建筑室内健康环境低阻高效过滤单元净化PM2.5特性研究

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现阶段,我国空气污染逐渐由总悬浮颗粒物(TSP)及PM10、SO2污染向以PM2.5、O3和NO2形成的复合型大气污染过渡。自2011年以来,全国多次大范围的雾霾事件引起了国内外广泛关注,PM2.5的概念迅速被大众接受。以合肥市作为重点城市,根据中国环境监测总站发布的相关数据,对2015~2021年的环境质量状况进行调研统计与评估。调研结果表明,2015~2021年,合肥市PM2.5年平均浓度逐年降低,PM2.5年平均浓度于2020年首次降低到35μg/m~3以下,2021年PM2.5年平均质量浓度同比下降12.28%,合肥市空气中细颗粒物污染水平得到了一定控制。针对后疫情时代下建筑室内净化问题,设计了一台可更换多种过滤单元的空气净化器。选取11种不同的过滤单元,分成粗中效与高中效及以上两组,通过试验分析不同过滤单元的PM2.5净化性能,第一组试验材料为1~6号(1号为G4夹碳布过滤单元,2号为G4涤纶过滤单元,3号为F7玻纤过滤单元,4号为F7静电熔喷布过滤单元,5号为G4涤纶+F7玻纤过滤单元,6号为微静电荷电模块+G4涤纶过滤单元)。试验测试了不同过滤单元的一次过滤效率、PM2.5净化效率、阻力、洁净空气量(CADR)、净化能效(CEE)与适用面积。第二组试验材料为7~11号(7号为高中效玻纤过滤单元,8号为亚高效滤纸过滤单元,9号为静电装置(ESP),10号为微静电装置(IFD),11号为高效聚四氟乙烯(PTFE)过滤单元,并且与第一组测试相比,增加了臭氧浓度增加量。结果表明:G4涤纶+F7玻纤过滤单元的梯度组合与微静电荷电模块+G4涤纶过滤单元的组合,可以有效提高一次过滤效率和PM2.5净化效率。额定风速下,2号过滤单元阻力最小,6号过滤单元阻力与2号相当,5号过滤单元的阻力最大。在最大风量工况下,2号过滤单元的CADR和CEE最小,4号过滤单元的CADR和CEE最大。2号过滤单元的CADR和CEE分别约为4号过滤单元的7.13%与6.54%。6号过滤单元相比2号过滤单元的CADR和CEE分别提升约150%与247%。高中效及以上过滤单元可以更有效地净化PM2.5。ESP和IFD的过滤效率与亚高效滤纸过滤单元接近,并随着风速的增加而降低,而纤维过滤单元的过滤效率相反。不同过滤单元的净化器虽然可以快速净化微细颗粒,但IFD的CADR和CEE最大,高中效玻纤净化器的CADR和CEE最小。高中效玻纤净化器的CADR与CEE分别约为IFD的48.34%和51.43%。本课题着眼于净化PM2.5用空气过滤单元,研究了室内密闭环境中细颗粒物过滤、净化的相关技术,对低阻高效过滤单元的研究提供基础数据支持。图[35]表[18]参[134]
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