Эксперыментальныя даследаванні і эканамічны аналіз тэрміну службы паветранага фільтра

Абстракцыя

Былі праведзены выпрабаванні на ўстойлівасць і эфектыўнасць вагі фільтра, а таксама даследаваны правілы змены пылаўстойлівасці і эфектыўнасці фільтра, энергаспажыванне фільтра было разлічана ў адпаведнасці з метадам разліку энергаэфектыўнасці, прапанаваным Eurovent 4. /11.

Выяўлена, што выдаткі на электраэнергію фільтра павялічваюцца з павелічэннем часу выкарыстання і супраціву.

На падставе аналізу кошту замены фільтра, эксплуатацыйных выдаткаў і комплексных выдаткаў прапанаваны метад вызначэння таго, калі фільтр варта замяніць.

Вынікі паказалі, што рэальны тэрмін службы фільтра вышэй, чым указаны ў GB/T 14295-2008.

Час замены фільтра ў агульнаграмадзянскім будынку павінен вызначацца ў адпаведнасці з выдаткамі на замену аб'ёму паветра і выдаткамі на энергаспажыванне. 

АўтарШанхайскі інстытут архітэктуры (Group) Co., LtdЧжан Чунъян, Лі Цзінгуан

Уводзіны

Уплыў якасці паветра на здароўе чалавека стаў адной з важнейшых праблем, якія хвалююць грамадства.

У цяперашні час забруджванне вонкавага паветра ў выглядзе PM2,5 вельмі сур'ёзнае ў Кітаі. Такім чынам, прамысловасць ачысткі паветра хутка развіваецца, і шырока выкарыстоўваюцца абсталяванне для ачысткі свежага паветра і ачышчальнік паветра.

У 2017 годзе ў Кітаі было прададзена каля 860 000 вентыляцый свежага паветра і 7 мільёнаў ачышчальнікаў. З лепшай дасведчанасцю аб PM2.5, каэфіцыент выкарыстання ачышчальнага абсталявання будзе яшчэ больш павялічвацца, і неўзабаве яно стане неабходным абсталяваннем у паўсядзённым жыцці. Папулярнасць такога роду абсталявання напрамую залежыць ад яго кошту пакупкі і эксплуатацыйных выдаткаў, таму вельмі важна вывучыць яго эканамічнасць.

Асноўныя параметры фільтра ўключаюць перапад ціску, колькасць сабраных часціц, эфектыўнасць збору і час працы. Для ацэнкі часу замены фільтра ачышчальніка свежага паветра можна выкарыстоўваць тры метаду. Першы з іх заключаецца ў вымярэнні змены супраціву да і пасля фільтра ў адпаведнасці з прыладай для зандзіравання ціску; Па-другое, гэта вымярэнне шчыльнасці цвёрдых часціц на выхадзе ў адпаведнасці з прыладай для зандзіравання часціц. Апошняе - па часе працы, гэта значыць вымярэнню часу працы абсталявання. 

Традыцыйная тэорыя замены фільтра заключаецца ў балансаванні кошту пакупкі і эксплуатацыйных выдаткаў на аснове эфектыўнасці. Іншымі словамі, павелічэнне спажывання энергіі выклікана павышэннем супраціўляльнасці і коштам пакупкі.

як паказана на малюнку 1

curve of filter resistance and cost.webp

На малюнку 1 - крывая супраціву фільтра і кошту 

Мэтай дадзенай працы з'яўляецца вывучэнне частаты замены фільтра і яе ўплыву на канструкцыю такога абсталявання і сістэмы шляхам аналізу балансу паміж эксплуатацыйнымі выдаткамі энергіі, выкліканымі павелічэннем супраціўлення фільтра, і коштам пакупкі ў выніку частай замены фільтра. фільтр, пры эксплуатацыі невялікага аб'ёму паветра.

1. Тэсты на эфектыўнасць і супраціўленне фільтра

1.1 Тэставая ўстаноўка

Тэставая платформа фільтра ў асноўным складаецца з наступных частак: сістэмы паветраводаў, штучнага пылегенератора, вымяральнага абсталявання і г.д., як паказана на малюнку 2.

Testing facility.webp

 Малюнак 2. Тэсціраванне

Прыняцце вентылятара пераўтварэння частоты ў сістэме паветраводаў лабараторыі для рэгулявання працоўнага аб'ёму паветра фільтра, такім чынам, для праверкі працы фільтра пры розным аб'ёме паветра. 

1.2 Узор для тэставання

Для павышэння паўтаральнасці эксперыменту былі выбраны 3 паветраных фільтра аднаго і таго ж вытворцы. Паколькі фільтры тыпу H11, H12 і H13 шырока выкарыстоўваюцца на рынку, у гэтым эксперыменце быў выкарыстаны фільтр класа H11 з памерам 560 мм × 560 мм × 60 мм, шчыльны складны тып хімічнага валакна v-тыпу, як паказана на малюнку 3.

filter sample.webp

 Малюнак 2. Тэставанне Узор

1.3 Патрабаванні да выпрабаванняў

У адпаведнасці з адпаведнымі палажэннямі GB/T 14295-2008 «Паветраны фільтр», у дадатак да ўмоў выпрабаванняў, неабходных у стандартах выпрабаванняў, павінны быць уключаны наступныя ўмовы:

1) Падчас тэсту тэмпература і вільготнасць чыстага паветра, які накіроўваецца ў сістэму паветраводаў, павінны быць аднолькавымі;

2) Крыніца пылу, якая выкарыстоўваецца для тэставання ўсіх узораў, павінна заставацца нязменнай.

3) Перад тэставаннем кожнага ўзору часціцы пылу, якія адкладаюцца ў сістэме паветраводаў, павінны быць ачышчаны шчоткай;

4) Запіс часу працы фільтра падчас выпрабаванні, уключаючы час выкіду і прыпынення пылу; 

2. Вынік тэсту і аналіз 

2.1 Змена першапачатковага супраціву з аб'ёмам паветра

Першапачатковае выпрабаванне на супраціўленне было праведзена пры аб'ёме паветра 80,140,220,300,380,460,540,600,711,948 м3/ч.

Змена пачатковага супраціву з аб'ёмам паветра паказана на мал. 4.

change of initial resistance of filter under different air volume.webp

 Малюнак 4. Змена пачатковага супраціву фільтра пры розным аб'ёме паветра

2.2 Змена эфектыўнасці вагі з колькасцю назапашанай пылу. 

Гэты фрагмент у асноўным вывучае эфектыўнасць фільтрацыі PM2,5 у адпаведнасці са стандартамі выпрабаванняў вытворцаў фільтраў, намінальны аб'ём паветра фільтра складае 508 м3/г. Вымераныя значэнні эфектыўнасці вагі трох фільтраў пры рознай колькасці адкладвання пылу паказаны ў табліцы 1

The measured weight efficiency index of three filters under different dust deposition amount.webp

Табліца 1. Змена затрымкі з колькасцю асаджанай пылу

Вымераны індэкс вагавой эфектыўнасці (трываласці) трох фільтраў пры рознай колькасці адкладвання пылу паказаны ў табліцы 1

2.3 Сувязь паміж супраціўленнем і назапашваннем пылу

Кожны фільтр быў выкарыстаны для выкіду пылу ў 9 разоў. Першыя 7 разоў адзіночнага выкіду пылу кантраляваліся на ўзроўні каля 15,0 г, а апошнія 2 разы - пры 30,0 г.

Змяненне пылаўстойлівасці змяняецца ў залежнасці ад колькасці назапашвання пылу трох фільтраў пад намінальным паветраным патокам, паказана на рыс.5

FIG.5.webp

МАЛЬ.5

3.Эканамічны аналіз выкарыстання фільтра

3.1 Намінальны тэрмін службы

GB/T 14295-2008 «Паветраны фільтр» прадугледжвае, што калі фільтр працуе пры намінальнай паветранай магутнасці і канчатковае супраціўленне дасягае 2-кратнага першапачатковага супраціву, лічыцца, што фільтр выпрацаваў тэрмін службы, і фільтр павінен быць заменены. Пасля падліку тэрміну службы фільтраў у намінальных умовах працы ў гэтым эксперыменце вынікі паказваюць, што тэрмін службы гэтых трох фільтраў ацэньваўся ў 1674, 1650 і 1518 гадзін адпаведна, што было адпаведна 3,4, 3,3 і 1 месяц.

 

3.2 Аналіз спажывання парашка

Паўторны тэст вышэй паказвае, што прадукцыйнасць трох фільтраў аднастайная, таму фільтр 1 узяты ў якасці прыкладу для аналізу спажывання энергіі.

Relation between the electricity charge and usage days of filter.webp

РІС. 6 Суадносіны паміж зарадам электраэнергіі і днямі выкарыстання фільтра (аб'ём паветра 508 м3/г)

Паколькі кошт замены аб'ёму паветра значна змяняецца, сума фільтра пры замене і спажыванай магутнасці таксама моцна змяняецца з-за працы фільтра, як паказана на мал. 7. На малюнку поўны кошт = эксплуатацыйны кошт электраэнергіі + кошт замены адзінкі аб'ёму паветра.

comprehensive cost.webp

РІС. 7

Высновы

1) Фактычны тэрмін службы фільтраў з малым аб'ёмам паветра ў агульнаграмадзянскіх будынках значна перавышае тэрмін службы, прадугледжаны ў GB/T 14295-2008 «Паветраны фільтр» і рэкамендаваны цяперашнімі вытворцамі. Фактычны тэрмін службы фільтра можна лічыць зыходзячы з змены закона спажыванай магутнасці фільтра і кошту замены.

2) Прапанаваны метад ацэнкі замены фільтра, заснаваны на эканамічных меркаваннях, гэта значыць кошт замены ў разліку на адзінку аб'ёму паветра і энергаспажыванне пры эксплуатацыі павінны быць усебакова разгледжаны для вызначэння часу замены фільтра.

(Поўны тэкст апублікаваны ў HVAC, Vol. 50, No. 5, S. 102-106, 2020)