基于不同類別過濾單元的空氣凈化器凈化特性試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來，我國霧霾頻發(fā)，國內(nèi)外對顆粒物健康效應(yīng)的研究以PM2.5為主?？諝鈨艋饕蚱淠軌蚩焖俳档褪覂?nèi)PM2.5濃度，改善空氣品質(zhì)，應(yīng)用前景廣闊。我國空氣凈化行業(yè)起步較晚，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還未健全，市場上基于不同過濾單元的凈化器品質(zhì)良莠不齊，產(chǎn)品說明中存在夸大宣傳等問題，檢測結(jié)果不能客觀反映凈化器的性能。同時(shí)，大量的空氣凈化器性能實(shí)驗(yàn)在環(huán)境艙內(nèi)完成，而對實(shí)際環(huán)境顆粒物凈化效果的研究較少。對空氣凈化器的性能、技術(shù)等方面進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究，探索空氣凈化

2、器的發(fā)展方向，為設(shè)計(jì)實(shí)踐提供參考，具有重要的意義和價(jià)值。因此，本課題對比分析了基于不同類別過濾單元的空氣凈化器的凈化特性，以期為低阻高效空氣凈化裝置的應(yīng)用提供一定參考。
　　以上海和北京作為重點(diǎn)城市進(jìn)行環(huán)境空氣顆粒物濃度調(diào)研，并對上海市某學(xué)生公寓室內(nèi)外PM2.5濃度進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測。結(jié)果表明，上海市2013、2014年均未達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的PM2.5和PM10的年平均二級濃度限值，2015年P(guān)M10達(dá)標(biāo)，PM2.5超標(biāo)，

3、PM2.5、PM10的日平均濃度也存在超標(biāo)；北京市2013~2015年P(guān)M2.5和PM10的年平均、日平均濃度超標(biāo)天數(shù)比率較大，且超標(biāo)濃度較高；室內(nèi)外PM2.5濃度具有一定的相關(guān)性，室內(nèi)濃度隨著室外濃度的波動(dòng)而變化。
　　針對自主設(shè)計(jì)的空氣凈化器裸機(jī)進(jìn)行了性能測試。通過設(shè)計(jì)試驗(yàn)、篩選設(shè)置參數(shù)及調(diào)試自動(dòng)控制裝置，以獲得不同處理風(fēng)量。熟悉改變空氣凈化器處理風(fēng)量的控制操作過程，為后續(xù)過濾單元的測試打下基礎(chǔ)。利用在回風(fēng)口覆蓋鋼板網(wǎng)+多層紗

4、布的組合形式，實(shí)現(xiàn)了空氣凈化器有序遞增的不同阻力工況。測試了每一種阻力工況下，無級變速裝置設(shè)置參數(shù)在一個(gè)變化周期內(nèi)，對應(yīng)的風(fēng)速和機(jī)內(nèi)靜壓，并擬合出風(fēng)機(jī)特性曲線。
　　通過試驗(yàn)研究了基于 IFD裝置的空氣凈化器對實(shí)際環(huán)境 PM2.5的凈化效果，結(jié)果表明，IFD裝置的一次過濾效率隨風(fēng)量增大逐漸降低，最大過濾效率為94.81％；當(dāng)處理風(fēng)量在600-1200m/h范圍時(shí)，空氣凈化器的能耗增速較快；空氣凈化器在不同檔位下均能有效去除香煙煙霧

5、產(chǎn)生的高濃度PM2.5，且臭氧發(fā)生量滿足環(huán)境要求，2-5檔的凈化效果相近；空氣凈化器的潔凈空氣量越大，PM2.5去除效果越好。2檔運(yùn)行時(shí)，潔凈空氣量和凈化效能均較大。
　　進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一臺(tái)可置換多種過濾單元的空氣凈化器，對比分析了IFD裝置、HEPA(1)、初效濾網(wǎng)+駐極體、初效濾網(wǎng)+靜電紡和初效濾網(wǎng)+HEPA(2)+活性炭過濾單元的凈化特性。主要測試內(nèi)容包括一次過濾效率、處理風(fēng)量、能耗和室內(nèi)PM2.5濃度衰減情況，采用效率-風(fēng)量

6、和衰減測試兩種方法計(jì)算了不同過濾單元的潔凈空氣量，并計(jì)算了凈化效能。
　　結(jié)果表明，初效濾網(wǎng)+駐極體、初效濾網(wǎng)+靜電紡的過濾效率隨著風(fēng)量增大先增大，達(dá)到峰值后略有降低；HEPA(1)、初效濾網(wǎng)+HEPA(2)+活性炭過濾單元的過濾效率隨風(fēng)量增大而增大；IFD裝置的過濾效率隨風(fēng)量增大而降低。過濾單元阻力關(guān)系：IFD裝置<初效濾網(wǎng)+靜電紡<初效濾網(wǎng)+駐極體　　當(dāng)風(fēng)量一定且小于

7、300m/h時(shí)，初效濾網(wǎng)+HEPA(2)+活性炭過濾單元的能耗最大，其次為 HEPA(1)，再次為初效濾網(wǎng)+駐極體、初效濾網(wǎng)+靜電紡，且兩者相差不大， IFD裝置消耗功率最小。隨著風(fēng)量繼續(xù)增大，IFD裝置能耗增速越來越快。
　　基于不同類別過濾單元的空氣凈化器開啟1h內(nèi)，均能有效凈化香煙煙霧產(chǎn)生的 PM2.5。初始濃度視為相同，凈化到同等潔凈程度， IFD裝置和 HEPA(1)用時(shí)相近且較短，其次是初效濾網(wǎng)+駐極體，初效濾網(wǎng)+HE