Experimentální výzkum a ekonomická analýza životnosti vzduchového filtru

Abstrakce

Byly provedeny testy odolnosti a hmotnostní účinnosti filtru a byla zkoumána pravidla změny odolnosti proti zadržování prachu a účinnosti filtru, spotřeba energie filtru byla vypočtena podle metody výpočtu energetické účinnosti navržené společností Eurovent 4 /11.

Bylo zjištěno, že náklady na elektřinu filtru se zvyšují se zvyšující se dobou používání a odporem.

Na základě analýzy nákladů na výměnu filtru, provozních nákladů a komplexních nákladů je navržena metoda, jak určit, kdy by měl být filtr vyměněn.

Výsledky ukázaly, že skutečná životnost filtru je vyšší, než je uvedeno v GB/T 14295-2008.

Doba pro výměnu filtru v obecné občanské budově by měla být stanovena podle nákladů na výměnu objemu vzduchu a nákladů na provozní spotřebu energie.

Úvody

Vliv kvality ovzduší na lidské zdraví se stal jedním z nejdůležitějších problémů společnosti.

V současné době je znečištění venkovního ovzduší PM2,5 v Číně velmi vážné.Proto se průmysl čištění vzduchu rychle rozvíjí a zařízení na čištění čerstvého vzduchu a čistička vzduchu se široce používají.

V roce 2017 se v Číně prodalo asi 860 000 ventilací čerstvého vzduchu a 7 milionů čističek.S lepším povědomím o PM2,5 se bude míra využití čistícího zařízení dále zvyšovat a brzy se stane nezbytným vybavením v každodenním životě.Popularita tohoto druhu zařízení je přímo ovlivněna jeho pořizovací cenou a provozními náklady, takže je velmi důležité studovat jeho ekonomiku.

Mezi hlavní parametry filtru patří tlaková ztráta, množství zachycených částic, účinnost zachytávání a doba chodu.K posouzení doby výměny filtru čističky čerstvého vzduchu lze použít tři metody.Prvním z nich je měření změny odporu před a za filtrem podle zařízení pro snímání tlaku;Druhým je měření hustoty částic na výstupu podle zařízení pro snímání částic.Poslední je podle doby chodu, tedy měření doby chodu zařízení.

Tradiční teorií výměny filtrů je vyvážit pořizovací a provozní náklady na základě účinnosti.Jinými slovy, zvýšení spotřeby energie je způsobeno zvýšením odporu a pořizovací cenou.

jak je znázorněno na obrázku 1

Obrázek 1 křivka odporu filtru a nákladů

Účelem tohoto příspěvku je prozkoumat četnost výměn filtrů a jejich vliv na konstrukci takového zařízení a systému analýzou rovnováhy mezi provozními náklady na energii způsobenými zvýšením odporu filtru a pořizovacími náklady produkovanými častou výměnou filtrů. filtr, za provozních podmínek malého objemu vzduchu.

1. Zkoušky účinnosti a odolnosti filtru

1.1 Testovací zařízení

Platforma pro testování filtrů se skládá hlavně z následujících částí: systém vzduchového potrubí, zařízení pro vytváření umělého prachu, měřicí zařízení atd., jak je znázorněno na obrázku 2.

Obrázek 2. Testovací zařízení

Přijetí ventilátoru frekvenčního měniče v systému vzduchového potrubí v laboratoři pro nastavení provozního objemu vzduchu filtru, a tím otestování výkonu filtru při různém objemu vzduchu.

1.2 Testovací vzorek

Pro zvýšení opakovatelnosti experimentu byly vybrány 3 vzduchové filtry od stejného výrobce.Protože jsou na trhu široce používány filtry typu H11, H12 a H13, v tomto experimentu byl použit filtr třídy H11 s velikostí 560 mm × 560 mm × 60 mm, typ s hustým skládáním chemických vláken typu V, jak je znázorněno na obrázku 3.

Obrázek 2. TestováníVzorek

1.3 Požadavky na zkoušky

V souladu s příslušnými ustanoveními GB/T 14295-2008 „Vzduchový filtr“ by kromě zkušebních podmínek požadovaných ve zkušebních normách měly být zahrnuty následující podmínky:

1) Během testu by teplota a vlhkost čistého vzduchu přiváděného do potrubního systému měla být podobná;

2) Zdroj prachu použitý pro testování všech vzorků by měl zůstat stejný.

3) Před testováním každého vzorku by měly být prachové částice usazené v potrubním systému očištěny kartáčem;

4) Zaznamenávání pracovních hodin filtru během zkoušky, včetně doby emise a suspendování prachu;

2. Výsledek testu a analýza

2.1 Změna počátečního odporu s objemem vzduchu

Počáteční odporová zkouška byla provedena při objemu vzduchu 80,140,220,300,380,460,540,600,711,948 m3/h.

Změna počátečního odporu s objemem vzduchu je na Obr.4.

Obrázek 4.Změna počátečního odporu filtru při různém objemu vzduchu

2.2 Změna účinnosti hmotnosti s množstvím nahromaděného prachu.

Tato pasáž studuje především účinnost filtrace PM2,5 podle zkušebních standardů výrobců filtrů, jmenovitý objem vzduchu filtru je 508 m3/h.Naměřené hodnoty hmotnostní účinnosti tří filtrů při různém množství usazeného prachu jsou uvedeny v tabulce 1

Tabulka 1 Změna aretace s množstvím usazeného prachu

Naměřený index hmotnostní účinnosti (arestance) tří filtrů při různém množství usazeného prachu je uveden v tabulce 1

2.3Vztah mezi odolností a hromaděním prachu

Každý filtr byl použit pro 9násobek emisí prachu.Prvních 7 případů jedné emise prachu bylo regulováno na přibližně 15,0 g a posledních 2krát jednotlivé emise prachu byly kontrolovány na přibližně 30,0 g.

Změna odporu zadržování prachu se mění s množstvím nahromaděného prachu tří filtrů pod jmenovitým průtokem vzduchu, je znázorněno na OBR.

OBR.5

3.Ekonomická analýza použití filtrů

3.1 Jmenovitá životnost

GB/T 14295-2008 „Vzduchový filtr“ stanoví, že když filtr pracuje při jmenovité vzduchové kapacitě a konečný odpor dosáhne 2násobku počátečního odporu, má se za to, že filtr dosáhl své životnosti a filtr by měl být vyměněn.Po výpočtu životnosti filtrů za jmenovitých pracovních podmínek v tomto experimentu výsledky ukazují, že životnost těchto tří filtrů byla odhadnuta na 1674, 1650 a 1518 h, což bylo 3,4, 3,3 a 1 měsíc.

3.2 Analýza spotřeby prášku

Opakovaný test výše ukazuje, že výkon tří filtrů je konzistentní, takže filtr 1 je brán jako příklad pro analýzu spotřeby energie.

OBR.6 Vztah mezi poplatkem za elektřinu a dny používání filtru (objem vzduchu 508 m3/h)

Vzhledem k tomu, že náklady na výměnu objemu vzduchu se značně mění, součet filtru při výměně a spotřeby energie se také velmi mění, v důsledku provozu filtru, jak je znázorněno na OBR.7. Na obrázku celkové náklady = provozní náklady na elektřinu + náklady na výměnu za jednotku objemu vzduchu.

OBR.7

Závěry

1) Skutečná životnost filtrů s malým objemem vzduchu v obecných občanských budovách je mnohem vyšší než životnost stanovená v GB/T 14295-2008 „Vzduchový filtr“ a doporučená současnými výrobci.Skutečnou životnost filtru lze posoudit na základě měnícího se zákona spotřeby energie filtru a nákladů na výměnu.

2) Je navržena metoda vyhodnocení výměny filtru založená na ekonomickém zvážení, to znamená, že pro stanovení doby výměny filtru je třeba komplexně zvážit náklady na výměnu podle objemu vzduchu a provozní spotřebu energie.

(Úplný text byl vydán v HVAC, sv. 50, č. 5, str. 102-106, 2020)