亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        影響IFD空氣凈化器潔凈空氣量的因素分析

        2018-05-16 06:04:44鄧展威,劉光有
        家電科技 2018年5期
        關(guān)鍵詞:集塵空氣量荷電

        如果您對(duì)本文內(nèi)容感興趣請(qǐng)聯(lián)系作者鄧展威dengzw168@163.com

        1 引言

        室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)人體健康影響的問題日趨嚴(yán)重,倍受人們關(guān)注,目前市場(chǎng)上室內(nèi)空氣凈化技術(shù)涉及介質(zhì)過濾、吸附、化學(xué)催化、光催化、高電壓(低溫等離子、負(fù)離子、臭氧、靜電)等多學(xué)科技術(shù),其中高電壓的產(chǎn)品前期以ESP靜電除塵為主。隨著技術(shù)的發(fā)展,目前衍生于靜電除塵的電介質(zhì)強(qiáng)電場(chǎng)的IFD除塵技術(shù)在產(chǎn)品應(yīng)用上具有較多的優(yōu)點(diǎn),使其在市場(chǎng)上逐漸普及,特別是在空氣凈化器、空調(diào)器等產(chǎn)品。IFD集塵模塊在空氣凈化器的設(shè)計(jì)上仍有較多的技術(shù)因素需合理匹配,從而達(dá)到最佳的性能指標(biāo),故本文針對(duì)搭載IFD集塵模塊的空氣凈化器關(guān)鍵性能指標(biāo)影響因素進(jìn)行研究。

        2 IFD技術(shù)工作原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        IFD英文全稱Intense Field Dielectric——是指利用電介質(zhì)材料為載體的強(qiáng)電場(chǎng),電介質(zhì)材料形成蜂窩狀中空微通道,電介質(zhì)包裹導(dǎo)電油墨材料的電極片,在其通道內(nèi)形成強(qiáng)烈的電場(chǎng)。空氣流入“蜂窩”后,預(yù)充電的塵埃微粒在極強(qiáng)電場(chǎng)力的作用下被吸附在中空腔體的內(nèi)表面,結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。同時(shí)可將附著在顆粒物上的細(xì)菌、微生物等收集并在強(qiáng)電場(chǎng)中殺滅,因此IFD在高效去除PM2.5的同時(shí)還具有高效的除菌功效。

        IFD集塵技術(shù)的基礎(chǔ)原理衍生于ESP靜電集塵,但是由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其相對(duì)于ESP靜電集塵在多方面具有優(yōu)勢(shì),差異特點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下幾方面:

        (1)有效集塵面積大:采用電介質(zhì)材料形成的蜂窩狀中空微孔通道,有效的集塵面積遠(yuǎn)比ESP靜電集塵更大,從而集塵容量將更大。常見家用靜電集塵式空氣凈化器其集塵板極間距在6~16mm,ESP的極間距越小,其電場(chǎng)強(qiáng)度雖然更大但更不穩(wěn)定容易造成擊穿、打火等現(xiàn)象,而IFD的極間距一般在1.5~2.5mm范圍,所以相同主體尺寸下,IFD集塵面積是ESP靜電集塵的3~8倍。

        (2)應(yīng)用安全、可靠:IFD采用高絕緣的電介質(zhì)包括由油墨形成的電極片,即使微通道沾染灰塵不會(huì)造成極間距減小而導(dǎo)致的電氣擊穿、打火現(xiàn)象。同時(shí),電極片被電介質(zhì)絕緣材料完全包裹,且IFD模塊極間電流小于2mA,放電量不超過45μC,滿足國(guó)標(biāo)防觸電要求,使人觸摸不會(huì)被電擊。

        (3)強(qiáng)集塵電場(chǎng):因?yàn)橛辛穗姌O片的保護(hù),實(shí)現(xiàn)極間距可以縮小,施加相同的電壓下其電場(chǎng)強(qiáng)度明顯較大,對(duì)空氣中運(yùn)動(dòng)的帶電微粒將施加更為巨大的吸引力,特別是對(duì)微小的顆粒物集塵效果更為明顯。

        3 IFD集塵基本理論及公式分析

        為了便于對(duì)IFD模塊的集塵性能影響分析,首先通過基礎(chǔ)理論對(duì)各物理參數(shù)進(jìn)行說明。對(duì)IFD模塊內(nèi)通過微通道的顆粒物的運(yùn)動(dòng)和捕獲過程進(jìn)行理論分析,依賴氣流運(yùn)動(dòng)模型描述的粒子運(yùn)動(dòng)見圖2。

        根據(jù)經(jīng)典力學(xué)和電學(xué)定律可知,荷電后的塵粒在電場(chǎng)內(nèi)受到靜電力的作用將向集塵極運(yùn)動(dòng),荷電顆粒物收到的靜電力:

        Ej——集塵極周圍電場(chǎng)強(qiáng)度;

        q——塵粒的預(yù)荷電量。

        靜電力越大,IFD集塵模塊吸附顆粒物的能力就越大,從而反映到實(shí)際整機(jī)的除塵效率。通過公式1可知,影響到靜電力的關(guān)鍵參數(shù)是顆粒物的荷電量和集塵板的電場(chǎng)強(qiáng)度,下面進(jìn)一步對(duì)影響這兩個(gè)指標(biāo)的參數(shù)進(jìn)行分解。

        因?yàn)镮FD集塵模塊高壓和接地極為平行電極,所以其電場(chǎng)強(qiáng)度可看做:

        式中,E0——平均場(chǎng)強(qiáng);

        U——高壓板和接地電壓;

        H——兩極板間距。

        因此,選擇IFD集塵模塊合適的極間電壓和極間距,那么可以提高集塵性能。

        一般空氣凈化器和空調(diào)中的荷電方式采用負(fù)離子進(jìn)行擴(kuò)散荷電,負(fù)離子通過放電針電暈放電產(chǎn)生。在飽和狀態(tài)下塵粒的荷電量按公式3計(jì)算:

        式中:ε0——真空介電常數(shù);

        dc——粒徑;

        Ef——放電極周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度;

        εp——塵粒的相對(duì)介電常數(shù)。

        從公式3可以看出,影響塵粒荷電的主要因素是電場(chǎng)強(qiáng)度、塵粒直徑dc,所以在設(shè)計(jì)驗(yàn)證中調(diào)節(jié)其電場(chǎng)強(qiáng)度即可提高塵粒的荷電效率。進(jìn)一步的荷電電場(chǎng)強(qiáng)度依賴于荷電電極的電壓,參考公式2。

        4 影響空氣凈化器潔凈空氣量的幾個(gè)關(guān)鍵因素分析

        根據(jù)上述理論分析,從微觀上看,粒子運(yùn)動(dòng)模型上可明確IFD模塊、荷電模塊的極電壓、極間距將影響到顆粒物的被吸附能力。從宏觀上看,考慮空氣凈化器是一個(gè)室內(nèi)氣流循環(huán)過濾的凈化過程,循環(huán)風(fēng)量、負(fù)離子密度、模塊體積尺寸等都將影響到整體空氣凈化器的凈化性能。

        空氣凈化器的關(guān)鍵性能指標(biāo)是潔凈空氣量CADR,潔凈空氣量表征空氣凈化器能力的參數(shù),用單位時(shí)間提供潔凈空氣的量值表示。為進(jìn)一步了解到理論分析中各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)除塵性能的影響趨勢(shì)以及影響程度,通過實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)的空氣凈化器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和研究。

        圖1 IFD凈化模塊過濾器除塵原理

        圖2 顆粒物運(yùn)動(dòng)模型示意圖

        圖3 不同循環(huán)風(fēng)量對(duì)潔凈空氣量影響的測(cè)試結(jié)果

        圖4 不同IFD極間距和網(wǎng)孔長(zhǎng)度對(duì)潔凈空氣量影響的測(cè)試結(jié)果

        圖5 集塵模塊和荷電模塊不同工作電壓對(duì)潔凈空氣量影響的測(cè)試結(jié)果

        圖6 整機(jī)外殼靜電積累排斥負(fù)電荷顆粒的示意圖

        4.1 循環(huán)風(fēng)量的影響

        循環(huán)風(fēng)量的增加使空氣凈化器能夠過濾更多的污染空氣,間接提高整機(jī)除PM2.5凈化效率。實(shí)際測(cè)試中通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖兛諝鈨艋鞯难h(huán)風(fēng)量,經(jīng)測(cè)試基本上風(fēng)量越大其潔凈空氣量程增大趨勢(shì),測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

        通過測(cè)試統(tǒng)計(jì),一般空氣凈化器采用IFD集塵模塊其潔凈空氣量可以達(dá)到循環(huán)風(fēng)量的82%~95%,但增加循環(huán)風(fēng)量的同時(shí)帶來整機(jī)噪音值的增加,設(shè)計(jì)時(shí)需兼顧考慮。

        4.2 IFD模塊的網(wǎng)孔極間距及長(zhǎng)度

        如公式2所示,當(dāng)集塵模塊極間距減小后,電場(chǎng)密度增強(qiáng),且?guī)щ婎w粒物運(yùn)動(dòng)至IFD微孔內(nèi)表面路徑減小,從而提高吸附顆粒物能力。同時(shí),IFD模塊的微通道網(wǎng)孔長(zhǎng)度也對(duì)塵埃顆粒物具有明顯影響,如果網(wǎng)孔長(zhǎng)度較短,則以固定的循環(huán)氣流速度通過微孔通道,可能帶電顆粒物不能達(dá)到集塵板或牢固附著于集塵板中。通過圖4可知,由于場(chǎng)強(qiáng)的變化,極間距越小其凈化性能指標(biāo)潔凈空氣量越大。微孔通道越長(zhǎng)其潔凈空氣量整體趨勢(shì)越大,但是微孔通道達(dá)到一定長(zhǎng)度后,其潔凈空氣量將趨于穩(wěn)定。

        4.3 集塵模塊、荷電模塊工作電壓

        在高壓電場(chǎng)下尖頭針電離空氣產(chǎn)生電子e-,電子與粉塵顆粒物碰撞從而荷電,釋放電子e-的量大小影響著凈化器集塵效率。而影響荷電模塊電子e-釋放的影響主要由電壓大小、極間距、放電針材料等。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證不同電壓下,集塵電壓上升至8000V左右時(shí),其潔凈空氣量達(dá)到最高,此后再提高電壓,集塵效率未有明顯提高。荷電電壓在電暈電壓范圍內(nèi)呈現(xiàn)此趨勢(shì),如果荷電電壓過大至電弧放電,無法釋放有效的負(fù)離子導(dǎo)致潔凈空氣量低,同時(shí)需注意荷電電壓過大極容易產(chǎn)生過量的臭氧,臭氧對(duì)人體有嚴(yán)重的危害。

        4.4 荷電模塊安裝位置影響

        荷電模塊安裝位置越靠近出風(fēng)口,越有利于負(fù)離子從整機(jī)風(fēng)道中完全釋放出來,否則安裝位置在風(fēng)道內(nèi)部越遠(yuǎn)離出風(fēng)口則負(fù)離子越容易被周圍的注塑件吸附而形成帶負(fù)離子的靜電場(chǎng),最終阻擋了負(fù)離子的釋放,從而影響潔凈空氣量測(cè)試結(jié)果,見表1。荷電模塊安裝位置的合理性,可以使用離子測(cè)試儀,通過測(cè)試距離出風(fēng)口負(fù)離子濃度是否持續(xù)穩(wěn)定在某個(gè)設(shè)定值即可。負(fù)離子經(jīng)風(fēng)口吹出后很容易消失,通過實(shí)驗(yàn)室研究測(cè)試建議負(fù)離子出風(fēng)口濃度大于800萬pcs/cm3(負(fù)離子釋放量測(cè)試距離出風(fēng)口100mm位置的離子量濃度)。

        4.5 整機(jī)外殼的靜電屏蔽導(dǎo)致回風(fēng)集塵失效

        研究發(fā)現(xiàn)在荷電模塊和IFD集塵模塊的高壓電極的負(fù)高壓電場(chǎng)作用下,周圍的注塑件高分子材料具有靜電傳導(dǎo)(通過導(dǎo)電觸點(diǎn)傳導(dǎo)至塑料件)、感應(yīng)靜電(塑料件在高壓電場(chǎng)下產(chǎn)生感應(yīng)電荷)、靜電吸附(外殼吸附空氣中的負(fù)電荷)作用,使整機(jī)外殼均帶上較強(qiáng)的靜電荷。我們實(shí)測(cè)未經(jīng)卸荷處理的外殼表面靜電變化如表2所示。

        由于一般空氣凈化器沒有接地途徑去泄漏其表面積累的靜電,外殼的電荷密度逐漸增大,使得整個(gè)外殼都處于荷電狀態(tài),外殼整體各處?kù)o電電勢(shì)較大。這樣,循環(huán)氣流中已荷電顆粒物由于同性排斥作用難以趨近外殼和IFD集塵模塊。簡(jiǎn)而言之,持續(xù)運(yùn)行時(shí)會(huì)使外殼整體累積負(fù)電荷至穩(wěn)定,最終會(huì)阻止氣流中帶負(fù)電顆粒進(jìn)入IFD集塵模塊,間接導(dǎo)致集塵電極吸附灰塵的能力下降,影響整機(jī)除塵效率,如圖6所示。

        持續(xù)運(yùn)行造成凈化效率衰減較為關(guān)鍵的原因是整機(jī)外殼靜電積累,故需從靜電的卸荷和減少靜電的累積方面進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)于帶接地的空氣凈化器,可通過外殼接地進(jìn)行卸荷,外殼材料推薦采用具有導(dǎo)電性能的材料,比如增加抗靜電劑。針對(duì)于不帶接地的空氣凈化器,其整機(jī)外殼以及與高壓電極接觸的結(jié)構(gòu)件需采用抗高壓極化且材料表面電阻率高的材料。

        我們分別使用對(duì)比加強(qiáng)靜電的卸荷、減少靜電的累積以及表面積累高密度靜電情況下進(jìn)行對(duì)比測(cè)試,結(jié)果見表3,可以看出加強(qiáng)靜電卸荷和減少表面靜電累積可以改善對(duì)凈化性能的影響。

        5 總結(jié)

        一般的靜電集塵器其電極片直接裸露,采用電介質(zhì)阻隔的強(qiáng)電場(chǎng)集塵模塊相對(duì)于常規(guī)的靜電除塵裝置,其具有安全可靠、凈化效果優(yōu)良等特點(diǎn),隨著家庭需求的空氣凈化器和空調(diào)器質(zhì)量要求越來越高,IFD集塵裝置的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也越來越明顯。雖然IFD模塊的加工工藝及產(chǎn)品成熟度已經(jīng)較高,但是實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)過程中,一些設(shè)計(jì)技術(shù)因素仍是需要特別注意直接影響到除塵的凈化性能。整理上述研究結(jié)果,得知如下幾方面較為關(guān)鍵:

        (1)設(shè)計(jì)目標(biāo)潔凈空氣量需要匹配合適的循環(huán)風(fēng)量,一般各參數(shù)設(shè)計(jì)穩(wěn)定后其潔凈空氣量可以達(dá)到循環(huán)風(fēng)量的86%~95%。

        (2)電場(chǎng)強(qiáng)度直接影響到顆粒物的荷電和被吸附能力,需要驗(yàn)證合適的荷電模塊的極間距、極間電壓和集塵模塊的極間距、極間電壓,使在保證臭氧較低釋放、電氣安全等前提下,匹配到較為合適的集塵電場(chǎng),建議極間電壓在5000~7000V范圍。

        表1 荷電模塊距離出風(fēng)口的不同安裝位置對(duì)潔凈空氣量影響的測(cè)試結(jié)果

        表2 連續(xù)運(yùn)行整機(jī)注塑外殼表面靜電值測(cè)試結(jié)果

        表3 表面靜電對(duì)樣機(jī)連續(xù)運(yùn)行后潔凈空氣量影響的測(cè)試結(jié)果

        (3)一般在空氣凈化器和空調(diào)器中多采用擴(kuò)散荷電,主要是設(shè)計(jì)方便、安全可靠,為保證荷電模塊產(chǎn)生的負(fù)離子充分?jǐn)U散至空氣中,盡可能將荷電模塊設(shè)計(jì)在風(fēng)道的靠近出風(fēng)口位置。

        (4)整機(jī)的外殼可能存在靜電累積現(xiàn)象,長(zhǎng)時(shí)間累積后,人體觸摸可能導(dǎo)致電擊傷害,同時(shí)也會(huì)間接影響到凈化效果,所以設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮外殼靜電的卸荷處理和采用抗靜電的材料。

        目前IFD集塵效果的驗(yàn)證多依賴于實(shí)驗(yàn)室的大量組合測(cè)試,欠缺更深入的理論對(duì)凈化性能指標(biāo)潔凈空氣量轉(zhuǎn)換的研究。如何從理論上最大限度的匹配合適的極間距、極間電壓,以及如何提高其容塵量等,這些都是應(yīng)用于空氣凈化器或空調(diào)器中值得繼續(xù)深入研究的關(guān)鍵問題。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 龔圣,黃肖容,隋賢棟.室內(nèi)空氣凈化技術(shù)[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2004,5(4):55-57, 69.

        [2] 袁旭東, 邢金麗. 脈沖電暈放電法低溫等離子體凈化室內(nèi)VOCs[J]. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2005,24(1):96-99.

        [3] 低溫等離子體凈化室內(nèi)空氣的機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 北京:中國(guó)科學(xué)院,1998.

        [4] 高立新, 陸亞軍. 室內(nèi)空氣凈化器的現(xiàn)狀和改善措施.

        [5] 王大明, 萬國(guó)新, 彭彩凰. 電除塵器效率降低原因分析及對(duì)策. 中國(guó)電力.2006.

        [6] 范崇政, 肖建平, 丁延偉. 納米TiO2的制備與光催化反應(yīng)研究進(jìn)展[J]科學(xué)通報(bào), 2003,04.

        [7] 王曉明, 史文祥, 趙瑩, 唐宇. 等離子體室內(nèi)空氣凈化技術(shù)研究進(jìn)展X.HIGH VOLTAGE ENGINEERING. Jan.2004.

        [8] 王玉娟. 靜電除塵淺議. 黑龍江水專學(xué)報(bào), 1998-03-30.

        猜你喜歡
        集塵空氣量荷電
        漏空氣量對(duì)凝汽器殼側(cè)流場(chǎng)影響的數(shù)值模擬研究
        能源工程(2021年2期)2021-07-21 08:39:50
        氣提式一體化污水處理設(shè)備影響因子實(shí)驗(yàn)探究
        風(fēng)壓傳感器在燃?xì)鉄崴髦械陌l(fā)展趨勢(shì)探究
        iRobot新掃地機(jī)器人Roomba i7+
        基于雙擴(kuò)展卡爾曼濾波的電池荷電狀態(tài)估計(jì)
        費(fèi)斯托工具移動(dòng)式集塵器煥新升級(jí)
        2017年12月中國(guó)家用電器檢測(cè)所健康家電分析測(cè)試中心檢驗(yàn)產(chǎn)品一覽表(一)
        家電科技(2018年1期)2018-01-24 08:46:27
        客車遠(yuǎn)心集塵器故障分析和改進(jìn)建議
        高效集塵系統(tǒng)在露天鉆機(jī)上的優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用
        基于MARS 的電池荷電狀態(tài)估計(jì)
        久久午夜精品人妻一区二区三区| 九九久久精品大片| 性xxxx视频播放免费| 国产91色在线|亚洲| 国产av一区二区三区在线| 免费一区二区高清不卡av| 久久精品中文字幕大胸| 精品久久久中文字幕人妻| 岛国大片在线免费观看| 亚洲国产精品一区二区| 日本系列有码字幕中文字幕| 亚洲中文字幕无码不卡电影| 国产伦精品一区二区三区| 久久久久国产一级毛片高清版A| 精品国产一区二区三广区| 女女同女同一区二区三区| 久久久久久久久无码精品亚洲日韩 | 亚洲欧洲无码精品ⅤA| 一区二区三区亚洲视频| 久久精品亚洲一区二区三区浴池 | 国产熟妇另类久久久久| 亚洲羞羞视频| 在线观看日韩精品视频网站| 亚洲av综合国产av日韩| a级毛片高清免费视频就| 一区二区三区不卡在线| 亚洲av毛片成人精品| 熟女肥臀白浆一区二区| 又黄又硬又湿又刺激视频免费| 视频国产自拍在线观看| 久久理论片午夜琪琪电影网| 日本免费人成视频播放| 素人激情福利视频| 中文字幕色偷偷人妻久久一区 | 国产婷婷一区二区三区| av草草久久久久久久久久久| 日韩中文字幕不卡在线| 国产农村妇女精品一二区| 国产精品三级一区二区按摩| 日本精品少妇一区二区| 奇米影视7777久久精品|