Ефективне вентилювання приміщень з комбінованим очищенням від забруднювачів
DOI:
https://doi.org/10.32347/2409-2606.2024.51.74-89Ключові слова:
фільтр-теплообмінник, НЕРА, ефективність, механічна фільтрація повітря, очищення повітряАнотація
Представлено результати дослідження, спрямованого на розроблення комплексного рішення для створення безпечного повітряного середовища в житлових та офісних приміщеннях. Розроблено алгоритм дій, що передбачає адміністративні та апаратні складові, для забезпечення високої ефективності очищення повітря та енергоефективності. Представлено результати дослідження ефективності моделі "фільтр-теплообмінника", спрямованої на одночасне покращення якості повітря в приміщенні та зниження енергоспоживання. Розроблено та експериментально протестовано пристрій, що забезпечує економію теплової енергії шляхом використання теплообмінника типу "повітря-повітря", де теплопередача відбувається без додаткового нагрівання зовнішнього повітря. Запропоновано нову експериментальну формулу визначення числа Нуссельта для теплообмінників даного типу, що базується на вивченні теплообміну при поперечному обтіканні як окремої труби, так і пучка труб в діапазоні числа Рейнольдса 700<Re<3500. Дослідження підтверджує високу ефективність системи очищення повітря з фільтром HEPA H11 та потребу високої кратності повітрообміну, забезпечуючи мінімальну ефективність очищення повітря до 95% від початкового забруднення. Показано, що збільшення об'єму оброблюваного повітря значно підвищує швидкість очищення, а кожне збільшення кратності повітрообміну на одиницю скорочує час очищення.
Посилання
Tran, H. M., Tsai, F. J., Lee, Y. L., Chang, J. H., Chang, L. T., Chang, T. Y., ... & Chuang, H. C. (2023). The impact of air pollution on respiratory diseases in an era of climate change: A review of the current evidence. Science of the Total Environment, 166340.
Chen, J., & Hoek, G. (2020). Long-term exposure to PM and all-cause and cause-specific mortality: a systematic review and meta-analysis. Environment international, 143, 105974.
Maung, T. Z., Bishop, J. E., Holt, E., Turner, A. M., & Pfrang, C. (2022). Indoor air pollution and the health of vulnerable groups: a systematic review focused on particulate matter (PM), volatile organic compounds (VOCs) and their effects on children and people with pre-existing lung disease. International journal of environmental research and public health, 19(14), 8752.
GB 15982-2012. Hygienic standard for disinfection in hospitals. Beijing, China: General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, 2012.
ANSI/ASHRAE/ASHE Standard 170-2017: Ventilation of Health Care Facilities. Atlanta, USA: American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers, 2017.
HTM 03-01: Specialised ventilation for healthcare premises: part A – design and validation. London: Department of Health/Estates and Facilities Division, 2007.
CEN/TS 16244:2018. Ventilation in hospitals – coherent hierarchic structure and common terms and definitions for a standard related to ventilation in hospitals. Brussels: Comite Europeen de Normalisation, 2018
L. Makarenko, О. Priymak.(2023). Ensuring normal air quality in office premises with the existing ventilation system. Ventilation, Illumination and Heat Gas Supply, 44, 17-22. https://doi.org/10.32347/2409-2606.2023.44.17-22 [in Ukrainian].
L. Makarenko, О. Priymak (2023). Air exchange rate as means of ensure re-quirements to air purity on the basis of high-efficiency filters. Ventilation, Illumination and Heat Gas Supply, 46, 18-27. https://doi.org/10.32347/2409-2606.2023.46.18-27 [in Ukrainian].
Coyle, J. P., Derk, R. C., Lindsley, W. G., Blachere, F. M., Boots, T., Lemons, A. R., ... & Noti, J. D. (2021). Efficacy of ventilation, HEPA air cleaners, universal masking, and physical distancing for reducing exposure to simulated exhaled aerosols in a meeting room. Viruses, 13(12), 2536.
DBN V.2.5-67:2013 "Heating, Ventilation, and Air Conditioning" Minregion of Ukraine [in Ukrainian].
Yang, Z., Zhao, J., Wang, B., Zhuang, R., Li, X., Xiao, H., & Shi, W. (2021). Experimental performance analysis of hybrid air conditioner in cooling season. Building and Environment, 204, 108160.
Sheng, Y., Fang, L., & Sun, Y. (2018). An experimental evaluation on air purification performance of Clean-Air Heat Pump (CAHP) air cleaner. Building and Environment, 127, 69-76.
O’Connor, D., Calautit, J. K., & Hughes, B. R. (2016). A novel design of a desiccant rotary wheel for passive ventilation applications. Applied Energy, 179, 99-109.
Alekseik, Y., & Alekseik, O. (2022). DESIGNS OF HEAT EXCHANGER DEVICES ON TWO-PHASE HEAT TRANSFER ELEMENTS FOR AIR HEAT DISPOSAL IN VENTILATION SYSTEMS: OVERVIEW. KPI Science News, 135(1-2), 11-25. [in Ukrainian].
Schiavon, S., & Melikov, A. (2008). Energy analysis of a personalized ventilation system in a cold climate: influence of the supplied air temperature.
Halvoňová, B., & Melikov, A. K. (2010). Performance of “ductless” personalized ventilation in conjunction with displacement ventilation: Impact of intake height. Building and Environment, 45(4), 996-1005.
Terkildsen, S. (2013). Development of mechanical ventilation system with low energy consumption for renovation of buildings.
Schiavon, S. (2008). Energy saving with personalized ventilation and cooling fan. Thesis PhD
Schiavon, S., Melikov, A. K., & Sekhar, C. (2010). Energy analysis of the personalized ventilation system in hot and humid climates. Energy and buildings, 42(5), 699-707.
Diez Maroto, M. (2011). Filtration efficiency of intermediate ventilation air filters on ultrafine and submicron particles.
Lu, Z., Wei, Z., Li, Q., & Wang, H. (2019). Numerical simulation of dust deposition in the filter tube of adsorption air purifier. Mathematical Problems in Engineering, 2019(1), 9478659.
Alavy Ghahfarrokhy, S. M. (2019). In-situ Measurement of Ventilation and Impacts of Filtration on IEQ and Energy use of Residential Buildings (Doctoral dissertation).
Chan, K. H., Peiris, J. M., Lam, S. Y., Poon, L. L. M., Yuen, K. Y., & Seto, W. H. (2011). The effects of temperature and relative humidity on the viability of the SARS coronavirus. Advances in virology, 2011(1), 734690.
Thomas, D., Pacault, S., Charvet, A., Bardin-Monnier, N., & Appert-Collin, J. C. (2019). Composite fibrous filters for nano-aerosol filtration: Pressure drop and efficiency model. Separation and Purification Technology, 215, 557-564.
Makarenko, L. (2024). An air cleaner model with HEPA 11 filter inserts and a heat exchanger for heating the outside air in the recirculation section. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 3(2), 67-77. https://doi.org/10.46299/j.isjea.20240302.05 [in Ukrainian].
Pryimak, O., & Makarenko, L. Reducing the cleaning time of PM2. 5 pollution to WHO-recommended air quality levels with a recirculation filter unit. DOI: 10.17512/bozpe.2024.13.14
Gorobets V.G., Bohdan Yu.O., & Trokhaniak V.І. Heat-exchange equipment for cogeneration plants: [Monograph].– Кyiv: «PC «Коmprint», 2017. – 198 p . ISBN 978-966-929-674-0 . [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Любов Макаренко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
