315-高效空气过滤元件生命周期综合能耗评价的实验研究.pdfVIP

高效空气过滤元件生命周期 综合能耗评价实验研究 ☆ △ 中国建筑科学研究院有限公司 曹冠朋 冯昕 张惠 清华大学核能与新能源技术研究院 江锋 摘要：本文主要通过实验方法重点研究高效空气过滤元件（过滤器及滤料）生命周期综 合能效评价的特征粉尘以及综合能效评价方法，并对多种滤料和滤器进行实际的生命周期综 合能效评价。通过研究得到结论：1）高浓度粉尘会使阻力容尘试验时间缩短，但可能导致 低估过滤元件综合能耗的状况，推荐低浓度的NaCl 气溶胶作为滤料能效测试的粉尘；2）经 验证，可以采用四阶多项式的方法拟合阻力-喂尘量关系，并据此建立高效空气过滤元件的 综合能效评价方法；3）过滤器能效测试时，采用优化后的 NaCl 气溶胶测试结果优于 KCl 气溶胶，但NaCl 粉尘潮解比KCl 严重，测试过程阻力回落状况明显，故本文推荐采用KCl 粉尘。 关键词：高效空气过滤元件 能耗评价 特征粉尘 阻力 容尘 0 引言 空气过滤元件生命周期内的综合能效评价以及相应的能效分级标识体系，一直是空气净 化行业关注的重点，但截止目前，行业内仍缺乏得到广泛接受的能较为接近反应产品实际运 行性能的标准化测试方法。欧洲通风协会EUROVENT[1] 曾于2011 年颁布针对中效过滤器的 能效测试评价方法，该方法使用现有的ASHRAE 人工测试尘，其粒径过大，难以真实反映 滤材深度过滤机理对其长时间运行能效的影响，因此一直未得到广泛应用，但具体何种尘源 能较为接近地反映过滤元件的真实能效，目前仍缺乏令行业信服的能效测试特征粉尘及发生 制备方法。另一方面，在高效空气过滤器领域，伴随着近年来低阻PTFE 新型过滤材料（ePTFE ） 的涌现与广泛使用，针对其与基于传统深度过滤机理的玻纤滤材在整个生命周期内综合能效 表现的比较，成为行业目前较为迫切的需求。针对上述问题，本文将通过实验方法重点研究 高效空气过滤元件（过滤器及滤料）生命周期综合能效评价特征粉尘的发生以及适用于高效 空气过滤元件综合能效评价方法的建立。 1 实验系统简介 本文拟通过改变发尘条件获得不同尘源，用其测试高效过滤元件（过滤器及滤料）的阻 力容尘特性。实验中分别对高效滤料和高效过滤器进行阻力容尘测试，其中滤料容尘实验在 滤料效率测试试验台上完成，实验装置流程参见GB 6165-2008 《高效空气过滤器性能试验 方法效率和阻力》中滤料钠焰法试验台[2][3] 。过滤器容尘实验采用NaCl 和KCl 两种气溶胶 分别测试，其中NaCl 实验在经过改造的高效过滤器效率测试试验台上完成，KCl 实验在未 经改造的过滤器效率测试试验台上完成。 滤器称量用MS3002TS/02 型分析天平，量程为0.5g~3200g ，分度值0.1g ，滤料称量用 ☆曹冠朋，男，1989 年1 月，硕士研究生，工程师 △冯昕，男，1978 年10 月，研究员（100013，北京市北三环东路30 号中国建筑科学研究院有限公司环能 院空调净化室，010） FA2004N 型分析天平，量程为0~200g ，分度值0.1mg 。 滤料容尘实验样品选取过滤效率等级为H13 和H14 的玻纤滤料样品两种，样品有效过 滤面均为φ100mm 的圆形样品，滤速均为5.33cm/s；滤器容尘实验样品选取过滤效率等级 3 为H14 的高效过滤器（型号610mm ×610mm ×90mm 无隔板高效，额定风量为1000 m /h ）， 中效过滤器采用过滤效率等级为F7 的袋式中效。 2 实验结果及分析 2.1 试验粉尘研究 2.1.1 滤料测试粉尘 实验中分别选定不同的喷雾条件以获得期望质量浓度的NaCl 气溶胶，产生不同质量浓 度气溶胶的喷雾条件汇总见表1。 表1 不同喷雾条件产生气溶胶的粒径分布及实测质量浓度 粒径分布及质量浓度 上游气溶胶期 计数几何平均 计数几何标准偏