實驗室用HVAC系統(tǒng)空氣過濾器設計

摘 要：針對現(xiàn)有技術缺點，本文提出一種實驗室用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。

關鍵詞：HVAC系統(tǒng)；實驗室；暖通空調；空氣過濾

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

1 引言

暖通空調（HVAC）系統(tǒng)通常運行以向建筑物內部空間內的居住者提供最佳的室內空氣質量。HVAC系統(tǒng)通過調節(jié)空氣、以通風和過濾空氣的方式去除顆粒污染物并且提供適當?shù)慕ㄖ锛訅?，來實現(xiàn)最佳的室內空氣質量。而常規(guī)實驗室對環(huán)境要求比較高，如溫度、濕度、空氣潔凈程度、通風狀況等，所以實驗室用HVAC系統(tǒng)的合理設計設置就顯得尤為重要。

2 實驗室用HVAC現(xiàn)狀

實驗室用HVAC系統(tǒng)一般共享幾個基本設計元素。例如，外部空氣（“供應空氣”）通常通過空氣進口被吸入建筑物的HVAC系統(tǒng)內。一旦進入HVAC系統(tǒng)，供應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)在整個建筑物內被循環(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空氣混合，之后被過濾、調節(jié)并在整個建筑物內循環(huán)。在建筑物內循環(huán)的空氣的一部分常?？梢员慌懦龅浇ㄖ锿獠?，以維持建筑物內所需的氣壓。

HVAC系統(tǒng)提供最佳室內空氣質量的效率主要依賴于HVAC系統(tǒng)內空氣過濾器將顆粒污染物從建筑物內空氣中去除的能力[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、霉菌和細菌。但是，常規(guī)HVAC系統(tǒng)空氣過濾器的一個缺點是：能夠去除諸如空氣所帶的分子污染物和揮發(fā)性有機化合物（VOC）的非常小的污染物的高效空氣過濾器往往會限制通過空氣過濾器的空氣流動，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缺點是：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，然后安裝一個新的HVAC系統(tǒng)空氣過濾器。為了提高HVAC系統(tǒng)的空氣流動并因此降低運行成本，HVAC系統(tǒng)空氣過濾器有可能被不必要地丟棄以及更換?？紤]到世界上有數(shù)百萬個具有HVAC系統(tǒng)的建筑物，能夠從垃圾填埋場消除的被丟棄的空氣過濾器的數(shù)量是一個驚人的數(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 設計方案

實驗室用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系統(tǒng)內。

（1）過濾器介質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行處理，以增強空氣流動和對流過過濾器介質的空氣的過濾。過濾器介質包括棉紗布部分，該棉紗布部分包括放置在兩個環(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行處理，以使得包括該過濾器介質的微觀纖維束具有粘性。過濾器介質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。過濾器介質的靜電部分還可以設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纖維的整個圓周的周圍，并配置為與過濾器介質內的極化纖維合作。

（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算的石蠟油，第二部分包括按成分體積計算的聚α烯烴（PAO），第三部分包括按成分體積計算的紅色染料。靜電部分配置為靜電地吸引和凝聚流過建筑物通風系統(tǒng)的空氣內的空氣所帶的分子污染物和揮發(fā)性有機化合物（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。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微米的帶負電荷的微生物和揮發(fā)性有機化合物。過濾器介質包括物質，這些物質配置為釋放芳香劑到通過該過濾器介質的空氣中。這些物質一般位于靜電部分的下游，以避免靜電部分對芳香分子的破壞。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微米的帶負電荷的微生物和揮發(fā)性有機化合物。過濾器介質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系統(tǒng)的空氣中，過濾器介質包括配置為破壞被誘困的顆粒污染物的抗微生物分子，過濾器介質包括至少一種物質，該至少一種物質配置為釋放芳香劑到通過該過濾器介質的空氣中，其中，該至少一種物質位于抗微生物分子的下游，以避免抗微生物分子對芳香分子的破壞。

4 小結

本文介紹一種用于實驗室通風系統(tǒng)的暖通空調（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系統(tǒng)內；以及包括棉紗布部分和靜電部分的復合過濾器介質，靜電部分配置為靜電吸引和凝聚流過建筑物通風系統(tǒng)的空氣內的空氣所帶的分子污染物和揮發(fā)性有機化合物（VOC），節(jié)省投資，運行效果好。

參考文獻：

[1]張小良，沈倩，沈恒根，趙志國.空氣過濾材料過濾性能實驗研究[J].上海應用技術學院學報（自然科學版），2014，14（03）：243-248.

[2]朱天樂.實驗室過濾設備的改進[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。