實(shí)驗(yàn)室用HVAC系統(tǒng)空氣過濾器設(shè)計(jì)

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，本文提出一種實(shí)驗(yàn)室用HVAC系統(tǒng)空氣過濾器，該HVAC系統(tǒng)空氣過濾器可以定期清潔和重復(fù)利用，并且配置用于去除空氣所帶的分子污染物和VOC而不阻礙空氣流過HVAC系統(tǒng)，能效低，效果好。

關(guān)鍵詞：HVAC系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)室；暖通空調(diào)；空氣過濾

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.045

1 引言

暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)通常運(yùn)行以向建筑物內(nèi)部空間內(nèi)的居住者提供最佳的室內(nèi)空氣質(zhì)量。HVAC系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)空氣、以通風(fēng)和過濾空氣的方式去除顆粒污染物并且提供適當(dāng)?shù)慕ㄖ锛訅海瑏韺?shí)現(xiàn)最佳的室內(nèi)空氣質(zhì)量。而常規(guī)實(shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境要求比較高，如溫度、濕度、空氣潔凈程度、通風(fēng)狀況等，所以實(shí)驗(yàn)室用HVAC系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)設(shè)置就顯得尤為重要。

2 實(shí)驗(yàn)室用HVAC現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)室用HVAC系統(tǒng)一般共享幾個(gè)基本設(shè)計(jì)元素。例如，外部空氣（“供應(yīng)空氣”）通常通過空氣進(jìn)口被吸入建筑物的HVAC系統(tǒng)內(nèi)。一旦進(jìn)入HVAC系統(tǒng)，供應(yīng)空氣被過濾以去除顆粒污染物，然后被加熱或冷卻，再然后通過空氣分配系統(tǒng)在整個(gè)建筑物內(nèi)被循環(huán)。許多空氣分配系統(tǒng)包括返回空氣系統(tǒng)，該返回空氣系統(tǒng)配置為從建筑物內(nèi)部空間吸取空氣，并將該空氣（“返回空氣”）返回至HVAC系統(tǒng)。然后返回空氣與供應(yīng)空氣混合，之后被過濾、調(diào)節(jié)并在整個(gè)建筑物內(nèi)循環(huán)。在建筑物內(nèi)循環(huán)的空氣的一部分常常可以被排出到建筑物外部，以維持建筑物內(nèi)所需的氣壓。

HVAC系統(tǒng)提供最佳室內(nèi)空氣質(zhì)量的效率主要依賴于HVAC系統(tǒng)內(nèi)空氣過濾器將顆粒污染物從建筑物內(nèi)空氣中去除的能力[1]。HVAC系統(tǒng)空氣過濾器一般包括纖維材料，該纖維材料配置為從穿過HVAC系統(tǒng)的空氣中去除固體微粒，如灰塵、花粉、霉菌和細(xì)菌。但是，常規(guī)HVAC系統(tǒng)空氣過濾器的一個(gè)缺點(diǎn)是：能夠去除諸如空氣所帶的分子污染物和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的非常小的污染物的高效空氣過濾器往往會(huì)限制通過空氣過濾器的空氣流動(dòng)，由此使HVAC系統(tǒng)更努力地工作，并且消耗更多能量。

常規(guī)HVAC系統(tǒng)空氣過濾器的另一個(gè)缺點(diǎn)是：臟了的或者堵塞的空氣過濾器通常從HVAC系統(tǒng)上移除，并被丟棄，然后安裝一個(gè)新的HVAC系統(tǒng)空氣過濾器。為了提高HVAC系統(tǒng)的空氣流動(dòng)并因此降低運(yùn)行成本，HVAC系統(tǒng)空氣過濾器有可能被不必要地丟棄以及更換。考慮到世界上有數(shù)百萬個(gè)具有HVAC系統(tǒng)的建筑物，能夠從垃圾填埋場(chǎng)消除的被丟棄的空氣過濾器的數(shù)量是一個(gè)驚人的數(shù)字[2]。因此，需要一種HVAC系統(tǒng)空氣過濾器，該HVAC系統(tǒng)空氣過濾器可以定期清潔和重復(fù)利用，并且配置用于去除空氣所帶的分子污染物和VOC而不阻礙空氣流過HVAC系統(tǒng)。

3 設(shè)計(jì)方案

實(shí)驗(yàn)室用HVAC系統(tǒng)空氣過濾器包括支撐框架，該支撐框架配置用來將HVAC系統(tǒng)空氣過濾器合適地定向在建筑物通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)。

（1）過濾器介質(zhì)包括棉紗布部分和靜電部分。棉紗布部分包括至少一層棉紗布，其配置為使用過濾器油成分進(jìn)行處理，以增強(qiáng)空氣流動(dòng)和對(duì)流過過濾器介質(zhì)的空氣的過濾。過濾器介質(zhì)包括棉紗布部分，該棉紗布部分包括放置在兩個(gè)環(huán)氧涂覆的鋁絲網(wǎng)之間的至少一層棉紗布，該至少一層棉紗布適合于用過濾器油成分進(jìn)行處理，以使得包括該過濾器介質(zhì)的微觀纖維束具有粘性。過濾器介質(zhì)的靜電部分配置為靜電吸引和凝聚流過HVAC系統(tǒng)的空氣中的顆粒污染物。過濾器介質(zhì)的靜電部分可包括配置為帶電荷的中央網(wǎng)，該中央網(wǎng)每側(cè)由能夠被電極化的至少一層纖維覆蓋，該至少一層纖維中的每一層被接地線網(wǎng)覆蓋，其中一旦使該中央網(wǎng)帶正電荷，該至少一層纖維使流過HVAC系統(tǒng)的空氣中的顆粒污染物極化，由此造成污染物被靜電誘困在該至少一層纖維內(nèi)。過濾器介質(zhì)的靜電部分還可以設(shè)置包括用抗微生物分子涂層處理過的至少一些纖維，該抗微生物分子配置為破壞微生物，該抗微生物分子包括帶正電荷的分子，該帶正電荷的分子分布在至少一些纖維中的每一個(gè)纖維的整個(gè)圓周的周圍，并配置為與過濾器介質(zhì)內(nèi)的極化纖維合作。

（2）過濾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體積計(jì)算的石蠟油，第二部分包括按成分體積計(jì)算的聚α烯烴（PAO），第三部分包括按成分體積計(jì)算的紅色染料。靜電部分配置為靜電地吸引和凝聚流過建筑物通風(fēng)系統(tǒng)的空氣內(nèi)的空氣所帶的分子污染物和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）。

（3）帶正電荷的中央網(wǎng)和一層或多層可極化的纖維將顆粒污染物誘困在可極化纖維層內(nèi)。靜電部分包括用帶正電荷的分子的涂層處理過的至少一些纖維，該帶正電荷的分子配置為靜電捕捉和破壞直徑小至0.001微米的帶負(fù)電荷的微生物和揮發(fā)性有機(jī)化合物。過濾器介質(zhì)包括物質(zhì)，這些物質(zhì)配置為釋放芳香劑到通過該過濾器介質(zhì)的空氣中。這些物質(zhì)一般位于靜電部分的下游，以避免靜電部分對(duì)芳香分子的破壞。帶正電荷的分子配置為靜電捕捉流過HVAC系統(tǒng)的空氣中的直徑小至基本上0.001微米的帶負(fù)電荷的微生物和揮發(fā)性有機(jī)化合物。過濾器介質(zhì)也可配置為靜電誘困顆粒污染物并釋放芳香劑到流過通風(fēng)系統(tǒng)的空氣中，過濾器介質(zhì)包括配置為破壞被誘困的顆粒污染物的抗微生物分子，過濾器介質(zhì)包括至少一種物質(zhì)，該至少一種物質(zhì)配置為釋放芳香劑到通過該過濾器介質(zhì)的空氣中，其中，該至少一種物質(zhì)位于抗微生物分子的下游，以避免抗微生物分子對(duì)芳香分子的破壞。

4 小結(jié)

本文介紹一種用于實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)空氣過濾器，包括：支撐框架，其配置為將HVAC系統(tǒng)空氣過濾器合適地定向在建筑物通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)；以及包括棉紗布部分和靜電部分的復(fù)合過濾器介質(zhì)，靜電部分配置為靜電吸引和凝聚流過建筑物通風(fēng)系統(tǒng)的空氣內(nèi)的空氣所帶的分子污染物和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），節(jié)省投資，運(yùn)行效果好。

參考文獻(xiàn)：

[1]張小良，沈倩，沈恒根，趙志國.空氣過濾材料過濾性能實(shí)驗(yàn)研究[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，14（03）：243-248.

[2]朱天樂.實(shí)驗(yàn)室過濾設(shè)備的改進(jìn)[J].礦產(chǎn)綜合利用，1983（03）：95-

96.

作者簡介：富海龍（1988-），男，本科，助理工程師，從事暖通方面的研究。