Cercetare experimentală și analiză economică a duratei de viață a filtrului de aer

Abstracția

Au fost efectuate teste privind rezistența și eficiența în greutate a filtrului și au fost explorate regulile de modificare a rezistenței la reținerea prafului și a eficienței filtrului, consumul de energie al filtrului a fost calculat conform metodei de calcul al eficienței energetice propusă de Eurovent 4. /11.

Se constată că costurile cu energie electrică ale filtrului cresc odată cu creșterea timpului și a rezistenței.

Pe baza analizei costului de înlocuire a filtrului, a costului de operare și a costului cuprinzător, se propune o metodă pentru a determina când trebuie înlocuit filtrul.

Rezultatele au arătat că durata de viață reală a filtrului este mai mare decât cea specificată în GB/T 14295-2008.

Timpul pentru înlocuirea filtrului în clădirile civile generale ar trebui să fie decis în funcție de costurile de înlocuire ale volumului de aer și costurile consumului de energie de operare.

Introduceri

Influența calității aerului asupra sănătății umane a devenit una dintre cele mai importante probleme preocupate de societate.

În prezent, poluarea aerului exterior reprezentată de PM2,5 este foarte gravă în China.Prin urmare, industria de purificare a aerului se dezvoltă rapid, iar echipamentele de purificare a aerului proaspăt și purificatorul de aer au fost utilizate pe scară largă.

În 2017, în China au fost vândute aproximativ 860.000 de ventilații cu aer proaspăt și 7 milioane de purificatoare.Odată cu o mai bună conștientizare a PM2.5, rata de utilizare a echipamentului de purificare va crește și mai mult și în curând va deveni un echipament necesar în viața de zi cu zi.Popularitatea acestui tip de echipament este direct afectată de costul de achiziție și de costul de funcționare, așa că este de mare importanță să studiem economia acestuia.

Principalii parametri ai filtrului includ căderea de presiune, cantitatea de particule colectate, eficiența colectării și timpul de funcționare.Pot fi adoptate trei metode pentru a evalua timpul de înlocuire a filtrului purificatorului de aer proaspăt.Primul este de a măsura schimbarea rezistenței înainte și după filtru în funcție de dispozitivul de detectare a presiunii;Al doilea este de a măsura densitatea particulelor la ieșire în conformitate cu dispozitivul de detectare a particulelor.Ultima este după timpul de funcționare, adică măsurarea timpului de funcționare al echipamentului.

Teoria tradițională a înlocuirii filtrelor este de a echilibra costul de achiziție și costul de funcționare pe baza eficienței.Cu alte cuvinte, creșterea consumului de energie este cauzată de creșterea rezistenței și a costului de achiziție.

așa cum se arată în figura 1

Figura 1 curba rezistenței filtrului și costului

Scopul acestei lucrări este de a explora frecvența înlocuirii filtrelor și influența acesteia asupra proiectării unor astfel de echipamente și sisteme prin analizarea echilibrului dintre costul energiei de funcționare cauzat de creșterea rezistenței filtrului și costul de achiziție produs de înlocuirea frecventă a filtrului. filtru, în condiții de funcționare a volumului mic de aer.

1. Teste de eficiență și rezistență a filtrului

1.1 Unitate de testare

Platforma de testare a filtrului este compusă în principal din următoarele părți: sistem de conducte de aer, dispozitiv de generare a prafului artificial, echipament de măsurare etc., așa cum se arată în Figura 2.

Figura 2. Unitate de testare

Adoptarea ventilatorului de conversie a frecvenței în sistemul de conducte de aer al laboratorului pentru a regla volumul de aer de funcționare al filtrului, astfel pentru a testa performanța filtrului în diferite volume de aer.

1.2 Probă de testare

Pentru a spori repetabilitatea experimentului, au fost selectate 3 filtre de aer produse de același producător.Întrucât filtrele de tip H11, H12 și H13 sunt utilizate pe scară largă pe piață, în acest experiment a fost folosit filtrul de calitate H11, cu dimensiunea de 560 mm × 560 mm × 60 mm, tip v-tip pliabil cu fibre chimice dense, așa cum se arată în Figura 3.

Figura 2. TestareProbă

1.3 Cerințe de testare

În conformitate cu prevederile relevante ale GB/T 14295-2008 „Filtru de aer”, pe lângă condițiile de testare cerute în standardele de testare, trebuie incluse următoarele condiții:

1) În timpul testului, temperatura și umiditatea aerului curat trimis în sistemul de conducte ar trebui să fie similare;

2) Sursa de praf utilizată pentru testarea tuturor probelor trebuie să rămână aceeași.

3) Înainte ca fiecare probă să fie testată, particulele de praf depuse în sistemul de conducte trebuie curățate cu o perie;

4) Înregistrarea orelor de funcționare a filtrului în timpul testului, inclusiv timpul de emisie și suspendare a prafului;

2. Rezultatul testului și analiza

2.1 Schimbarea rezistenței inițiale cu volumul de aer

Testul de rezistență inițial a fost efectuat la un volum de aer de 80.140.220.300.380.460.540.600.711.948 m3/h.

Modificarea rezistenței inițiale cu volumul de aer este prezentată în FIG.4.

Figura 4.Schimbarea rezistenței inițiale a filtrului sub volum diferit de aer

2.2 Schimbarea eficienței greutății cu cantitatea de praf acumulată.

Acest pasaj studiază în principal eficiența de filtrare a PM2.5 conform standardelor de testare ale producătorilor de filtre, volumul de aer nominal al filtrului este de 508 m3/h.Valorile măsurate ale eficienței în greutate ale celor trei filtre sub diferite cantități de depunere de praf sunt prezentate în Tabelul 1

Tabelul 1 Modificarea arestării cu cantitatea de praf depusă

Indicele măsurat de eficiență a greutății (arrestanță) a trei filtre sub diferite cantități de depunere de praf este prezentat în Tabelul 1

2.3Relația dintre rezistență și acumularea de praf

Fiecare filtru a fost folosit pentru 9 ori emisia de praf.Primele 7 ori ale emisiei unice de praf au fost controlate la aproximativ 15,0 g, iar ultimele 2 ori ale emisiei unice de praf au fost controlate la aproximativ 30,0 g.

Variația rezistenței de reținere a prafului se modifică odată cu cantitatea de praf acumulată a trei filtre sub debitul de aer nominal, este prezentată în FIG.5

FIG.5

3. Analiza economică a utilizării filtrelor

3.1 Durata de viață nominală

GB/T 14295-2008 „Filtru de aer” prevede că atunci când filtrul funcționează la capacitatea nominală a aerului și rezistența finală atinge de 2 ori rezistența inițială, se consideră că filtrul a atins durata de viață și filtrul trebuie înlocuit.După calcularea duratei de viață a filtrelor în condițiile nominale de lucru în acest experiment, rezultatele arată că durata de viață a acestor trei filtre a fost estimată la 1674, 1650 și respectiv 1518h, care au fost, respectiv, 3,4, 3,3 și 1 lună.

3.2 Analiza consumului de pulbere

Testul repetat de mai sus arată că performanța celor trei filtre este consecventă, așa că filtrul 1 este luat ca exemplu pentru analiza consumului de energie.

FIG.6 Relația dintre taxa de energie electrică și zilele de utilizare a filtrului (volum de aer 508m3/h)

Deoarece costul de înlocuire al volumului de aer se modifică foarte mult, suma filtrului la înlocuire și a consumului de energie se modifică, de asemenea, foarte mult, datorită funcționării filtrului, așa cum se arată în FIG.7. În figură, costul global = costul de exploatare a energiei electrice + costul unitar de înlocuire a volumului de aer.

FIG.7

Concluzii

1) Durata de viață reală a filtrelor cu volum mic de aer în clădirile civile generale este mult mai mare decât durata de viață prevăzută în GB/T 14295-2008 „Filtru de aer” și recomandată de producătorii actuali.Durata de viață reală a filtrului poate fi considerată pe baza legii schimbătoare a consumului de energie a filtrului și a costului de înlocuire.

2) Se propune metoda de evaluare a înlocuirii filtrului bazată pe considerente economice, adică costul de înlocuire pe unitate de volum de aer și consumul de putere de funcționare trebuie luate în considerare în mod cuprinzător pentru a determina timpul de înlocuire a filtrului.

(Textul integral a fost publicat în HVAC, Vol. 50, Nr. 5, pp. 102-106, 2020)