Experimentálny výskum a ekonomická analýza životnosti vzduchového filtra

Abstrakcia

Uskutočnili sa testy odolnosti a hmotnostnej účinnosti filtra a preskúmali sa pravidlá zmeny odolnosti filtra a účinnosti filtra, spotreba energie filtra sa vypočítala podľa metódy výpočtu energetickej účinnosti navrhnutej spoločnosťou Eurovent 4 /11.

Zistilo sa, že náklady na elektrickú energiu filtra sa zvyšujú so zvyšujúcim sa časom používania a odporom.

Na základe analýzy nákladov na výmenu filtra, prevádzkových nákladov a komplexných nákladov sa navrhuje metóda na určenie, kedy by sa mal filter vymeniť.

Výsledky ukázali, že skutočná životnosť filtra je vyššia ako životnosť špecifikovaná v GB/T 14295-2008.

Čas výmeny filtra vo všeobecnej občianskej budove by sa mal určiť podľa nákladov na výmenu objemu vzduchu a nákladov na spotrebu energie na prevádzku.

Úvody

Vplyv kvality ovzdušia na ľudské zdravie sa stal jedným z najdôležitejších problémov spoločnosti.

V súčasnosti je znečistenie vonkajšieho ovzdušia PM2,5 v Číne veľmi vážne.Preto sa priemysel čistenia vzduchu rýchlo rozvíja a zariadenia na čistenie čerstvého vzduchu a čističky vzduchu sa široko používajú.

V roku 2017 sa v Číne predalo asi 860 000 kusov ventilácie čerstvého vzduchu a 7 miliónov čističiek.S lepším povedomím o PM2,5 sa bude miera využitia čistiaceho zariadenia ďalej zvyšovať a čoskoro sa stane nevyhnutným zariadením v každodennom živote.Popularita tohto druhu zariadenia je priamo ovplyvnená jeho obstarávacími nákladmi a prevádzkovými nákladmi, takže je veľmi dôležité študovať jeho hospodárnosť.

Medzi hlavné parametre filtra patrí pokles tlaku, množstvo zachytených častíc, účinnosť zberu a doba chodu.Na posúdenie času výmeny filtra čističky čerstvého vzduchu možno použiť tri metódy.Prvým je meranie zmeny odporu pred a za filtrom podľa zariadenia na snímanie tlaku;Druhým je meranie hustoty pevných častíc na výstupe podľa zariadenia na snímanie častíc.Posledný je podľa doby chodu, teda merania doby chodu zariadenia.

Tradičnou teóriou výmeny filtra je vyváženie obstarávacích nákladov a prevádzkových nákladov na základe efektívnosti.Inými slovami, zvýšenie spotreby energie je spôsobené zvýšením odporu a obstarávacích nákladov.

ako je znázornené na obrázku 1

Obrázok 1 krivka odporu filtra a ceny

Účelom tohto článku je preskúmať frekvenciu výmeny filtra a jej vplyv na konštrukciu takéhoto zariadenia a systému analýzou rovnováhy medzi prevádzkovými nákladmi na energiu spôsobenými zvýšením odporu filtra a obstarávacími nákladmi spôsobenými častou výmenou filtra. filter, za prevádzkových podmienok malého objemu vzduchu.

1. Testy účinnosti a odolnosti filtra

1.1 Testovacie zariadenie

Testovacia platforma filtra sa skladá hlavne z nasledujúcich častí: systém vzduchového potrubia, zariadenie na tvorbu umelého prachu, meracie zariadenie atď., ako je znázornené na obrázku 2.

Obrázok 2. Testovacie zariadenie

Prijatie ventilátora na konverziu frekvencie v systéme vzduchového potrubia v laboratóriu na nastavenie prevádzkového objemu vzduchu filtra, čím sa otestuje výkon filtra pri rôznych objemoch vzduchu.

1.2 Testovacia vzorka

Aby sa zvýšila opakovateľnosť experimentu, boli vybrané 3 vzduchové filtre od rovnakého výrobcu.Keďže na trhu sú široko používané filtre typu H11, H12 a H13, v tomto experimente sa použil filter triedy H11 s veľkosťou 560 mm × 560 mm × 60 mm, typ s hustým skladaním chemických vlákien typu V, ako je znázornené na obrázku 3.

Obrázok 2. TestovanieUkážka

1.3 Požiadavky na test

V súlade s príslušnými ustanoveniami GB/T 14295-2008 „Vzduchový filter“ by okrem testovacích podmienok požadovaných v testovacích normách mali byť zahrnuté aj tieto podmienky:

1) Počas testu by teplota a vlhkosť čistého vzduchu posielaného do potrubného systému mala byť podobná;

2) Zdroj prachu použitý na testovanie všetkých vzoriek by mal zostať rovnaký.

3) Pred testovaním každej vzorky by sa prachové častice usadené v potrubnom systéme mali očistiť kefou;

4) Zaznamenávanie pracovných hodín filtra počas testu, vrátane času emisie a suspendovania prachu;

2. Výsledok testu a analýza

2.1 Zmena počiatočného odporu s objemom vzduchu

Počiatočná skúška odolnosti bola vykonaná pri objeme vzduchu 80,140,220,300,380,460,540,600,711,948 m3/h.

Zmena počiatočného odporu s objemom vzduchu je znázornená na obr.4.

Obrázok 4.Zmena počiatočného odporu filtra pri rôznom objeme vzduchu

2.2 Zmena účinnosti hmotnosti s množstvom nahromadeného prachu.

Táto pasáž študuje hlavne účinnosť filtrácie PM2,5 podľa testovacích noriem výrobcov filtrov, menovitý objem vzduchu filtra je 508 m3/h.Namerané hodnoty hmotnostnej účinnosti troch filtrov pri rôznych množstvách usadzovania prachu sú uvedené v tabuľke 1

Tabuľka 1 Zmena aretácie s množstvom usadeného prachu

Nameraný index hmotnostnej účinnosti (arestancie) troch filtrov pri rôznych množstvách usadzovania prachu je uvedený v tabuľke 1

2.3Vzťah medzi odolnosťou a hromadením prachu

Každý filter sa použil na 9-násobok emisií prachu.Prvých 7krát jednotlivé emisie prachu boli kontrolované na približne 15,0 g a posledné 2krát jednotlivé emisie prachu boli kontrolované na približne 30,0 g.

Zmena odporu zadržiavania prachu sa mení s množstvom nahromadeného prachu troch filtrov pod menovitým prietokom vzduchu, je znázornené na obr.

5. Obr

3. Ekonomická analýza použitia filtra

3.1 Menovitá životnosť

GB/T 14295-2008 „Vzduchový filter“ stanovuje, že keď filter pracuje pri menovitej kapacite vzduchu a konečný odpor dosiahne 2-násobok počiatočného odporu, má sa za to, že filter dosiahol svoju životnosť a filter by sa mal vymeniť.Po vypočítaní životnosti filtrov pri menovitých pracovných podmienkach v tomto experimente výsledky ukazujú, že životnosť týchto troch filtrov bola odhadnutá na 1674, 1650 a 1518 h, čo bolo 3,4, 3,3 a 1 mesiac.

3.2 Analýza spotreby prášku

Opakovaný test uvedený vyššie ukazuje, že výkon troch filtrov je konzistentný, takže filter 1 sa berie ako príklad pre analýzu spotreby energie.

Obr.6 Vzťah medzi nabitím elektriny a dňami používania filtra (objem vzduchu 508 m3/h)

Pretože sa náklady na výmenu objemu vzduchu veľmi menia, súčet filtra pri výmene a spotreby energie sa tiež značne mení v dôsledku činnosti filtra, ako je znázornené na obr.7. Na obrázku sú celkové náklady = prevádzkové náklady na elektrickú energiu + náklady na výmenu jednotkového objemu vzduchu.

Obr.7

Závery

1) Skutočná životnosť filtrov s malým objemom vzduchu vo všeobecných občianskych budovách je oveľa vyššia ako životnosť stanovená v GB/T 14295-2008 „Vzduchový filter“ a odporúčaná súčasnými výrobcami.Skutočnú životnosť filtra možno posúdiť na základe meniaceho sa zákona spotreby energie filtra a nákladov na výmenu.

2) Navrhuje sa metóda hodnotenia výmeny filtra na základe ekonomického zváženia, to znamená, že náklady na výmenu na jednotku objemu vzduchu a prevádzková spotreba energie by sa mali zvážiť komplexne, aby sa určil čas výmeny filtra.

(Úplný text bol vydaný v HVAC, zväzok 50, č. 5, s. 102-106, 2020)