Πειραματική Έρευνα και Οικονομική Ανάλυση Ζωής Φίλτρου Αέρα

Αφαίρεση

Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές για την απόδοση αντίστασης και βάρους του φίλτρου και διερευνήθηκαν οι κανόνες αλλαγής της αντίστασης συγκράτησης σκόνης και της απόδοσης του φίλτρου, η κατανάλωση ενέργειας του φίλτρου υπολογίστηκε σύμφωνα με τη μέθοδο υπολογισμού ενεργειακής απόδοσης που προτείνεται από το Eurovent 4 /11.

Διαπιστώθηκε ότι το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας του φίλτρου, αυξάνεται με την αύξηση της χρήσης χρόνου και της αντίστασης.

Με βάση την ανάλυση του κόστους αντικατάστασης του φίλτρου, του λειτουργικού κόστους και του συνολικού κόστους, προτείνεται μια μέθοδος για τον προσδιορισμό του πότε πρέπει να αντικατασταθεί το φίλτρο.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πραγματική διάρκεια ζωής του φίλτρου είναι μεγαλύτερη από αυτή που καθορίζεται στο GB/T 14295-2008.

Ο χρόνος για την αντικατάσταση του φίλτρου σε γενικά αστικά κτίρια θα πρέπει να αποφασίζεται ανάλογα με το κόστος αντικατάστασης του όγκου αέρα και το κόστος λειτουργίας της κατανάλωσης ισχύος.

Εισαγωγές

Η επίδραση της ποιότητας του αέρα στην ανθρώπινη υγεία έχει γίνει ένα από τα σημαντικότερα ζητήματα που απασχολεί η κοινωνία.

Επί του παρόντος, η ρύπανση του εξωτερικού αέρα που αντιπροσωπεύεται από PM2,5 είναι πολύ σοβαρή στην Κίνα.Ως εκ τούτου, η βιομηχανία καθαρισμού αέρα αναπτύσσεται γρήγορα και ο εξοπλισμός καθαρισμού φρέσκου αέρα και ο καθαριστής αέρα έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως.

Το 2017, περίπου 860.000 εξαερισμοί καθαρού αέρα και 7 εκατομμύρια καθαριστές πουλήθηκαν στην Κίνα.Με την καλύτερη επίγνωση των PM2.5, το ποσοστό χρήσης του εξοπλισμού καθαρισμού θα αυξηθεί περαιτέρω και σύντομα θα γίνει απαραίτητος εξοπλισμός στην καθημερινή ζωή.Η δημοτικότητα αυτού του είδους εξοπλισμού επηρεάζεται άμεσα από το κόστος αγοράς και το λειτουργικό κόστος, επομένως είναι πολύ σημαντικό να μελετηθεί η οικονομία του.

Οι κύριες παράμετροι του φίλτρου περιλαμβάνουν την πτώση πίεσης, την ποσότητα των σωματιδίων που συλλέγονται, την απόδοση συλλογής και τον χρόνο λειτουργίας.Τρεις μέθοδοι μπορούν να υιοθετηθούν για να κριθεί ο χρόνος αντικατάστασης του φίλτρου του καθαριστή φρέσκου αέρα.Το πρώτο είναι να μετρήσετε την αλλαγή αντίστασης πριν και μετά το φίλτρο σύμφωνα με τη συσκευή ανίχνευσης πίεσης.Το δεύτερο είναι να μετρηθεί η πυκνότητα των σωματιδίων στην έξοδο σύμφωνα με τη συσκευή ανίχνευσης σωματιδίων.Το τελευταίο είναι με το χρόνο λειτουργίας, δηλαδή τη μέτρηση του χρόνου λειτουργίας του εξοπλισμού.

Η παραδοσιακή θεωρία της αντικατάστασης φίλτρου είναι η εξισορρόπηση του κόστους αγοράς και του λειτουργικού κόστους με βάση την απόδοση.Με άλλα λόγια, η αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας προκαλείται από την αύξηση της αντίστασης και του κόστους αγοράς.

όπως φαίνεται στο σχήμα 1

Σχήμα 1 η καμπύλη αντίστασης φίλτρου και κόστους

Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να διερευνήσει τη συχνότητα αντικατάστασης φίλτρου και την επιρροή της στο σχεδιασμό τέτοιου εξοπλισμού και συστήματος, αναλύοντας την ισορροπία μεταξύ του ενεργειακού κόστους λειτουργίας που προκαλείται από την αύξηση της αντίστασης του φίλτρου και του κόστους αγοράς που προκαλείται από τη συχνή αντικατάσταση του φίλτρο, υπό συνθήκες λειτουργίας μικρού όγκου αέρα.

1.Δοκιμές απόδοσης και αντίστασης φίλτρου

1.1 Εγκατάσταση δοκιμών

Η πλατφόρμα δοκιμής φίλτρου αποτελείται κυρίως από τα ακόλουθα μέρη: σύστημα αεραγωγών, συσκευή παραγωγής τεχνητής σκόνης, εξοπλισμός μέτρησης κ.λπ., όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.

Εικόνα 2. Εγκατάσταση δοκιμών

Υιοθετώντας τον ανεμιστήρα μετατροπής συχνότητας στο σύστημα αεραγωγών του εργαστηρίου για τη ρύθμιση του όγκου αέρα λειτουργίας του φίλτρου, έτσι ώστε να ελεγχθεί η απόδοση του φίλτρου σε διαφορετικό όγκο αέρα.

1.2 Δείγμα δοκιμής

Προκειμένου να ενισχυθεί η επαναληψιμότητα του πειράματος, επιλέχθηκαν 3 φίλτρα αέρα που παράγονται από τον ίδιο κατασκευαστή.Καθώς τα φίλτρα τύπου H11, H12 και H13 χρησιμοποιούνται ευρέως στην αγορά, χρησιμοποιήθηκε φίλτρο ποιότητας H11 σε αυτό το πείραμα, με μέγεθος 560mm×560mm×60mm, τύπου V τύπου χημικής ίνας με πυκνή αναδίπλωση, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Εικόνα 2. ΔοκιμήΔείγμα

1.3 Απαιτήσεις δοκιμής

Σύμφωνα με τις σχετικές διατάξεις του GB/T 14295-2008 «Φίλτρο αέρα», εκτός από τις συνθήκες δοκιμής που απαιτούνται στα πρότυπα δοκιμής, θα πρέπει να περιλαμβάνονται και οι ακόλουθες προϋποθέσεις:

1) Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, η θερμοκρασία και η υγρασία του καθαρού αέρα που αποστέλλεται στο σύστημα αγωγών πρέπει να είναι παρόμοια.

2) Η πηγή σκόνης που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο όλων των δειγμάτων πρέπει να παραμείνει η ίδια.

3) Πριν από τη δοκιμή κάθε δείγματος, τα σωματίδια σκόνης που εναποτίθενται στο σύστημα αγωγών πρέπει να καθαρίζονται με μια βούρτσα.

4) Καταγραφή των ωρών εργασίας του φίλτρου κατά τη διάρκεια της δοκιμής, συμπεριλαμβανομένου του χρόνου εκπομπής και αναστολής της σκόνης.

2. Αποτέλεσμα δοκιμής και ανάλυση

2.1 Αλλαγή αρχικής αντίστασης με όγκο αέρα

Η αρχική δοκιμή αντίστασης πραγματοποιήθηκε σε όγκο αέρα 80.140.220.300.380.460.540.600.711.948 m3/h.

Η αλλαγή της αρχικής αντίστασης με τον όγκο αέρα φαίνεται στο ΣΧ.4.

Εικόνα 4.Η αλλαγή της αρχικής αντίστασης του φίλτρου κάτω από διαφορετικό όγκο αέρα

2.2 Η αλλαγή της απόδοσης βάρους με την ποσότητα σκόνης που συσσωρεύεται.

Αυτό το απόσπασμα μελετά κυρίως την απόδοση φιλτραρίσματος των PM2,5 σύμφωνα με τα πρότυπα δοκιμής των κατασκευαστών φίλτρων, ο ονομαστικός όγκος αέρα του φίλτρου είναι 508 m3/h.Οι μετρημένες τιμές απόδοσης βάρους των τριών φίλτρων κάτω από διαφορετική ποσότητα εναπόθεσης σκόνης φαίνονται στον Πίνακα 1

Πίνακας 1 Η αλλαγή της σύλληψης με την ποσότητα της σκόνης που εναποτίθεται

Ο μετρούμενος δείκτης απόδοσης βάρους τριών φίλτρων κάτω από διαφορετική ποσότητα εναπόθεσης σκόνης φαίνεται στον Πίνακα 1

2.3Η σχέση μεταξύ αντίστασης και συσσώρευσης σκόνης

Κάθε φίλτρο χρησιμοποιήθηκε για 9 φορές εκπομπή σκόνης.Οι πρώτες 7 φορές μεμονωμένης εκπομπής σκόνης ελέγχθηκαν στα περίπου 15,0 g και οι τελευταίες 2 φορές της μεμονωμένης εκπομπής σκόνης ελέγχθηκαν σε περίπου 30,0 g.

Η διακύμανση της αντίστασης συγκράτησης σκόνης αλλάζει με την ποσότητα της συσσώρευσης σκόνης τριών φίλτρων κάτω από την ονομαστική ροή αέρα, φαίνεται στο ΣΧ.5

ΣΧ.5

3.Οικονομική Ανάλυση Χρήσης Φίλτρου

3.1 Ονομαστική διάρκεια ζωής

Το GB/T 14295-2008 «Φίλτρο αέρα» ορίζει ότι όταν το φίλτρο λειτουργεί με ονομαστική χωρητικότητα αέρα και η τελική αντίσταση φτάσει τις 2 φορές της αρχικής αντίστασης, το φίλτρο θεωρείται ότι έχει φτάσει στη διάρκεια ζωής του και το φίλτρο πρέπει να αντικατασταθεί.Αφού υπολογίστηκε η διάρκεια ζωής των φίλτρων υπό ονομαστικές συνθήκες εργασίας σε αυτό το πείραμα, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η διάρκεια ζωής αυτών των τριών φίλτρων υπολογίστηκε σε 1674, 1650 και 1518 ώρες αντίστοιχα, που ήταν αντίστοιχα 3,4, 3,3 και 1 μήνας.

3.2 Ανάλυση κατανάλωσης σκόνης

Η επαναλαμβανόμενη δοκιμή παραπάνω δείχνει ότι η απόδοση των τριών φίλτρων είναι συνεπής, επομένως το φίλτρο 1 λαμβάνεται ως παράδειγμα για ανάλυση κατανάλωσης ενέργειας.

ΣΥΚΟ.6 Σχέση μεταξύ της φόρτισης ηλεκτρικής ενέργειας και των ημερών χρήσης του φίλτρου (όγκος αέρα 508m3/h)

Καθώς το κόστος αντικατάστασης του όγκου αέρα αλλάζει πολύ, το άθροισμα του φίλτρου κατά την αντικατάσταση και την κατανάλωση ενέργειας αλλάζει επίσης πολύ, λόγω της λειτουργίας του φίλτρου, όπως φαίνεται στο ΣΧ.7. Στο σχήμα, το συνολικό κόστος = κόστος λειτουργίας ηλεκτρικής ενέργειας + κόστος αντικατάστασης όγκου αέρα μονάδας.

ΣΥΚΟ.7

συμπεράσματα

1) Η πραγματική διάρκεια ζωής των φίλτρων με μικρό όγκο αέρα σε γενικά αστικά κτίρια είναι πολύ μεγαλύτερη από τη διάρκεια ζωής που ορίζεται στο GB/T 14295-2008 «Φίλτρο αέρα» και συνιστάται από τους σημερινούς κατασκευαστές.Η πραγματική διάρκεια ζωής του φίλτρου μπορεί να ληφθεί υπόψη με βάση τον μεταβαλλόμενο νόμο της κατανάλωσης ισχύος του φίλτρου και το κόστος αντικατάστασης.

2) Προτείνεται η μέθοδος αξιολόγησης αντικατάστασης φίλτρου βάσει οικονομικής εκτίμησης, δηλαδή το κόστος αντικατάστασης ανά μονάδα όγκου αέρα και η κατανάλωση ισχύος λειτουργίας θα πρέπει να ληφθούν υπόψη συνολικά για να καθοριστεί ο χρόνος αντικατάστασης του φίλτρου.

(Το πλήρες κείμενο κυκλοφόρησε στο HVAC, Vol. 50, No. 5, σελ. 102-106, 2020)