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建立科学

做高MERV过滤器总是减少空气流量?

看看研究和现实世界

高泥炭过滤器可以从室内空气中去除大量污染物。但是你可以使用一个没有遭受空气流量的下降吗?[照片信用:能源Vanguard]

在过去的几个月里,我看了一下室内空气质量的一些关键问题。从问题开始我们花了多少时间在室内度过,我写了关于厨房通风,这一整套室内空气污染物的,问题过滤器一般而且高岩浆过滤器。现在让我们参加下一步:看看在高MERV过滤器上完成了哪些研究以及可以克服什么那些意想不到的后果我写了关于。

研究# 1

文章:住宅交流滤清器作者:John Proctor,ASHRAE杂志,2012年10月。

在本文中,John Proctor总结了一些他和他的同事们从学习加利福尼亚州立家族的结果。他们对加利福尼亚能源委员会研究的关注之一是房主更换了1英寸厚的标准玻璃纤维过滤器,具有1英寸厚的褶皱过滤器。

HVAC设计的美国空调承包商(ACCA)协议在过滤器上占据0.10英寸的水柱(I.W.c.)的压降。(Keep that number, 0.1 i.w.c., in mind as a reference point. I’ll be coming back to it.) If a system is designed with a standard filter for that pressure drop, the pressure drop with a pleated filter of the same size will most likely be higher.

此外,不良的设计和安装管道系统已经有过高的外部静态压力。典型的炉或空气处理器的额定电流为0.5 i.w.c.但许多运行高得多的压力。全国舒适研究所David Richardson说,在他们做了测试,均线系统是在大约0.82 i.w.c.运行

结果:在加州的研究中,宝洁等。发现,在34个HVAC系统通过过滤器的压降为0.28 i.w.c.这是近三倍ACCA协议假定。它也超过了整个系统的额定外静压的一半。

研究# 2

文章:是否有一个缺点高MERV过滤器?由大卫斯普林克,家庭能源杂志2009年11月2日。

戴维斯能源集团的David施普林格发表了这篇伟大的文章,详细介绍了他们所做的和他们发现的,包括鼓风机的能源使用,压缩机的能源使用,以及他们测试的特定过滤器。我会让你们去那里的细节,因为在这里我主要要集中在问题的压力下降通过过滤器和由此产生的影响,空气流动。

而过滤器的压降来说,这里是他们与MERV评级从2至13的过滤器图表。

过滤器的压降与MERV评级从2至13的过滤器的图(图片来源:大卫斯普林格,家庭能源杂志的文章,2009年11月)
滤波器压力下降图表,用于割草机的滤波器额为2比13. [图像学分:大卫斯普林克,家居能源杂志文章,2009年11月]
它们以相同的宽度和高度(16“×25”),但由1变化“到4”的深度测试的所有过滤器。他们用492英尺每分钟(FPM)作为面速度,因为这是为了什么ASHRAE标准过滤器(52.2)的调用。与该面速度和那些尺寸,空气流速为每分钟(cfm)1367立方英尺。(流量等于面积乘以速度;看我的文章的连续性方程有关更多信息。)

结果:正如你所看到的,随着MERV等级的增加,压力降并没有稳定的增加。然而,当你从标准的1″玻璃纤维过滤器(MERV-2)到下一个MERV-6级别时,压力下降会显著上升。

他们还发现“走向与使用PSC电动机系统更高MERV过滤器降低空气流动的必然趋势。”(PSC代表“固定分相电容器。” A PSC电动机是一个供电最HVAC鼓风机。变速鼓风机已电子换向电动机,的ECM。)

我在这里要提到的最终结果是,他们并没有看到不同深度的滤镜的不同。例如,“4英寸Filtrete 1550 (MERV 12)只比1英寸Filtrete 1700(也是MERV 12)和其他两个同品牌的1英寸MERV 11过滤器(1000和1085)略好。”

研究# 3

文章:过滤对住宅HVAC系统压降和能耗的影响布伦特斯蒂芬,阿蒂拉Novoselac博士和Jeffrey A.西格尔博士HVAC&R Research,第16,#3,2010年5月。

这是一个学术论文,所以如果您想要对其他作品的所有细节,方程和引用,请单击上面的链接并下载纸张。(布伦特是一名学生,当时他写了这篇论文,有一个学生关于他的过滤器研究在他的网站上,在伊利诺伊州理工学院,如果你想潜水甚至更深。)他们在理论上和使用了来自德克萨斯州奥斯汀的测试房屋的两个空调系统的四个月数据,他们看着滤压压降和能耗。。

结果:他们的发现正如你们所预料的,在他们测试的MERV评级的有限范围内,他们确实看到MERV规模每上升一步都在增加。下面是他们对过滤器压降的结果:

低MERV(<4)0.10 I.W.C。

merv(8)0.19 i.w.c.

High-Merv(11)0.32 I.W.c.

因此,低MERV过滤器击中ACCA设计压降。中期MERV的两倍多,高MERV是三倍之多。

他们还发现,与低MERV滤波器相比,高栓滤波器中的空气流量在两个HVAC系统中下降了7%和11%。同样,中间割草过滤器还显示出相对于低栓塞滤波器的空气流量减少,这次两个系统中的3%和8%降低。

总结结果

如上所述,研究表明,通常,具有高栓塞滤波器的HVAC系统在滤波器上具有更高的压降。这部分对上述三项研究是常见的。

什么与气流发生取决于什么样的鼓风机的HVAC系统的用途。在具有PSC风机系统,空气流量下降和能源的使用并没有太大变化。该斯蒂芬斯论文中引用了2002年的研究显示,90%的住宅HVAC系统有PSC鼓风机。当然,这个数字已经下降,在过去16年里,高性能的家庭和高性能HVAC系统已经变得越来越流行。但我敢肯定,绝大多数家庭仍具有运行鼓风机PSC电动机。

对于那些与其他类型,电子换向电动机(ECM),在这些电机的控制典型地斜坡上升随着压力的增加,从而相对恒定的空气流保持电机的速度。但是,有一个点球。与ECM的鼓风机可以比那些PSC电机时,他们对压力的工作他们设计的更有效率。但是,当压力较高,他们最终会使用更多的能源比PSC鼓风机。

如何获得良好的空气流动和良好的过滤

那么,如何才能使用高merv过滤器而不遭受过滤器上的高压降和由此造成的气流损失(PSC鼓风机)或能源使用增加(ECM鼓风机)?其实很简单。你只需要使滤镜足够大,使表面速度足够低。

还记得我的文章吗连续性方程还是用作管道得到的横截面面积大,速度下降。很多过滤器上印显示了在给定的空气流的压力降边的表,而在这个时候,你必须要学会使用。

弗吉尼亚州夏洛茨维尔(Charlottesville)建筑科学咨询公司Think Little的老板约翰·塞梅尔哈克(John Semmelhack)经常这么做,因为他不得不这么做。他设计和使用了许多具有非常低的外部静压额定值的管道微型热泵。对于一个额定空气流量为0.20 i.w.c的系统,即使是ACCA推荐的0.10 i.w.c,你也不想放弃,所以他去了,得到了0.03 i.w.c,是的!真的!我们在过程中有三菱管道迷你分裂安装在我们的办公室,这是我们要做的,太。

因此,是的,具有高栓塞过滤器的大多数系统确实存在过滤器过滤的过度压降,并且减少空气流量(或增加能耗)。但这只是因为缺乏意识 - 或缺乏兴趣 - 如何正确做到这一点。

艾莉森巴利斯迪凯特,格鲁吉亚,是一个扬声器,作家,建筑科学顾问,和的作者能源先锋的博客。你可以在推特上跟着他@energyvanguard.

4评论

  1. 史蒂夫Grinwis||#1

    我想知道的是,有多少是0.2 WC是对我的三菱分裂我的热泵性能的影响?

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,PHD||#2

      史蒂夫,

      如果您正在谈论0.2英寸的W.C.在导管的迷你分体式额定滤波器上缩小过滤器的压力下降0.2英寸。完全外部静压(三菱SEZ模型),这意味着您已经用完了所有可用压力,以便在过滤器上移动空气。这将是更高的能量使用,因为ECM鼓风机将升高以保持空气流量。它可能也是吵闹的。

      1. 史蒂夫Grinwis||#3

        这实际上是一个PVA空气处理器。最多可以达到。8英寸。但我有一个0.2英寸的过滤器,一个0.2英寸的流体循环线圈,谁知道在实际的管道系统中有多少阻力……
        我很好奇,它会给我的警察产生多少影响。

  2. 沃尔特Ahlgrim.||#4

    出于好奇,让我们假设一所房子有一个4吨的系统,业主想使用通常在当地商店发现的过滤器,例如20“x25”x1“Filtrete 1500 MERV 11。需要多少过滤器才能有足够的表面积达到0.010 i.w.c.和0.03 i.w.c.?

    沃尔塔

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