Абстракция
Были проведены испытания сопротивления и весовой эффективности фильтра, изучены закономерности изменения сопротивления удержанию пыли и эффективности фильтра, рассчитано энергопотребление фильтра в соответствии с методом расчета энергоэффективности, предложенным Eurovent 4/11.
Установлено, что затраты электроэнергии на фильтр увеличиваются с увеличением времени его использования и сопротивления.
На основе анализа стоимости замены фильтра, эксплуатационных расходов и комплексных расходов предлагается метод определения сроков замены фильтра.
Результаты показали, что фактический срок службы фильтра превышает указанный в GB/T 14295-2008.
Время замены фильтров в общегражданских зданиях следует определять в зависимости от стоимости замены объема воздуха и эксплуатационных затрат на электроэнергию.
Автор Шанхайский институт архитектурных наук (группа) Co., Ltd. Чжан Чунъян, Ли ЦзингуанВведения
Влияние качества воздуха на здоровье человека стало одним из важнейших вопросов, волнующих общество.
В настоящее время загрязнение наружного воздуха, представленное PM2.5, является очень серьезным в Китае. Поэтому индустрия очистки воздуха развивается быстрыми темпами, и широко используются оборудование для очистки свежего воздуха и очистители воздуха.
В 2017 году в Китае было продано около 860 000 вентиляционных установок свежего воздуха и 7 миллионов очистителей. С повышением осведомленности о PM2.5 уровень использования очистного оборудования будет расти, и вскоре оно станет необходимым оборудованием в повседневной жизни. Популярность такого оборудования напрямую зависит от его стоимости покупки и эксплуатационных расходов, поэтому очень важно изучить его экономичность.
Основные параметры фильтра включают перепад давления, количество собранных частиц, эффективность сбора и время работы. Для оценки времени замены фильтра очистителя свежего воздуха можно использовать три метода. Первый — измерение изменения сопротивления до и после фильтра в соответствии с датчиком давления; Второй — измерение плотности твердых частиц на выходе в соответствии с датчиком частиц. Последний — по времени работы, то есть измерение времени работы оборудования.
Традиционная теория замены фильтра заключается в том, чтобы сбалансировать стоимость покупки и эксплуатационные расходы на основе эффективности. Другими словами, увеличение потребления энергии вызвано увеличением сопротивления и стоимостью покупки.
как показано на рисунке 1
Рисунок 1. Кривая сопротивления фильтра и стоимости.
Целью данной статьи является изучение частоты замены фильтров и ее влияния на конструкцию такого оборудования и систем путем анализа баланса между эксплуатационными затратами на электроэнергию, вызванными увеличением сопротивления фильтра, и затратами на приобретение, вызванными частой заменой фильтра в условиях эксплуатации с небольшим объемом воздуха.
1. Тесты эффективности и сопротивления фильтра
1.1 Испытательная установка
Платформа для испытания фильтров в основном состоит из следующих частей: система воздуховодов, устройство для искусственного пылеобразования, измерительное оборудование и т. д., как показано на рисунке 2.
Рисунок 2. Испытательная установка
Использование вентилятора с преобразователем частоты в системе воздуховодов лаборатории для регулировки рабочего объема воздуха фильтра, что позволяет проверить производительность фильтра при различном объеме воздуха.
1.2 Тестовый образец
Для повышения повторяемости эксперимента были выбраны 3 воздушных фильтра одного производителя. Поскольку фильтры типа H11, H12 и H13 широко используются на рынке, в этом эксперименте использовался фильтр класса H11 размером 560 мм × 560 мм × 60 мм, v-образный, химический волокнистый, плотный, складчатый, как показано на рисунке 3.
Рисунок 2. ТестированиеОбразец
1.3 Требования к испытаниям
В соответствии с соответствующими положениями GB/T 14295-2008 «Воздушный фильтр» в дополнение к условиям испытаний, требуемым стандартами испытаний, должны быть включены следующие условия:
1) Во время испытания температура и влажность чистого воздуха, подаваемого в систему воздуховодов, должны быть одинаковыми;
2) Источник пыли, используемый для тестирования всех образцов, должен оставаться одним и тем же.
3) Перед испытанием каждого образца необходимо очистить систему воздуховодов от пылевых частиц с помощью щетки;
4) Регистрация времени работы фильтра во время испытания, включая время выброса и взвешивания пыли;
2. Результаты теста и анализ
2.1 Изменение начального сопротивления в зависимости от объема воздуха
Первоначальное испытание на сопротивление проводилось при объеме воздуха 80 140 220 300 380 460 540 600 711 948 м3/ч.
Изменение начального сопротивления в зависимости от объема воздуха показано на рис. 4.
Рисунок 4.Изменение начального сопротивления фильтра при различном объеме воздуха
2.2 Изменение весовой эффективности в зависимости от количества накопленной пыли.
В этом отрывке в основном изучается эффективность фильтрации PM2.5 в соответствии со стандартами испытаний производителей фильтров, номинальный объем воздуха фильтра составляет 508 м3/ч. Измеренные значения эффективности веса трех фильтров при различном количестве осажденной пыли показаны в таблице 1.
Таблица 1. Изменение пылеулавливающей способности в зависимости от количества осажденной пыли
Измеренные показатели весовой эффективности (задержания) трех фильтров при различном количестве осажденной пыли приведены в таблице 1.
2.3Связь между сопротивлением и накоплением пыли
Каждый фильтр использовался для 9 раз выброса пыли. Первые 7 раз выброс пыли контролировались на уровне около 15,0 г, а последние 2 раза выброс пыли контролировались на уровне около 30,0 г.
Изменение сопротивления удержанию пыли изменяется в зависимости от количества накопленной пыли в трех фильтрах при номинальном потоке воздуха, как показано на ФИГ.5.
ФИГ.5
3. Экономический анализ использования фильтра
3.1 Номинальный срок службы
В стандарте GB/T 14295-2008 «Воздушный фильтр» указано, что когда фильтр работает с номинальной производительностью по воздуху и конечное сопротивление достигает 2-кратного значения начального сопротивления, считается, что фильтр достиг своего срока службы, и его следует заменить. После расчета срока службы фильтров при номинальных рабочих условиях в этом эксперименте результаты показывают, что срок службы этих трех фильтров оценивается в 1674, 1650 и 1518 часов соответственно, что составляет 3,4, 3,3 и 1 месяц соответственно.
3.2 Анализ расхода пороха
Повторный тест, приведенный выше, показывает, что эффективность трех фильтров одинакова, поэтому фильтр 1 взят в качестве примера для анализа энергопотребления.
РИС. 6 Соотношение между расходом электроэнергии и днями использования фильтра (объем воздуха 508 м3/ч)
Поскольку стоимость замены объема воздуха существенно меняется, сумма замены фильтра и энергопотребления также существенно меняется из-за работы фильтра, как показано на РИС. 7. На рисунке комплексная стоимость = стоимость эксплуатации электроэнергии + стоимость замены единицы объема воздуха.
ФИГ. 7
Выводы
1) Фактический срок службы фильтров с малым объемом воздуха в обычных гражданских зданиях значительно превышает срок службы, предусмотренный в GB/T 14295-2008 «Воздушный фильтр» и рекомендуемый текущими производителями. Фактический срок службы фильтра можно рассчитать на основе изменяющегося закона энергопотребления фильтра и стоимости замены.
2) Предлагается метод оценки замены фильтра, основанный на экономических соображениях, то есть для определения срока замены фильтра следует комплексно учитывать стоимость замены на единицу объема воздуха и потребляемую мощность при эксплуатации.
(Полный текст был опубликован в журнале HVAC, том 50, № 5, стр. 102-106, 2020 г.)
Время публикации: 31 авг. 2020 г.
