Eksperimentell forskning og økonomisk analyse av luftfilterets levetid

Abstraksjon

Det ble utført tester på filterets motstand og vekteffektivitet, og endringsreglene for støvholdingsmotstand og effektivitet ble undersøkt. Filterets energiforbruk ble beregnet i henhold til energieffektivitetsberegningsmetoden foreslått av Eurovent 4/11.

Det har vist seg at strømkostnadene til filteret øker med økende tidsbruk og motstand.

Basert på analysen av kostnaden for filterutskifting, driftskostnadene og de totale kostnadene, foreslås en metode for å bestemme når filteret bør skiftes ut.

Resultatene viste at filterets faktiske levetid er høyere enn den som er spesifisert i GB/T 14295-2008.

Tidspunktet for filterutskifting i generelle anleggsbygg bør bestemmes i henhold til utskiftingskostnadene for luftvolum og driftskostnader for strømforbruk.

Introduksjoner

Luftkvalitetens påvirkning på menneskers helse har blitt et av de viktigste problemstillingene i samfunnet.

For tiden er utendørs luftforurensning representert av PM2.5 svært alvorlig i Kina. Derfor utvikler luftrensingsindustrien seg raskt, og friskluftrensingsutstyr og luftrensere har blitt mye brukt.

I 2017 ble det solgt rundt 860 000 friskluftventilasjons- og 7 millioner renseanlegg i Kina. Med økt bevissthet om PM2.5 vil utnyttelsesgraden for renseutstyr øke ytterligere, og det vil snart bli et nødvendig utstyr i dagliglivet. Populariteten til denne typen utstyr påvirkes direkte av innkjøps- og driftskostnadene, så det er av stor betydning å studere økonomien.

Filterets hovedparametre inkluderer trykkfall, mengden partikler som samles opp, oppsamlingseffektiviteten og driftstiden. Tre metoder kan brukes for å bedømme filterutskiftningstiden for friskluftrenseren. Den første er å måle motstandsendringen før og etter filteret i henhold til trykkføleren. Den andre er å måle tettheten av partikler ved utløpet i henhold til partikkelføleren. Den siste er ved hjelp av driftstiden, det vil si å måle utstyrets driftstid.

Den tradisjonelle teorien for filterutskifting er å balansere innkjøpskostnaden og driftskostnaden basert på effektivitet. Med andre ord, økningen i energiforbruket er forårsaket av økningen i motstand og innkjøpskostnaden.

som vist i figur 1

Figur 1 kurven for filtermotstand og kostnad

Formålet med denne artikkelen er å utforske hyppigheten av filterutskifting og dens innflytelse på utformingen av slikt utstyr og systemer ved å analysere balansen mellom driftskostnadene for energi forårsaket av økningen i filtermotstanden og innkjøpskostnadene produsert av hyppig filterutskifting, under driftsforhold med lite luftvolum.

1. Filtereffektivitet og motstandstester

1.1 Testanlegg

Filtertestplattformen består hovedsakelig av følgende deler: luftkanalsystem, innretning for generering av kunstig støv, måleutstyr osv., som vist i figur 2.

Figur 2. Testanlegg

Bruk av frekvensomformingsviften i laboratoriets luftkanalsystem for å justere filterets driftsluftvolum, og dermed teste filterets ytelse under forskjellige luftvolumer.

1.2 Testprøve

For å forbedre repeterbarheten av eksperimentet ble det valgt tre luftfiltre produsert av samme produsent. Ettersom filtertypene H11, H12 og H13 er mye brukt på markedet, ble det brukt et H11-filter i dette eksperimentet, med en størrelse på 560 mm × 560 mm × 60 mm, V-type kjemisk fiber med tett folding, som vist i figur 3.

Figur 2. TestingPrøve

1.3 Testkrav

I samsvar med de relevante bestemmelsene i GB/T 14295-2008 «Luftfilter», skal følgende betingelser inkluderes i tillegg til testbetingelsene som kreves i teststandardene:

1) Under testen skal temperaturen og fuktigheten til den rene luften som sendes inn i kanalsystemet være lik;

2) Støvkilden som brukes til testing av alle prøvene skal forbli den samme.

3) Før hver prøve testes, bør støvpartikler som har avsatt seg i kanalsystemet rengjøres med en børste;

4) Registrering av filterets driftstimer under testen, inkludert tidspunktet for utslipp og opphopning av støv;

2. Testresultat og analyse

2.1 Endring av initial motstand med luftvolum

Den første motstandstesten ble utført ved et luftvolum på 80, 140, 220, 300, 380, 460, 540, 600, 711 948 m3/t.

Endringen av den innledende motstanden med luftvolumet er vist i FIG. 4.

Figur 4.Endringen i filterets innledende motstand under ulikt luftvolum

2.2 Endringen i vekteffektivitet med mengden støv som akkumuleres.

Denne delen studerer hovedsakelig filtreringseffektiviteten til PM2.5 i henhold til filterprodusentenes teststandarder. Filterets nominelle luftvolum er 508 m3/t. De målte vekteffektivitetsverdiene for de tre filtrene under ulik støvavsetningsmengde er vist i tabell 1.

Tabell 1 Endringen i arrestasjonen med mengden avsatt støv

Den målte vekteffektivitetsindeksen (arrestasjonsindeksen) for tre filtre under ulik støvavsetningsmengde er vist i tabell 1.

2.3Forholdet mellom motstand og støvopphopning

Hvert filter ble brukt til 9 ganger med støvutslipp. De første 7 gangene med enkeltstøvutslipp ble kontrollert til omtrent 15,0 g, og de siste 2 gangene med enkeltstøvutslipp ble kontrollert til omtrent 30,0 g.

Variasjonen i støvmotstanden endres med mengden støvopphopning av tre filtre under den nominelle luftstrømmen, vist i FIG. 5.

FIG.5

3. Økonomisk analyse av filterbruk

3.1 Nominell levetid

GB/T 14295-2008 «Luftfilter» fastsetter at når filteret opererer med nominell luftkapasitet og den endelige motstanden når 2 ganger den opprinnelige motstanden, anses filteret å ha nådd sin levetid, og filteret bør byttes ut. Etter å ha beregnet levetiden til filtrene under nominelle driftsforhold i dette eksperimentet, viser resultatene at levetiden til disse tre filtrene ble estimert til henholdsvis 1674, 1650 og 1518 timer, som var henholdsvis 3,4, 3,3 og 1 måned.

3.2 Analyse av pulverforbruk

Gjentakelsestesten ovenfor viser at ytelsen til de tre filtrene er konsistent, så filter 1 brukes som et eksempel for energiforbruksanalyse.

FIG. 6 Forholdet mellom strømregning og bruksdager for filteret (luftvolum 508 m3/t)

Etter hvert som utskiftingskostnaden for luftvolum endres mye, endres også summen av filterutskifting og strømforbruk mye, på grunn av filterets drift, som vist i FIG. 7. I figuren er totalkostnaden = driftskostnaden for strøm + enhetsluftvolumutskiftingskostnaden.

FIG. 7

Konklusjoner

1) Den faktiske levetiden til filtre med lite luftvolum i generelle sivile bygninger er mye høyere enn levetiden som er angitt i GB/T 14295-2008 «Luftfilter» og anbefalt av nåværende produsenter. Filterets faktiske levetid kan vurderes basert på endrede lover for filterets strømforbruk og utskiftingskostnader.

2) Det foreslås en evalueringsmetode for filterutskifting basert på økonomiske hensyn, det vil si at utskiftingskostnaden per luftvolumenhet og driftsstrømforbruket bør vurderes i sin helhet for å bestemme filterets utskiftingstidspunkt.

(Hele teksten ble publisert i HVAC, bind 50, nr. 5, s. 102–106, 2020)