Trừu tượng
Các thử nghiệm được thực hiện trên sức đề kháng và hiệu suất trọng lượng của bộ lọc, đồng thời khám phá các quy tắc thay đổi của khả năng chống giữ bụi và hiệu quả của bộ lọc, mức tiêu thụ năng lượng của bộ lọc được tính toán theo phương pháp tính toán hiệu quả năng lượng do Eurovent 4 đề xuất / 11.
Người ta thấy rằng chi phí điện của bộ lọc, tăng lên cùng với sự gia tăng của thời gian sử dụng và điện trở.
Dựa trên phân tích chi phí thay thế bộ lọc, chi phí vận hành và chi phí toàn diện, một phương pháp để xác định khi nào bộ lọc nên được thay thế sẽ được đề xuất.
Kết quả cho thấy tuổi thọ thực tế của bộ lọc cao hơn so với quy định trong GB / T 14295-2008.
Thời gian thay thế bộ lọc trong nhà dân dụng nói chung phải được quyết định tùy theo chi phí thay thế của lượng không khí và chi phí tiêu thụ điện năng vận hành.
Tác giảViện Khoa học Kiến trúc Thượng Hải (Group) Co., LtdZhang Chongyang, Li Jingguang
Giới thiệu
Ảnh hưởng của chất lượng không khí đến sức khỏe con người đã và đang trở thành một trong những vấn đề được xã hội quan tâm hàng đầu.
Hiện nay, ô nhiễm không khí ngoài trời do PM2.5 đại diện là rất nghiêm trọng ở Trung Quốc. Do đó, ngành công nghiệp lọc không khí phát triển nhanh chóng, các thiết bị lọc không khí trong lành và máy lọc không khí đã được sử dụng rộng rãi.
Năm 2017, khoảng 860.000 máy thông gió không khí trong lành và 7 triệu máy lọc đã được bán ở Trung Quốc. Với nhận thức tốt hơn về PM2.5, tỷ lệ sử dụng của thiết bị lọc sẽ tăng hơn nữa, và nó sẽ sớm trở thành thiết bị cần thiết trong cuộc sống hàng ngày. Mức độ phổ biến của loại thiết bị này bị ảnh hưởng trực tiếp bởi chi phí mua và chi phí vận hành, vì vậy việc nghiên cứu tính kinh tế của nó có ý nghĩa rất lớn.
Các thông số chính của bộ lọc bao gồm giảm áp suất, lượng hạt được thu thập, hiệu quả thu gom và thời gian chạy. Có thể áp dụng ba phương pháp để đánh giá thời gian thay thế bộ lọc của máy lọc không khí trong lành. Đầu tiên là đo sự thay đổi điện trở trước và sau bộ lọc theo thiết bị cảm biến áp suất; Thứ hai là đo mật độ hạt vật chất ở đầu ra theo thiết bị cảm biến hạt. Cuối cùng là theo thời gian chạy, tức là đo thời gian chạy của thiết bị.
Lý thuyết truyền thống của việc thay thế bộ lọc là cân bằng giữa chi phí mua và chi phí vận hành dựa trên hiệu quả. Nói cách khác, sự gia tăng tiêu thụ năng lượng là do sự gia tăng của điện trở và chi phí mua.
như trong hình 1
Hình 1, đường cong của điện trở bộ lọc và chi phí
Mục đích của bài báo này là khám phá tần suất thay thế bộ lọc và ảnh hưởng của nó đến thiết kế của thiết bị và hệ thống đó bằng cách phân tích sự cân bằng giữa chi phí năng lượng vận hành do sự gia tăng của điện trở bộ lọc và chi phí mua do việc thay thế thường xuyên bộ lọc, trong điều kiện hoạt động của khối lượng không khí nhỏ.
1. Kiểm tra hiệu quả lọc và khả năng chống chịu
1.1 Cơ sở thử nghiệm
Bệ kiểm tra bộ lọc chủ yếu được cấu tạo bởi các bộ phận sau: hệ thống ống dẫn khí, thiết bị tạo bụi nhân tạo, thiết bị đo lường, ... như trong Hình 2.
Hình 2. Cơ sở thử nghiệm
Sử dụng quạt chuyển đổi tần số trong hệ thống ống dẫn khí của phòng thí nghiệm để điều chỉnh lượng không khí hoạt động của bộ lọc, do đó để kiểm tra hiệu suất bộ lọc trong các thể tích không khí khác nhau.
1.2 Mẫu thử nghiệm
Để nâng cao độ lặp lại của thí nghiệm, 3 bộ lọc không khí do cùng một nhà sản xuất đã được chọn. Vì loại bộ lọc H11, H12 và H13 được sử dụng rộng rãi trên thị trường, bộ lọc cấp H11 đã được sử dụng trong thí nghiệm này, với kích thước 560mm × 560mm × 60mm, kiểu gấp dày đặc sợi hóa học loại v, như thể hiện trong Hình 3.
Hình 2. Thử nghiệm Vật mẫu
1.3 Yêu cầu kiểm tra
Phù hợp với các quy định liên quan của GB / T 14295-2008 “Bộ lọc không khí”, ngoài các điều kiện thử nghiệm được yêu cầu trong tiêu chuẩn thử nghiệm, các điều kiện sau cần được bao gồm:
1) Trong quá trình thử nghiệm, nhiệt độ và độ ẩm của không khí sạch đi vào hệ thống ống dẫn phải tương tự nhau;
2) Nguồn bụi được sử dụng để thử nghiệm tất cả các mẫu phải được giữ nguyên.
3) Trước khi mỗi mẫu được thử nghiệm, các hạt bụi lắng đọng trong hệ thống ống dẫn cần được làm sạch bằng bàn chải;
4) Ghi lại giờ làm việc của bộ lọc trong quá trình thử nghiệm, bao gồm cả thời gian phát thải và lơ lửng của bụi;
2. Kết quả thử nghiệm và phân tích
2.1 Thay đổi lực cản ban đầu theo thể tích không khí
Thử nghiệm sức cản ban đầu được thực hiện ở lượng không khí là 80.140.220.300.380.460.540.600.711.948 m3 / h.
Sự thay đổi của lực cản ban đầu với thể tích không khí được thể hiện trên hình. 4.
Hinh 4. Sự thay đổi của điện trở ban đầu của bộ lọc dưới các thể tích không khí khác nhau
2.2 Sự thay đổi hiệu quả của trọng lượng với lượng bụi tích lũy.
Đoạn này chủ yếu nghiên cứu hiệu quả lọc của PM2.5 theo tiêu chuẩn thử nghiệm của nhà sản xuất bộ lọc, lưu lượng khí định mức của bộ lọc là 508m3 / h. Các giá trị hiệu suất trọng lượng đo được của ba bộ lọc với lượng bụi lắng đọng khác nhau được thể hiện trong Bảng 1
Bảng 1 Sự thay đổi độ bắt giữ với lượng bụi lắng đọng
Chỉ số hiệu quả trọng lượng (độ bắt giữ) đo được của ba bộ lọc với lượng bụi lắng đọng khác nhau được thể hiện trong Bảng 1
2.3 Mối liên hệ giữa sức đề kháng và sự tích tụ bụi
Mỗi bộ lọc được sử dụng cho 9 lần thải bụi. 7 lần phát thải bụi đơn đầu tiên được kiểm soát ở mức khoảng 15,0 g và 2 lần phát thải bụi đơn cuối cùng được kiểm soát ở mức khoảng 30,0 g.
Sự thay đổi của điện trở giữ bụi thay đổi theo lượng bụi tích tụ của ba bộ lọc dưới luồng không khí danh định, được trình bày trên Hình 5
HÌNH 5
3.Phân tích kinh tế của việc sử dụng bộ lọc
3.1 Tuổi thọ định mức
GB / T 14295-2008 “Bộ lọc không khí” quy định rằng khi bộ lọc hoạt động ở công suất không khí danh định và điện trở cuối cùng đạt đến 2 lần điện trở ban đầu, bộ lọc được coi là đã đạt tuổi thọ và bộ lọc nên được thay thế. Sau khi tính toán tuổi thọ sử dụng của các bộ lọc trong điều kiện làm việc được đánh giá trong thí nghiệm này, kết quả cho thấy tuổi thọ sử dụng của 3 bộ lọc này được ước tính là 1674, 1650 và 1518h lần lượt là 3,4, 3,3 và 1 tháng.
3.2 Phân tích mức tiêu thụ bột
Thử nghiệm lặp lại ở trên cho thấy hiệu suất của ba bộ lọc là nhất quán, vì vậy bộ lọc 1 được lấy làm ví dụ để phân tích mức tiêu thụ năng lượng.
QUẢ SUNG. 6 Mối liên quan giữa tiền điện và số ngày sử dụng bộ lọc (lượng không khí 508m3 / h)
Khi chi phí thay thế của lượng không khí thay đổi lớn, tổng của bộ lọc khi thay thế và mức tiêu thụ điện năng cũng thay đổi đáng kể, do hoạt động của bộ lọc, như thể hiện trong Hình. 7. Trong hình, chi phí toàn diện = chi phí điện vận hành + chi phí thay thế khối lượng không khí đơn vị.
QUẢ SUNG. 7
Kết luận
1) Tuổi thọ sử dụng thực tế của các bộ lọc có lượng không khí nhỏ trong các tòa nhà dân dụng nói chung cao hơn nhiều so với tuổi thọ sử dụng được quy định trong GB / T 14295-2008 “Bộ lọc không khí” và được các nhà sản xuất hiện hành khuyến nghị. Tuổi thọ thực tế của bộ lọc có thể được xem xét dựa trên quy luật thay đổi của công suất tiêu thụ bộ lọc và chi phí thay thế.
2) Phương pháp đánh giá thay thế bộ lọc dựa trên cân nhắc kinh tế được đề xuất, nghĩa là, chi phí thay thế trên một đơn vị lượng không khí và công suất tiêu thụ vận hành cần được xem xét toàn diện để xác định thời gian thay thế bộ lọc.
(Toàn văn đã được phát hành trong HVAC, Vol. 50, No. 5, pp. 102-106, 2020)
