微静电新风净化装置过滤性能试验与风道结构优化

摘要

近年来雾霾天气频发，室内外空气质量越来越受到国人重视。新风净化机因其能通过引入室外洁净空气同时排出室内污染空气，快速净化室内环境，有较大的应用前景。我国的新风净化技术行业起步较晚，相关标准还未健全，市场上基于不同过滤单元和装置结构的新风净化机良莠不齐，产品说明中存在夸大宣传等问题，检测结果不能客观反映装置的性能。同时，像教室和办公室这样人员密集且对噪音有一定限制的场合对新风机处理风量、过滤性能、噪音有更高的要求。因此，对新风净化装置的性能、技术等方面进行系统全面的研究，探究新风净化装置的设计应用方向，意义重大。本课题针对微静电新风净化装置的过滤性能和管道结构形式进行试验研究，以期为低阻高效的新风净化装置的应用提供参考。
　　本研究选取上海为典型城市，调查其2014年1月到2016年10月颗粒物日均值状况，并对上海某学校教室进行污染物测试及调查。结果表明，对室外而言上海市连续3年年均PM2.5浓度均超GB3095—2012标准，未达到有效控制，且冬季超标最严重。对室内而言，50-60人教室通风量不足会导致CO2浓度过高，并且CO2浓度可在45分钟内达到2000ppm，影响学生的学习。在雾霾严重的情况下关闭门窗可以防止室内空气被外界空气污染，但不能使室内CO2和颗粒污染物浓度自然降低到良好的范围内。所以，需要对教室引入室外新风并且需对室外新风进行净化处理。对市场新风净化装置常用过滤单元进行调研，针对调研结果选取常用过滤单元进行性能测试试验。设计了一个可置换多种不同过滤单元和过滤单元组合的双向新风净化试验装置，对比分析了G4粗效过滤、F7中效过滤、IFD装置、HEPA高效过滤的净化特性。主要测试内容包括装置处理风量、能耗、对颗粒物的一次过滤效率。结果表明IFD装置风阻小，能耗低，但其在大风量下对颗粒物的过滤效果不如纤维过滤高。同时装有IFD装置和HEPA高效过滤装置的过滤组合在低风量和高风量下过滤效果均达到95%以上。进一步对不同结构形式的新风净化装置性能进行试验研究。以G4粗效过滤装置+IFD过滤装置+HEPA（H13）为装置过滤单元，自主设计了8种不同结构形式的新风净化装置，并对其处理风量、噪音、能耗、污染物净化效果、CO2稀释效果进行试验测试。结果表明：同一新风过滤装置当改变电机频率或改变出风口形式时，对装置噪音影响较小，噪音差在1.2dB(A)以内。而当改变新风电机前后风道结构时对噪音影响较大，电机频率为50Hz时最大与最小噪音差可达到3dB(A)；采用可调球型喷口、无导流板的新风装置，回风口尺寸越大，噪音越最小；改变出风口形式对风速和风量的影响较大，采用可调方形百叶风口的装置处理风量相对较大，最大处理风量达到655.81m3/h。风量对除尘能力的影响较大，处理风量较大的装置除尘能力和除尘效率较高。

目录

声明

主要符号表

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究进展

1.3研究内容与方法

第二章 人员密度集中场合室内外污染及其成因

2.1室内环境污染分析

2.2典型城市PM2.5日均值调研及分析

2.3教室主要污染现场调查试验

2.4本章小结

第三章 新风净化装置过滤性能测试

3.1试验内容与方法

3.2滤料结构对净化装置性能的影响

3.3装置过滤性能试验

3.4本章小结

第四章 不同结构对新风净化装置性能影响

4.1试验内容与方法

4.2 风量、风速对比

4.3噪音与能耗

4.4 污染物净化效果

4.5本章小结

第五章 结论

5.1 结论

5.2 下一步的工作

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果及获奖

致谢