948m3/hで行った。

風量に対する初期抵抗の変化を図2に示す。4.

異なる風量下でのフィルターの初期抵抗の変化.webp

図 4。異なる風量下でのフィルターの初期抵抗の変化

2.2 ダストの蓄積量による重量効率の変化.

このパッセージは主に、フィルター メーカーの試験基準に従って PM2.5 のろ過効率を研究しており、フィルターの定格風量は 508m3/h です。異なるダスト堆積量の下で測定された 3 つのフィルターの重量効率値を表 1 に示します。

異なるダスト堆積量の下で測定された3つのフィルターの重量効率指数.webp

表1 ダスト堆積量によるアレスタンスの変化

異なるダスト堆積量の下で測定された 3 つのフィルターの重量効率 (防止) 指数を表 1 に示します。

2.3抵抗値とダストの付着量の関係

各フィルターは9回の発塵に使用されました。最初の 7 回の発塵は約 15.0g、最後の 2 回の発塵は約 30.0g に抑制されました。

定格風量下での 3 つのフィルタのダスト蓄積量によるダスト保持抵抗の変化を図 5 に示します。

図5.webp

図5

3.フィルター使用の経済分析

3.1 定格寿命

GB/T 14295-2008「エア フィルター」では、フィルターが定格空気容量で動作し、最終抵抗が初期抵抗の 2 倍に達すると、フィルターは耐用年数に達したと見なされ、フィルターを交換する必要があると規定されています。この実験で定格動作条件下でフィルターの耐用年数を計算した結果、これら 3 つのフィルターの耐用年数はそれぞれ 1674、1650、1518 時間と推定され、それぞれ 3.4、3.3、1 か月であることがわかりました。

 

3.2 粉末消費分析

上記の繰り返しテストは、3 つのフィルターのパフォーマンスが一貫していることを示しているため、エネルギー消費分析の例としてフィルター 1 を取り上げます。

filter.webpの電気料金と利用日数の関係

図。6 電気料金とフィルター使用日数の関係(風量508m3/h)

風量の交換コストが大きく変化すると、フィルタの作動により、交換時のフィルタと消費電力の和も、図3に示すように大きく変化する。7. 図中の総合コスト=運転電力コスト+単位風量取替コスト。

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図。7

結論

1) 一般的な土木建築物における空気量の少ないフィルターの実際の耐用年数は、GB/T 14295-2008「エア フィルター」で規定され、現在のメーカーが推奨している耐用年数よりもはるかに長くなります。実際のフィルター寿命は、フィルター消費電力の変化法則と交換費用から考えることができます。

2) フィルターの交換時期は、単位風量当たりの交換費用と運転消費電力を総合的に勘案し、経済性を考慮したフィルター交換評価方法を提案する。

(HVAC、Vol.50、No.5、pp.102-106、2020年全文公開)

 


投稿時間: 2020 年 8 月 31 日