405-室内PM2.5污染物浓度分布及净化技术研究.pdfVIP

室内PM2.5 污染物浓度分布及净化技术研究 山东建筑大学 王欢欢 1 曲云霞 摘 要：以典型的办公房间为研究对象，通过数值模拟和理论计算的研究方法，研究中 央空调系统在不同的新风比以及不同中效过滤器的工况条件下，房间内PM2.5 污染物浓度的 分布规律。研究结果表明：随着新风比的增大，室内PM2.5 污染物浓度逐渐降低，但却并不 成比例的降低。通过将模拟值与理论计算值进行对比分析，进而验证了模拟计算结果的准确 性。也为以后在工程中选用合适的空气净化过滤器和经济的新风比提供了理论依据。 关键词：PM2.5 污染物浓度 空气净化过滤器 新风比 数值模拟 理论计算 1、前言 随科技的进步，人们约有超过80%的时间在室内度过，对于一些体弱易感人群待在室 内的时间则更长[1] 。因此人们对室内空气环境的要求也会越来越高。PM2.5 细颗粒物是指由 多种化学组分所组成的空气动力学当量直径小于或等于2.5μm的大气污染物。对于办公建 筑而言，室内PM2.5 污染源主要是指办公人员吸烟释放的颗粒物以及打印机、计算机和复 印机等办公设备散发的有害气体以及颗粒物[2] 。对采用中央空调系统的办公建筑来说，通过 中央空调新风系统进入室内的PM2.5 所占比重最大[3] 。文章针对中央空调系统的PM2.5 浓 度分布及空气净化技术进行了研究，希望能为我国研发更先进的中央空调空气净化系统作出 微薄贡献。 2、PM2.5 浓度控制的理论计算方法 根据质量守恒定律，建立PM2.5 污染物质量守恒方程式。方程式可以表示为： 室内PM2.5 污染物量=室内污染源产生PM2.5 污染物量+室外渗入PM2.5 污染物量—室 内渗出PM2.5 污染物量—室内降解PM2.5 污染物量[4] d + − − − − cVd S (1 F )vcV d vcV d λd qF d Cin t B Cout t Cin t t Cin t （1） dCin S λ qFCin (1−F )vC + −vC − − （2 ） B out in dt cV cV cV 式中：cV—有效室内体积，m³ ，其中c 为体积修正因子，取决于室内空气循环程度， 对于采用中央空调系统的办公建筑而言，c=1；—室内PM2.5 污染物浓度，ug/m³ ；S—室内 污染源产生PM2.5 污染物速率，ug/h ；— 时间增量；—被建筑围护结构所吸收或吸附的PM2.5 污染物的百分比；—室内空气交换率，次/h ；—室外空气中PM2.5 污染物浓度，ug/m³ ；— 1 王欢欢，1992 年生，硕士，在读硕士研究生，250101 山东建筑大学，电 huan1365004609@163.com。 自然衰减速率，ug/h ；—空气净化器单位时间内净化空气量，m³/h ；F—空气净化器净化效 率，无量纲。 文章模拟条件如下：室内采用中央空调系统保持温湿度恒定，夏季室外新风计算干球温 度为34.8℃，湿球温度为26.7℃，最热月室外平均湿度为73%，室内计算温度为25℃，相 对湿度为50% [5] 。室内设有照明灯具供60W 散热量，办公人员6 人，计算机共6 台，打印 机1 台。最终求得送风量为：1400m³/h；对于本文非单向流洁净室而言，新风量按照送风量 [6] 的百分比来取值，新风比控制在10%~40%之间 。 最后进行新风量的校核计算，需要根据质量平衡公式来进行校核，如果所计算的室内 PM2.5 污染物浓度小于所设定的标准值，则所算新风量合格；若大于室内PM2.5 污染物浓 度允许值，则说明上面计算的新风量不足，需要加大新风比，使室内PM2.5 污染物浓度降 下来[7] 。所设定的室内PM2.5 污染物浓度的允许值按照我国的《环境空气质量标准》中二 级PM2.5 浓度年均限值取35ug/m³[8] 。具体计算过程如下： 对于送风系统而言，质量平衡关