疫情期间, 很多开发商和业主关注建筑和室内的健康设计, 因为肺部相关疾病主要通过空气传播, 吸入了看不见的污染物, 问的最多的是空气健康问题,比如新建/既有项目空调箱增加紫外杀菌/提高过滤等级/全新风系统/排风/运营维护等等会增加多少的投资成本和运行成本, 这是一个很专业的问题。
以提高过滤器等级为例,对于办公/住宅/商场/餐厅/酒店/展厅/公寓/医院/学校项目,想要通过提高过滤等级来提高空气质量, 新建项目比较容易实现,既有项目可能受到一定的局限性,要评估空调系统、风量、风压要求及现场条件,不是所有项目都适合改造。
为了能够让大家尽快明白,举一个文章中的例子,假设在3400m3/h风量下运行,风机效率以70%计,如果过滤器的压差值平均升高100Pa,则风机为克服该过滤器阻力而运行1年(以8400h计)的耗电量约为1133kW·h。如果过滤器的压差值降低10Pa,则每年可省电113kW·h, 对于这个增量的运行成本,大部分应该还是可以接受的。
中高效过滤器的初阻力如下:
一般终阻力是初阻力的1倍。如果只是更换高一个等级的中高效过滤器,初阻力增加并不多。如果在现有的过滤器之后再加一道中高效或亚高效过滤器,那么初阻力就会很明显,所以一般建议提高过滤等级即可。
1、空气处理单元的能耗现状
暖通空调(HVAC)系统是工商业领域被广泛使用的重要设备,其采用的能源主要是电能。有关统计资料显示:在一般的办公楼宇中HVAC设备的耗电量约占总耗电量的40%,洁净厂房中HVAC设备的耗电量则占到总耗电量的80% 。图1是欧洲通风协会EUROVENT对作为HVAC系统中主要组件的空气处理单元(Air Handling Unit)进行的生命周期成本(Life Cycle Cost)分析的结果。结果显示:能源成本在整个AHU的生命周期成本中占到80%左右,其中约50%是被风机消耗的。
风机是作为克服空气处理单元中主要部件(如加湿器、冷凝管、加热盘管和空气过滤器等)的阻力而提供动能的,也就是说,风机提供的能量绝大部分是被各部件的阻力总和所消耗掉的。而空气过滤器的阻力(压差值)约占到了风机全压头的50%。所以,在HVAC系统中,空气过滤器的能耗不容忽视。
2、空气过滤器能效分级简介
一般地,人们在选择过滤器时主要关注的是其过滤级别,而忽视了其能耗!但即使相同过滤级别的过滤器,它们的特征参数也是有区别的。目前通行的一般通风用空气过滤器过滤性能测定的欧洲EN 779标准和美国ASHREA 52.2标准中关于过滤器的分级都只规定了一个范围,如EN 779标准的F6过滤级别就是指在3400m³/h风量、450Pa终阻力的测试条件下,过滤器对0.4μm气溶胶颗粒的捕集效率在60%~80%(计数效率)范围,如此大的效率范围为各过滤器制造厂商推广产品提供了很大的发挥空间;而不同厂商的同级别过滤器的初始压差值就相差更大了――但这个指标恰恰是关系到过滤器能耗的!如何能使客户通过简便的方法选择到既有“极可能高的过滤效率”、又有“尽可能低的压差值”的空气过滤器,便成为具有实际意义的事情。
3.案例研究
英国一家果品冷库两个相同的带回风系统的空气处理单元(风量都是93600m3/h)进行了对比试验:其中一个采用其它厂商的G4板式过滤器+F5袋式过滤器;另一个只采用一级F5过滤器(型号F50)。同时在现场的电源控制柜中装配能源监视装置采集风机(将可调频的变速风机调至最大风量)的用电量。整个对比试验期间的压差值记录。试验结果显示:在测试的一个月中,F50过滤器压差值很小且变化幅度不大,而另一个AHU中的G4+F5过滤器的压差值变化很大;由此使用F50过滤器的AHU风机的耗电量比另一AHU的风机节省了14.5%。