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实验室用HVAC系统空气过滤器设计

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分享到: 本站编辑:gengxin 日期: 2018-01-03 10:05 点击:

  摘 要:针对现有技术缺点,本文提出一种实验室用HVAC系统空气过滤器,该HVAC系统空气过滤器可以定期清洁和重复利用,并且配置用于去除空气所带的分子污染物和VOC而不阻碍空气流过HVAC系统,能效低,效果好。 
  关键词:HVAC系统;实验室;暖通空调;空气过滤 
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.045 
  1 引言 
  暖通空調(HVAC)系统通常运行以向建筑物内部空间内的居住者提供最佳的室内空气质量。HVAC系统通过调节空气、以通风和过滤空气的方式去除颗粒污染物并且提供适当的建筑物加压,来实现最佳的室内空气质量。而常规实验室对环境要求比较高,如温度、湿度、空气洁净程度、通风状况等,所以实验室用HVAC系统的合理设计设置就显得尤为重要。 
  2 实验室用HVAC现状 
  实验室用HVAC系统一般共享几个基本设计元素。例如,外部空气(“供应空气”)通常通过空气进口被吸入建筑物的HVAC系统内。一旦进入HVAC系统,供应空气被过滤以去除颗粒污染物,然后被加热或冷却,再然后通过空气分配系统在整个建筑物内被循环。许多空气分配系统包括返回空气系统,该返回空气系统配置为从建筑物内部空间吸取空气,并将该空气(“返回空气”)返回至HVAC系统。然后返回空气与供应空气混合,之后被过滤、调节并在整个建筑物内循环。在建筑物内循环的空气的一部分常常可以被排出到建筑物外部,以维持建筑物内所需的气压。 
  HVAC系统提供最佳室内空气质量的效率主要依赖于HVAC系统内空气过滤器将颗粒污染物从建筑物内空气中去除的能力[1]。HVAC系统空气过滤器一般包括纤维材料,该纤维材料配置为从穿过HVAC系统的空气中去除固体微粒,如灰尘、花粉、霉菌和细菌。但是,常规HVAC系统空气过滤器的一个缺点是:能够去除诸如空气所带的分子污染物和挥发性有机化合物(VOC)的非常小的污染物的高效空气过滤器往往会限制通过空气过滤器的空气流动,由此使HVAC系统更努力地工作,并且消耗更多能量。 
  常规HVAC系统空气过滤器的另一个缺点是:脏了的或者堵塞的空气过滤器通常从HVAC系统上移除,并被丢弃,然后安装一个新的HVAC系统空气过滤器。为了提高HVAC系统的空气流动并因此降低运行成本,HVAC系统空气过滤器有可能被不必要地丢弃以及更换。考虑到世界上有数百万个具有HVAC系统的建筑物,能够从垃圾填埋场消除的被丢弃的空气过滤器的数量是一个惊人的数字[2]。因此,需要一种HVAC系统空气过滤器,该HVAC系统空气过滤器可以定期清洁和重复利用,并且配置用于去除空气所带的分子污染物和VOC而不阻碍空气流过HVAC系统。 
  3 设计方案 
  实验室用HVAC系统空气过滤器包括支撑框架,该支撑框架配置用来将HVAC系统空气过滤器合适地定向在建筑物通风系统内。 
  (1)过滤器介质包括棉纱布部分和静电部分。棉纱布部分包括至少一层棉纱布,其配置为使用过滤器油成分进行处理,以增强空气流动和对流过过滤器介质的空气的过滤。过滤器介质包括棉纱布部分,该棉纱布部分包括放置在两个环氧涂覆的铝丝网之间的至少一层棉纱布,该至少一层棉纱布适合于用过滤器油成分进行处理,以使得包括该过滤器介质的微观纤维束具有粘性。过滤器介质的静电部分配置为静电吸引和凝聚流过HVAC系统的空气中的颗粒污染物。过滤器介质的静电部分可包括配置为带电荷的中央网,该中央网每侧由能够被电极化的至少一层纤维覆盖,该至少一层纤维中的每一层被接地线网覆盖,其中一旦使该中央网带正电荷,该至少一层纤维使流过HVAC系统的空气中的颗粒污染物极化,由此造成污染物被静电诱困在该至少一层纤维内。过滤器介质的静电部分还可以设置包括用抗微生物分子涂层处理过的至少一些纤维,该抗微生物分子配置为破坏微生物,该抗微生物分子包括带正电荷的分子,该带正电荷的分子分布在至少一些纤维中的每一个纤维的整个圆周的周围,并配置为与过滤器介质内的极化纤维合作。 
  (2)过滤器油成分包括第一部分、第二部分和第三部分,第一部分包括按成分体积计算的石蜡油,第二部分包括按成分体积计算的聚α烯烃(PAO),第三部分包括按成分体积计算的红色染料。静电部分配置为静电地吸引和凝聚流过建筑物通风系统的空气内的空气所带的分子污染物和挥发性有机化合物(VOC)。 
  (3)带正电荷的中央网和一层或多层可极化的纤维将颗粒污染物诱困在可极化纤维层内。静电部分包括用带正电荷的分子的涂层处理过的至少一些纤维,该带正电荷的分子配置为静电捕捉和破坏直径小至0.001微米的带负电荷的微生物和挥发性有机化合物。过滤器介质包括物质,这些物质配置为释放芳香剂到通过该过滤器介质的空气中。这些物质一般位于静电部分的下游,以避免静电部分对芳香分子的破坏。带正电荷的分子配置为静电捕捉流过HVAC系统的空气中的直径小至基本上0.001微米的带负电荷的微生物和挥发性有机化合物。过滤器介质也可配置为静电诱困颗粒污染物并释放芳香剂到流过通风系统的空气中,过滤器介质包括配置为破坏被诱困的颗粒污染物的抗微生物分子,过滤器介质包括至少一种物质,该至少一种物质配置为释放芳香剂到通过该过滤器介质的空气中,其中,该至少一种物质位于抗微生物分子的下游,以避免抗微生物分子对芳香分子的破坏。 
  4 小结 
  本文介绍一种用于实验室通风系统的暖通空调(HVAC)系统空气过滤器,包括:支撑框架,其配置为将HVAC系统空气过滤器合适地定向在建筑物通风系统内;以及包括棉纱布部分和静电部分的复合过滤器介质,静电部分配置为静电吸引和凝聚流过建筑物通风系统的空气内的空气所带的分子污染物和挥发性有机化合物(VOC),节省投资,运行效果好。 
  参考文献: 
  [1]张小良,沈倩,沈恒根,赵志国.空气过滤材料过滤性能实验研究[J].上海应用技术学院学报(自然科学版),2014,14(03):243-248. 
  [2]朱天乐.实验室过滤设备的改进[J].矿产综合利用,1983(03):95- 
  96. 
  作者简介:富海龙(1988-),男,本科,助理工程师,从事暖通方面的研究。


  

本文出自:http://www.starlunwen.net/ligongkeji/186004.html

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