Experimenteel onderzoek en economische analyse van de levensduur van luchtfilters

Abstractie

Er werden tests uitgevoerd op de weerstand en gewichtsefficiëntie van het filter, en de veranderingsregels van de stofvasthoudweerstand en efficiëntie van het filter werden onderzocht, het energieverbruik van het filter werd berekend volgens de energie-efficiëntieberekeningsmethode voorgesteld door Eurovent 4 /11.

Gebleken is dat de elektriciteitskosten van het filter toenemen met de toename van tijdsverbruik en weerstand.

Op basis van de analyse van de filtervervangingskosten, bedrijfskosten en integrale kosten wordt een methode voorgesteld om te bepalen wanneer het filter moet worden vervangen.

De resultaten toonden aan dat de daadwerkelijke levensduur van het filter hoger is dan gespecificeerd in GB/T 14295-2008.

De tijd voor filtervervanging in algemene civiele gebouwen moet worden bepaald op basis van de vervangingskosten van het luchtvolume en de kosten voor bedrijfsenergieverbruik.

Introducties

De invloed van luchtkwaliteit op de gezondheid van de mens is een van de belangrijkste maatschappelijke vraagstukken geworden.

Momenteel is de buitenluchtvervuiling, vertegenwoordigd door PM2.5, zeer ernstig in China.Daarom ontwikkelt de luchtzuiveringsindustrie zich snel en worden apparatuur voor het zuiveren van verse lucht en luchtreinigers op grote schaal gebruikt.

In 2017 werden in China ongeveer 860.000 ventilatiesystemen voor frisse lucht en 7 miljoen luchtreinigers verkocht.Met een beter bewustzijn van PM2.5 zal de bezettingsgraad van zuiveringsapparatuur verder toenemen en zal het binnenkort een noodzakelijke uitrusting worden in het dagelijks leven.De populariteit van dit soort apparatuur wordt rechtstreeks beïnvloed door de aanschafkosten en bedrijfskosten, dus het is van groot belang om de economie ervan te bestuderen.

De belangrijkste parameters van het filter zijn de drukval, de hoeveelheid verzamelde deeltjes, de opvangefficiëntie en de looptijd.Er kunnen drie methoden worden gebruikt om de filtervervangingstijd van de frisse luchtreiniger te beoordelen.De eerste is het meten van de weerstandsverandering voor en na het filter volgens het drukmeetapparaat;De tweede is het meten van de dichtheid van deeltjes aan de uitlaat volgens het deeltjesdetectieapparaat.De laatste is door de looptijd, dat wil zeggen het meten van de looptijd van de apparatuur.

De traditionele theorie van filtervervanging is om de aanschafkosten en bedrijfskosten in evenwicht te brengen op basis van efficiëntie.Met andere woorden, de toename van het energieverbruik wordt veroorzaakt door de toename van de weerstand en de aanschafkosten.

zoals weergegeven in figuur 1

Figuur 1 de curve van filterweerstand en kosten

Het doel van dit artikel is om de frequentie van filtervervanging en de invloed ervan op het ontwerp van dergelijke apparatuur en systemen te onderzoeken door de balans te analyseren tussen de operationele energiekosten veroorzaakt door de toename van de filterweerstand en de aanschafkosten veroorzaakt door de frequente vervanging van filters. filter, onder de werkende staat van klein luchtvolume.

1. Filterefficiëntie en weerstandstests

1.1 Testfaciliteit

Het filtertestplatform bestaat hoofdzakelijk uit de volgende onderdelen: luchtkanaalsysteem, apparaat voor het genereren van kunstmatig stof, meetapparatuur, enz., Zoals weergegeven in figuur 2.

Figuur 2. Testfaciliteit

Goedkeuring van de frequentieomzettingsventilator in het luchtkanaalsysteem van het laboratorium om het werkende luchtvolume van het filter aan te passen, dus om de filterprestaties onder verschillende luchtvolumes te testen.

1.2 Testmonster

Om de herhaalbaarheid van het experiment te verbeteren, werden 3 luchtfilters van dezelfde fabrikant geselecteerd.Aangezien filters van het type H11, H12 en H13 veel op de markt worden gebruikt, werd in dit experiment een filter van H11-kwaliteit gebruikt, met een afmeting van 560 mm × 560 mm × 60 mm, v-type chemische vezeldicht vouwtype, zoals weergegeven in figuur 3.

Figuur 2. TestenSteekproef

1.3 Testvereisten

In overeenstemming met de relevante bepalingen van GB/T 14295-2008 "Luchtfilter", moeten naast de testomstandigheden die vereist zijn in de testnormen, de volgende voorwaarden worden opgenomen:

1) Tijdens de test moeten de temperatuur en vochtigheid van schone lucht die naar het kanaalsysteem wordt gestuurd, vergelijkbaar zijn;

2) De stofbron die wordt gebruikt voor het testen van alle monsters moet hetzelfde blijven.

3) Voordat elk monster wordt getest, moeten stofdeeltjes die zich in het kanaalsysteem hebben afgezet, met een borstel worden schoongemaakt;

4) Registratie van de werkuren van het filter tijdens de test, inclusief de tijd van emissie en stofophoping;

2. Testresultaat en analyse

2.1 Verandering van initiële weerstand met luchtvolume

De initiële weerstandstest werd uitgevoerd bij een luchtvolume van 80.140.220.300.380.460.540.600.711.948 m3/h.

De verandering van de beginweerstand met het luchtvolume wordt getoond in FIG.4.

Figuur 4.De verandering van aanvankelijke weerstand van filter onder verschillend luchtvolume

2.2 De verandering van gewichtsefficiëntie met de hoeveelheid opgehoopt stof.

Deze passage bestudeert voornamelijk de filtratie-efficiëntie van PM2.5 volgens de testnormen van filterfabrikanten, het nominale luchtvolume van het filter is 508 m3/h.De gemeten gewichtsefficiëntiewaarden van de drie filters onder verschillende hoeveelheden stofafzetting worden weergegeven in tabel 1

Tabel 1 De verandering van arrestatie met de hoeveelheid afgezet stof

De gemeten gewichtsefficiëntie (arrestantie)-index van drie filters onder verschillende hoeveelheden stofafzetting wordt weergegeven in tabel 1

2.3De relatie tussen weerstand en stofophoping

Elk filter werd gebruikt voor 9 keer stofemissie.De eerste 7 keer van enkele stofemissie werden gecontroleerd op ongeveer 15,0 g, en de laatste 2 keer van enkele stofemissie werden gecontroleerd op ongeveer 30,0 g.

De variatie van de stofvasthoudweerstand verandert met de hoeveelheid stofophoping van drie filters onder de nominale luchtstroom, wordt getoond op FIG.5

AFBEELDING 5

3.Economische analyse van filtergebruik

3.1 Nominale levensduur

GB/T 14295-2008 "Luchtfilter" bepaalt dat wanneer het filter op nominale luchtcapaciteit werkt en de eindweerstand 2 keer de aanvankelijke weerstand bereikt, het filter geacht wordt zijn levensduur te hebben bereikt en het filter moet worden vervangen.Na berekening van de levensduur van de filters onder nominale werkomstandigheden in dit experiment, laten de resultaten zien dat de levensduur van deze drie filters werd geschat op respectievelijk 1674, 1650 en 1518 uur, wat respectievelijk 3,4, 3,3 en 1 maand was.

3.2 Poederverbruiksanalyse

De herhalingstest hierboven laat zien dat de prestaties van de drie filters consistent zijn, dus filter 1 wordt als voorbeeld genomen voor de analyse van het energieverbruik.

AFB.6 Relatie tussen elektriciteitsverbruik en gebruiksdagen filter (luchtvolume 508m3/h)

Aangezien de vervangingskosten van het luchtvolume sterk veranderen, verandert ook de som van het filter bij vervanging en het stroomverbruik sterk, als gevolg van de werking van het filter, zoals getoond in FIG.7. In de figuur zijn de totale kosten = operationele elektriciteitskosten + vervangingskosten per eenheid luchtvolume.

AFB.7

Conclusies

1) De werkelijke levensduur van filters met een klein luchtvolume in algemene civiele gebouwen is veel langer dan de levensduur die is vastgelegd in GB/T 14295-2008 "Luchtfilter" en wordt aanbevolen door de huidige fabrikanten.De werkelijke levensduur van het filter kan worden beschouwd op basis van de veranderende wet van het filterstroomverbruik en de vervangingskosten.

2) De filtervervangingsevaluatiemethode op basis van economische overwegingen wordt voorgesteld, dat wil zeggen dat de vervangingskosten per eenheid luchtvolume en het bedrijfsstroomverbruik uitgebreid in overweging moeten worden genomen om de vervangingstijd van het filter te bepalen.

(De volledige tekst is gepubliceerd in HVAC, Vol. 50, nr. 5, pp. 102-106, 2020)