Giải thích về giảm áp suất của bộ lọc không khí: Nó là gì, tại sao nó quan trọng và cách chọn bộ lọc

Một thiết bị cung cấp không khí trong lành nhỏ gọn chỉ cung cấp một nửa luồng không khí định mức vào ngày đầu tiên vận hành. Máy lọc không khí dân dụng hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm nhưng lại phát ra tiếng ồn lớn trên tủ đầu giường của khách hàng. Bộ phận xử lý không khí của bệnh viện cần nhiều tốc độ quạt hơn mỗi tháng cho đến khi đội bảo trì cuối cùng kiểm tra được máy đo bộ lọc. Những hư hỏng này có chung một nguyên nhân cốt lõi: việc giảm áp suất của bộ lọc không khí được coi là biện pháp giải quyết sau.

Thông tin quan trọng rất đơn giản: giảm áp suất cũng quan trọng như hiệu quả lọc. Bộ lọc thu giữ các hạt hiệu quả nhưng hạn chế luồng không khí quá nhiều sẽ làm giảm tốc độ phân phối không khí sạch, tăng mức tiêu thụ năng lượng, tăng độ ồn và rút ngắn tuổi thọ thiết bị. Đối với các OEM và nhà thiết kế hệ thống, thời điểm để hiểu được mức giảm áp suất là trong quá trình lựa chọn bộ lọc chứ không phải sau khi lắp đặt tại hiện trường.

Giảm áp suất bộ lọc không khí là gì?

Giảm áp, còn được gọi là lực cản dòng chảy, là sự mất áp suất tĩnh xảy ra khi không khí đi qua phần tử lọc. Nó được đo bằng pascal (Pa) hoặc inch của thước đo nước (tính bằng W.G.). Mọi bộ lọc đều tạo ra một số lực cản vì vật liệu ép không khí len lỏi qua các sợi mịn và khung, nếp gấp và miếng đệm tạo thêm nhiễu loạn trên đường đi.

Ý nghĩa thực tế rất đơn giản: áp suất giảm càng cao thì quạt càng phải đẩy mạnh hơn để cung cấp cùng một lượng không khí. Nỗ lực thêm đó sẽ dẫn đến giảm luồng không khí, tiêu thụ điện năng cao hơn và nhiều tiếng ồn hơn khi xả.

Một mối quan hệ mà mọi kỹ sư thiết kế nên nội tâm hóa: độ giảm áp suất tăng theo vận tốc bề mặt. Nhân đôi vận tốc bề mặt thông qua cùng một bộ lọc và độ giảm áp suất có thể tăng gấp ba đến bốn lần trong điều kiện luồng không khí HVAC điển hình. Đây là lý do tại sao cùng một kiểu bộ lọc có thể có số đọc giảm áp suất rất khác nhau ở các đơn vị khác nhau và tại sao việc so sánh các bộ lọc mà không chỉ định luồng khí là vô nghĩa.

Giảm áp suất ban đầu so với cuối cùng: Tại sao cả hai giá trị đều quan trọng

Mỗi bộ lọc có hai giá trị giảm áp suất quan trọng trong thiết kế hệ thống.

• Giảm áp suất ban đầu được đo khi bộ lọc sạch. Đây là lực cản cơ bản mà quạt phải vượt qua trong ngày hoạt động đầu tiên và nó quyết định luồng không khí ban đầu cũng như mức tiêu thụ năng lượng.
• Giảm áp suất cuối cùng là mức điện trở mà bộ lọc cần được thay thế. Thực tiễn trong ngành thường đặt giới hạn cuối cùng ở mức gấp đôi mức giảm áp suất ban đầu hoặc ở mức tối đa do nhà sản xuất chỉ định, chẳng hạn như 250 Pa cho các giai đoạn HEPA và 125 đến 250 Pa cho bộ lọc sơ bộ và bộ lọc trung gian.

Bộ lọc dành phần lớn thời gian sử dụng của nó giữa hai giá trị này. Nếu bạn điều chỉnh kích thước quạt chỉ cho lần giảm ban đầu, luồng không khí sẽ giảm dần và hệ thống sẽ hoạt động dưới thông số kỹ thuật trong phần lớn tuổi thọ của bộ lọc. Nếu bạn chọn kích thước cho lần giảm cuối cùng, quạt sẽ có kích thước quá lớn trong những tháng đầu. Giải pháp thực tế là vẽ cả hai giá trị trên đường cong của quạt và chọn quạt cung cấp luồng không khí chấp nhận được trong suốt thời gian sử dụng.

Sự đánh đổi giữa hiệu quả và giảm áp lực

Hiệu suất lọc và giảm áp suất là hai mặt của cùng một đồng xu. Bộ lọc hiệu suất cao hơn sử dụng vật liệu dày đặc hơn và sợi mịn hơn, tạo ra nhiều lực cản hơn ở cùng một luồng không khí. Bộ lọc MERV 13 hầu như sẽ luôn có độ giảm áp suất ban đầu cao hơn bộ lọc MERV 8 được sử dụng trong cùng một vỏ.

Nhưng sự đánh đổi không cố định. Cấu trúc bộ lọc có ảnh hưởng lớn đến mức giảm áp suất cần thiết để đạt được hiệu quả nhất định:

• Nhiều diện tích vật liệu in hơn trên một đơn vị diện tích khuôn mặt, đạt được nhờ các nếp gấp sâu hơn hoặc thiết kế nhiều túi, làm giảm vận tốc xuyên qua vật liệu in và giảm lực cản.
• Độ sâu bộ lọc lớn hơn, chẳng hạn như khung 2 inch hoặc 4 inch thay vì tấm phẳng 1 inch, cung cấp nhiều bề mặt phương tiện hơn và giảm áp suất thấp hơn đáng kể cho cùng xếp hạng MERV.
• Cấu hình V-bank và V-type gấp một vùng đa phương tiện lớn thành một băng cassette nhỏ gọn, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các hệ thống HVAC có luồng khí cao, nơi không gian có hạn nhưng ngân sách kháng cự lại eo hẹp.

Đối với các ứng dụng dòng chảy cao, bộ lọc không khí cao V-bank mạ kẽm là một giải pháp phổ biến vì chúng kết hợp kích thước nhỏ gọn với điện trở thấp ở công suất định mức.

Nhà cung cấp, Công ty Bộ lọc không khí lưu lượng cao kết hợp loại V-Bank / loại W mạ kẽm Nantong Henka - Nhà cung cấp và công ty bộ lọc không khí lưu lượng cao kết hợp loại V-Bank / loại W ở Trung Quốc, V-Bank mạ kẽm bán buôn ... Xem sản phẩm →

Phạm vi giảm áp suất điển hình theo loại bộ lọc

Bảng dưới đây hiển thị phạm vi giảm áp suất ban đầu điển hình cho các loại bộ lọc phổ biến. Các giá trị thực tế thay đổi theo vận tốc bề mặt, lựa chọn phương tiện và thiết kế khung, vì vậy hãy sử dụng dữ liệu làm tài liệu tham khảo lập kế hoạch, không thay thế cho các báo cáo thử nghiệm của nhà sản xuất.

Một vài mẫu nổi bật. Bộ lọc cấp HEPA có điện trở cao nhất và cần lựa chọn quạt cẩn thận. Các bộ lọc hiệu suất trung bình nằm trong một dải có thể quản lý được, miễn là vỏ cho phép có đủ diện tích phương tiện. Bộ lọc trước bảo vệ các tầng cao hơn và giúp giữ cho áp suất tổng thể giảm xuống quá nhanh.

Cấu trúc bộ lọc: Sự sụt giảm áp suất đến từ đâu

Mật độ phương tiện và đường kính sợi

Sợi mịn hơn thu được các hạt nhỏ hơn nhưng tạo ra nhiều lực cản hơn trên một đơn vị diện tích vật liệu. Phương tiện điện, sử dụng sợi tích điện để thu hút các hạt, có thể đạt được hiệu suất cao với mức giảm áp suất thấp hơn so với phương tiện cơ học thuần túy ở cùng mục tiêu hiệu quả.

hình học nếp gấp

Nhiều nếp gấp hơn có nghĩa là diện tích bề mặt vật liệu nhiều hơn, làm giảm vận tốc bề mặt qua vật liệu và giảm độ sụt áp. Tuy nhiên, việc xếp nếp quá mức thực sự có thể làm tăng lực cản vì luồng không khí bị hạn chế trong các rãnh gấp hẹp. Số lượng nếp gấp tối ưu phụ thuộc vào độ thấm của vật liệu và độ sâu khung có sẵn.

Độ sâu bộ lọc

Đây là đòn bẩy trực tiếp nhất dành cho các nhà thiết kế. Bộ lọc sâu 4 inch có thể chứa gần gấp đôi diện tích phương tiện của bộ lọc 1 inch với cùng hiệu suất, giảm đáng kể mức giảm áp suất. Đó là lý do tại sao các thiết bị xử lý không khí thương mại sử dụng bộ lọc túi và hộp sâu thay vì tấm phẳng bất cứ khi nào không gian cho phép.

Thiết kế khung và miếng đệm

Các dải phân cách bằng nhôm, các miếng đệm được dập nổi và các đường keo đều ảnh hưởng đến kiểu luồng khí bên trong bộ lọc. Các thiết kế có nếp gấp nhỏ với các đường keo liên tục thường có điện trở thấp hơn so với các thiết kế có các dải phân cách riêng lẻ vì chúng tạo ra ít nhiễu loạn hơn trên bề mặt vật liệu.

Cách đo mức giảm áp suất của bộ lọc

Đo độ giảm áp suất rất đơn giản khi thực hiện chính xác. Lắp đặt các vòi áp suất tĩnh ở thượng nguồn và hạ lưu của vỏ bộ lọc, nối chúng với đồng hồ đo chênh áp hoặc áp kế kỹ thuật số và ghi lại sự chênh lệch.

1. Xác định vị trí vòi phía dòng vào có ít nhất một đến hai đường kính ống dẫn trước bộ lọc và vòi phía dòng ra sau nó một đường kính để tránh hiệu ứng nhiễu loạn từ các chuyển tiếp và cuộn dây.
2. Kết nối cả hai vòi với đồng hồ đo chênh lệch áp suất. Sử dụng ống có cùng chiều dài để giảm thiểu lỗi đọc.
3. Chạy hệ thống ở lưu lượng gió thiết kế. Ghi lại độ giảm áp suất cùng với luồng không khí đo được, vì giá trị giảm áp suất không có tốc độ dòng chảy có ý nghĩa hạn chế.

Đối với dữ liệu cấp phòng thí nghiệm, nhà sản xuất bộ lọc kiểm tra độ giảm áp trong các giàn ống dẫn được tiêu chuẩn hóa theo ASHRAE 52.2 hoặc EN ISO 16890. Các tiêu chuẩn này báo cáo độ giảm áp ở tốc độ luồng khí xác định và cung cấp dữ liệu cần thiết để khớp đường cong của quạt và so sánh sản phẩm.

Chọn bộ lọc có mức giảm áp suất phù hợp cho ứng dụng của bạn

Mức giảm áp suất có thể chấp nhận được tùy thuộc vào ứng dụng, áp suất tĩnh khả dụng của quạt và chi phí năng lượng để di chuyển không khí qua hệ thống trong suốt vòng đời của bộ lọc.

hệ thống HVAC

Trong thiết kế HVAC thương mại, hướng dẫn chung là giữ cho áp suất bộ lọc ban đầu giảm xuống dưới 20 đến 30% tổng áp suất tĩnh của quạt. Ngoài mức đó, bộ lọc tiêu thụ quá nhiều áp suất, luồng khí giảm, hiệu suất cuộn dây giảm và người ở bắt đầu phàn nàn về phòng ngột ngạt. Để có cuộc thảo luận đầy đủ về lựa chọn bộ lọc trong thông gió và điều hòa không khí, hãy xem Tổng quan về lọc hệ thống HVAC .

Máy lọc không khí gia đình

Trong máy lọc không khí dân dụng, CADR phụ thuộc vào luồng không khí và luồng không khí phụ thuộc vào độ giảm áp suất. Bộ lọc có điện trở thấp hơn cho phép quạt nhỏ hơn, êm hơn để đạt được cùng tốc độ phân phối không khí sạch, đây là lợi thế mang tính quyết định đối với các sản phẩm tiêu dùng nơi tiếng ồn và mức tiêu thụ điện năng thúc đẩy quyết định mua hàng. Nhiều máy lọc nhỏ gọn sử dụng bộ lọc hình trụ cho máy lọc không khí gia đình vì bề mặt vật liệu bao quanh mang lại nhiều diện tích hơn so với tấm phẳng có cùng diện tích, giúp giảm độ sụt áp trong khi vẫn giữ cho sản phẩm nhỏ gọn. Người mua OEM có thể tìm hiểu thêm trong hướng dẫn sử dụng máy lọc không khí gia đình .

Bộ lọc không khí hình trụ dành cho nhà cung cấp hộ gia đình, công ty - Môi trường Nantong Henka Nantong Henka - Bộ lọc không khí hình trụ cho các nhà cung cấp và công ty gia dụng tại Trung Quốc, Bộ lọc không khí hình trụ bán buôn cho gia đình,... Xem sản phẩm →

Hệ thống thông gió và cấp gió tươi

Các thiết bị không khí trong lành thường có ngân sách áp suất eo hẹp vì quạt phải di chuyển không khí qua ống dẫn, bộ trao đổi nhiệt và bộ giảm chấn ngoài bộ lọc. Bộ lọc có điện trở ban đầu cao sẽ làm cạn kiệt luồng khí của thiết bị, làm giảm tốc độ thông gió và có khả năng gây ra các vấn đề ngưng tụ. Đối với các sản phẩm có không gian hạn chế, các giải pháp tích hợp như Hộp thanh lọc DN250 và DN150 kết hợp các giai đoạn lọc và điều khiển quạt trong một vỏ duy nhất, đơn giản hóa việc kết hợp giảm áp cho các nhà sản xuất hệ thống không khí trong lành.

Hộp thanh lọc DN250/DN150 Nhà cung cấp, Công ty - Giải pháp môi trường Nantong Henka Nantong Henka - Nhà cung cấp và công ty Hộp thanh lọc DN250/DN150 tại Trung Quốc, Hộp thanh lọc bán buôn DN250/DN150, Loại hộp... Xem sản phẩm →

Khuyến nghị thiết thực cho kỹ sư và người mua OEM

Những điểm sau đây sẽ giúp bạn tránh được vấn đề sụt áp trước khi chúng xuất hiện tại hiện trường.

• Luôn yêu cầu đường cong giảm áp suất từ nhà cung cấp bộ lọc , không chỉ là đánh giá hiệu quả. Nhấn mạnh vào dữ liệu ở luồng không khí hoạt động của bạn.
• So sánh các bộ lọc đề cử ở cùng một luồng không khí và cùng giới hạn giảm áp suất cuối cùng, không chỉ ở cùng một kích thước danh nghĩa.
• Khi định cỡ quạt, hãy sử dụng giá trị giảm áp suất cuối cùng hoặc ít nhất là điểm giữa giữa giá trị ban đầu và giá trị cuối cùng để hệ thống vẫn cung cấp đủ luồng không khí khi bộ lọc tải.
• Thêm giai đoạn lọc trước trước các bộ lọc hiệu suất cao. Nó thu giữ bụi thô, làm chậm sự gia tăng giảm áp suất trên bộ lọc cuối cùng và kéo dài đáng kể thời gian sử dụng.
• Hỏi về các lựa chọn phương tiện truyền thông. Loại vật liệu hoặc mật độ nếp gấp khác nhau có thể giảm độ sụt áp mà không làm mất đi mức hiệu quả mà bạn cần.

Độ giảm áp suất của bộ lọc không khí không phải là thông số ẩn dành riêng cho các kỹ sư phòng thí nghiệm. Nó là một phần cơ bản của hiệu suất hệ thống, hiệu quả sử dụng năng lượng và trải nghiệm người dùng. Khi bạn chọn bộ lọc, hãy giữ đường cong giảm áp bằng một tay và tay kia giữ mức đánh giá hiệu quả. Cả hai đều xứng đáng có trọng lượng như nhau.