Експериментално истражување и економска анализа на животот на филтерот за воздух

Апстракција

Беа извршени тестови на отпорноста и ефикасноста на тежината на филтерот, а беа истражени правилата за промена на отпорноста на задржување прашина и ефикасноста на филтерот, потрошувачката на енергија на филтерот беше пресметана според методот за пресметка на енергетската ефикасност предложен од Eurovent 4. /11.

Утврдено е дека трошоците за електрична енергија на филтерот се зголемуваат со зголемувањето на времето и отпорот.

Врз основа на анализата на трошоците за замена на филтерот, оперативните трошоци и сеопфатните трошоци, се предлага метод за одредување кога треба да се замени филтерот.

Резултатите покажаа дека реалниот работен век на филтерот е поголем од оној наведен во GB/T 14295-2008.

Времето за замена на филтерот во општите градежни згради треба да се одлучи според трошоците за замена на волуменот на воздухот и трошоците за оперативна потрошувачка на енергија. 

АвторШангајски институт за архитектонска наука (група) Co., LtdЏанг Чонгјанг, Ли Џинггуанг

Воведи

Влијанието на квалитетот на воздухот врз здравјето на луѓето стана едно од најважните прашања што го засега општеството.

Во моментов, загадувањето на надворешниот воздух претставено со PM2.5 е многу сериозно во Кина. Затоа, индустријата за прочистување на воздухот се развива брзо, а опремата за прочистување на свеж воздух и прочистувачот на воздухот се широко користени.

Во 2017 година, во Кина беа продадени околу 860.000 вентилација на свеж воздух и 7 милиони прочистувачи. Со подобра свесност за PM2.5, стапката на искористеност на опремата за прочистување дополнително ќе се зголеми и таа наскоро ќе стане неопходна опрема во секојдневниот живот. На популарноста на овој вид опрема директно влијаат нејзините набавни трошоци и тековните трошоци, па затоа е од големо значење да се проучува нејзината економија.

Главните параметри на филтерот го вклучуваат падот на притисокот, количината на собрани честички, ефикасноста на собирање и времето на работа. Може да се применат три методи за да се процени времето на замена на филтерот на прочистувачот на свеж воздух. Првата е да се измери промената на отпорот пред и по филтерот според уредот за сензори за притисок; Вториот е да се измери густината на честичките на излезот според уредот за сензори за честички. Последната е според времето на работа, односно мерење на времето на работа на опремата. 

Традиционалната теорија за замена на филтерот е да се балансираат трошоците за набавка и работните трошоци врз основа на ефикасноста. Со други зборови, зголемувањето на потрошувачката на енергија е предизвикано од зголемувањето на отпорот и набавната цена.

како што е прикажано на слика 1

curve of filter resistance and cost.webp

Слика 1 кривата на отпорност на филтерот и цената 

Целта на овој труд е да ја истражи фреквенцијата на замена на филтерот и нејзиното влијание врз дизајнот на таквата опрема и систем преку анализа на рамнотежата помеѓу трошоците за оперативна енергија предизвикани од зголемувањето на отпорноста на филтерот и трошоците за набавка произведени од честата замена на филтер, под работна состојба на мал волумен на воздух.

1.Тестови за ефикасност и отпорност на филтерот

1.1 Објект за тестирање

Платформата за тестирање на филтерот главно се состои од следниве делови: систем за воздушни канали, уред за генерирање вештачка прашина, мерна опрема итн., како што е прикажано на слика 2.

Testing facility.webp

 Слика 2. Објект за тестирање

Усвојување на вентилаторот за конверзија на фреквенција во системот за воздушни канали на лабораторијата за да се прилагоди работниот волумен на воздух на филтерот, со што се тестираат перформансите на филтерот под различен волумен на воздух. 

1.2 Примерок за тестирање

Со цел да се подобри повторливоста на експериментот, беа избрани 3 филтри за воздух произведени од истиот производител. Бидејќи филтрите од типот H11, H12 и H13 се широко користени на пазарот, во овој експеримент се користеше филтер од класа H11, со големина од 560mm×560mm×60mm, густо преклопување на хемиски влакна од типот v, како што е прикажано на Слика 3.

filter sample.webp

 Слика 2. Тестирање Пример

1.3 Тест барања

Во согласност со релевантните одредби од GB/T 14295-2008 „Воздушен филтер“, покрај условите за тестирање што се бараат во стандардите за тестирање, треба да се вклучат и следните услови:

1) За време на тестот, температурата и влажноста на чистиот воздух што се испраќа во каналниот систем треба да бидат слични;

2) Изворот на прашина што се користи за тестирање на сите примероци треба да остане ист.

3) Пред да се тестира секој примерок, честичките од прашина депонирани во каналниот систем треба да се исчистат со четка;

4) Снимање на работното време на филтерот за време на тестот, вклучувајќи го и времето на емисија и суспендирање на прашина; 

2. Резултат од тестот и анализа 

2.1 Промена на почетниот отпор со волуменот на воздухот

Почетниот тест за отпор беше изведен со волумен на воздух од 80,140,220,300,380,460,540,600,711,948 m3/h.

Промената на почетниот отпор со волуменот на воздухот е прикажана на Сл. 4.

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

 Слика 4. Промена на почетниот отпор на филтерот под различен волумен на воздух

2.2 Промена на ефикасноста на тежината со количината на акумулирана прашина. 

Овој пасус главно ја проучува ефикасноста на филтрирање на PM2.5 според стандардите за тестирање на производителите на филтри, номиналниот волумен на воздух на филтерот е 508 m3/h. Измерените вредности на ефикасноста на тежината на трите филтри под различна количина на таложење прашина се прикажани во Табела 1

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

Табела 1 Промената на апсењето со количината на депонирана прашина

Измерениот тежински индекс на ефикасност (заштита) на три филтри под различна количина на таложење прашина е прикажан во Табела 1

2.3 Односот помеѓу отпорот и акумулацијата на прашина

Секој филтер се користеше за 9 пати испуштање прашина. Првите 7 пати на единечна емисија на прашина беа контролирани на околу 15,0 g, а последните 2 пати на единечна емисија на прашина беа контролирани на околу 30,0 g.

Варијацијата на отпорот на задржување прашина се менува со количината на акумулација на прашина од три филтри под номиналниот проток на воздух, прикажана на Сл. 5

FIG.5.webp

Сл.5

3.Економска анализа на употребата на филтерот

3.1 Оценет работен век

GB/T 14295-2008 „Воздушен филтер“ пропишува дека кога филтерот работи со номинален воздушен капацитет и конечниот отпор достигне 2 пати од почетниот отпор, се смета дека филтерот го достигнал својот работен век и филтерот треба да се замени. По пресметувањето на работниот век на филтрите под оценети работни услови во овој експеримент, резултатите покажуваат дека работниот век на овие три филтри е проценет на 1674, 1650 и 1518 часа соодветно, што е соодветно 3,4, 3,3 и 1 месец.

 

3.2 Анализа на потрошувачката на прав

Повторениот тест погоре покажува дека перформансите на трите филтри се конзистентни, така што филтерот 1 е земен како пример за анализа на потрошувачката на енергија.

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

Сл. 6 Врска помеѓу полнењето на електрична енергија и деновите на користење на филтерот (волумен на воздух 508m3/h)

Како што цената за замена на волуменот на воздухот значително се менува, збирот на филтерот при замена и потрошувачката на енергија исто така значително се менуваат, поради работата на филтерот, како што е прикажано на Сл. 7. На сликата, сеопфатен трошок = оперативен трошок за електрична енергија + единечен трошок за замена на волуменот на воздухот.

comprehensive cost.webp

Сл. 7

Заклучоци

1) Вистинскиот век на траење на филтрите со мал волумен на воздух во општите градежни згради е многу поголем од работниот век пропишан во GB/T 14295-2008 „Воздушен филтер“ и препорачан од сегашните производители. Вистинскиот век на траење на филтерот може да се смета врз основа на променливиот закон за потрошувачката на енергија на филтерот и трошоците за замена.

2) Се предлага методот за евалуација на замена на филтерот заснован на економско размислување, односно, трошоците за замена според единица волумен на воздух и потрошувачката на работна енергија треба да се земат сеопфатно за да се одреди времето на замена на филтерот.

(Целиот текст е објавен во HVAC, том 50, бр. 5, стр. 102-106, 2020 година)