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建筑科学

设计回滤格栅箱

关键是要有足够的空间来减小压降

一个简单的设计特征可以降低高merv滤波器的压降

我讨厌我没有提前看到事后看起来很明显的东西。我一生中组装了很多东西,包括一栋房子我不能告诉你有多少次我走到最后,然后不得不撤销所有的东西,因为我向后放了一块或者跳过了一步。就像有一次,我在安装我建造的房子的二楼后墙时,发现窗户开在了错误的地方,因为我把结构绝缘板(SIPs)颠倒了。今天的故事与此类似,但没有那么令人沮丧。

高merv过滤器的压降

在过去的两年里,我写了不少关于过滤器的文章,包括如何通过高merv过滤器获得低压降.最近,我写了我是如何将这些原则应用到三个过滤器上的在我家的新管道微型空气处理机里。在那之前,我写过为什么我喜欢MERV-13如果室内空气质量良好,则需要更高的空气质量,因为这种级别的过滤器应该可以捕获至少85%的2.5微米大小的颗粒。

因此,为了能够使用高merv过滤器,你需要保持较低的压降。如果过滤器的限制太大,穿过过滤器的压降就会太高。高压降可以减少你的空气流量或增加你的能源使用,这取决于你的空气处理器有什么类型的鼓风机。(对于好奇的人和极客:固定速度鼓风机与永久分裂电容器电机将减少空气流量,而可变速度鼓风机与电子换向电机将使用更多的能量来保持空气流量。)

为了保持较低的压降,你需要做的第一件事是有很大的过滤面积。至于面积,我主要说的是长乘以宽,面面积。更深的过滤器有更多的织物面积,但这并不总是与较低的压降比例相关。(看到我的关于空气高merv过滤器和空气流动的研究.第二项研究研究了这个问题。)我们在能源先锋的HVAC设计工作中使用的规则是将过滤器的尺寸设置为2平方。每分钟400立方英尺(cfm)的空气通过过滤器的表面面积为英尺.这导致表面速度为每分钟200英尺。

至于我房子里的过滤器,我实际上用了大约3.7平方英尺的空间。每400cfm的地面面积为英尺,地面速度约为每分钟100英尺。当我在6月份写我的压降测量时,我告诉过你我测量的压降为0.08英寸。我希望它能更低一些,但这些数字对于MERV-13过滤器来说已经相当不错了。

不要挤空气

也许你还不知道,约翰·塞梅尔哈克认为小他是世界上对空气流动最了解的人之一。我和他讨论了我的血压下降,想知道为什么比我预期的要高,他指出了一些事后看来我从一开始就应该明白的事情。

滤网格栅回流箱过浅
滤网格栅回箱过浅

上面的照片是6月份的过滤器格栅返回箱,当时我做了最初的测量。过滤器格栅本身大约2.5英寸。深,有2英寸。可以过滤。盒子的顶部覆盖着金属薄板,中间附近有一个管道。这意味着被拉进回风管道的空气更容易通过中间部分,直接进入管道。空气肯定是通过整个过滤器吸进来的,因为当我更换它们时,它们看起来都很脏。但由于过滤器上方空间不足,很大一部分限制了空气流动,并增加了压降。

因此,我在过滤器上方缩小了返回框的大小。你在说什么?”Embiggen是一个完美的词儿。)Semmelhack建议至少6英寸。滤镜上方的空间,所以我增加了三倍多。下面的照片显示了新的回收箱的大小,大约21英寸。滤光片上方的空间。

天花板过滤格栅上方有一个深得多的回收箱
天花板过滤格栅上方有一个深得多的回收箱

我会选6英寸。差不多,但通过缩小这么多,我可以消除过滤盒上方回流管道中的弯头,并将管道直接引入一侧。这是改造前阁楼上的景色:

在改造之前,将管道在过滤格栅箱上方的弯头返回
在改造之前,将管道在过滤格栅箱上方的弯头返回

这是它现在的样子:

改造后的回风管直接进入过滤格栅箱
改造后的回风管直接进入过滤格栅箱

当然,你想知道我的压降是否有变化,是的,有变化。不然我为什么要写这些?三种过滤器(尺寸相同,均为16x25x2,均为MERV-13)的压降均小于0.06 i.w.c.。实际测量值分别为0.0532、0.0573和0.0593 i.w.c.。与我6月份的测量值相比,这些数字分别提高了34%、28%和30%。这是过滤器三个月的累积量。

不过,让我在这里补充一点警告。我把回收箱做得这么大是因为它们在有空调的阁楼里。如果你在一个没有空调的阁楼里做这件事,最好保持管道的表面积较小。由于管道内的空气(甚至是回风)与阁楼空气之间的温差非常高,额外的管道面积会显著增加管道负荷。

我还通过测量打开和关闭的格栅来测量它的效果。结果是格栅上的压降当表面速度很低时也很低。最高的是0.006 i.w.c。

所以,这里的教训是:不要挤空气。看看你的管道设计,看看是否有什么地方气流会受到限制。如果你看到那样的地方,让你的徒弟回到卡车里去。应该就在钢丝担架旁边。

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allison贝尔斯他是乔治亚州亚特兰大的演说家、作家、建筑科学顾问,也是能源先锋的创始人。他也是能源先锋博客.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard图片由作者提供。

18岁的评论

  1. lilingyoung||# 1

    谢谢你,佳佳。我一直在想,拥有这样一个“靴子”是否意味着在整个系统中多了一个肘部。我想在这么低的空气速度下,这没什么关系吧?

    数量级?你的前压降是0.9,后是0.06 ..?

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 3

      李玲,我还没有用新的回风箱测量总外部静压,但我确信它也更低了。

      很抱歉弄错了。我把原始压降的小数点写错了。应该是0.08到0.09 i.w.c.,我现在已经更正了。

  2. jerhullp||#2

    伟大的文章。我刚刚也在领英上看到了这篇文章,我需要看看我家里的系统。我的情况与埃里森之前的照片相似(圆形管道的空间约为3英寸),如果我可以改善我的HVAC系统的工作方式或效率,那么简单的改变,我完全赞成。继续提供优秀的文章和信息!

  3. Jon_R||# 4

    那么以每年减少多少美元的风机运行成本来实现相同的风量效果如何呢?这是我在大多数优化项目中所需要的数字。我猜一下,10美元/年?

  4. PBP1||# 5

    谢谢你的见解。虽然风扇的运行成本可能是感兴趣的,三菱经济特区导管空气处理器是低静电,这可能会引起各种问题。

    我在一个22' x 30'的大房间里解决了分层/投掷问题,由SEZ-KD15提供服务,有两个供应和两个退货。上个月,我用1x12x34的三菱FBL1-2替换了过滤器盒(附带1x12x14和1x12x20,我用Web Lifetime自定义1x12x34替换)。由于滤嘴在FBL1-2中处于一定角度,因此滤嘴面积和截流面积不同,在计算理论FPM时可以考虑这一点。至于性能,它用两个2x5.625x11.75(不是一个角度)取代了一个滤光盒。对于lo/med/hi, SEZ-KD15的CFM为353/441/529。

    在“hi”(529立方厘米)时,其中一个风速源的测量值由每小时360立方厘米增加至每小时409立方厘米(三脚架上的每台风速计)。没有任何过滤器(旧盒子),它是490 FPM。从本质上讲,旧的“hi”是新的“med”,我现在有了一个新的“hi”(带有过滤器的测试有新的、干净的普通MERV评级过滤器)。

    SEZ-KD机组/热泵据称在热交换器处具有更高的空气流量,可以更有效地运行。此外,更大的投掷意味着房间内更有效的热传递,更少的直接“循环”返回。此外,迷你分裂系统在响应温度设置的变化时是“缓慢的”(滞后)。投掷越多,效率越高……帮助提高响应能力(比如当有人抱怨并希望现在更冷/更热的时候)。

    我对SEZ-KD15的安装是特别的,因为KD12和KD9的过滤器盒类似于Bailes博士。幸运的是,这些过滤盒有足够的面积和深度。不如贝尔医生的新过滤盒好,但似乎比他的旧过滤盒好。

    当处理管道微型分离器/热泵系统时,正如你所看到的,低静电,看似“小”的改进可能是实质性的。这些系统需要“系统”思维。在北美西部的冬季,对热泵系统进行小的调整就可以增加舒适性和节约成本(每月节省超过100千瓦时)。而且,如果与PV捆绑在一起,额外的节省也可能是可能的(系统思维)。

    Covid-19对低静态和其他系统也提出了额外的挑战(参见最近关于西澳州合唱团超级传播者事件的文章)https://scholar.colorado.edu/concern/articles/n583xw008).像贝尔斯医生这样的人拥有特殊的知识可以帮助我们恢复正常。像滤镜盒大小这样的小事情是非常重要的。Bailes博士是否有兴趣提供这篇文章的评论;-)

    1. 用户- 7061227||# 8

      你好,
      什么是web生命周期自定义过滤器?
      我的Mistubishi导管迷你分离器在空气处理器上安装了一个额外的4英寸过滤器,与单元附带的1'过滤器相同大小。在使用MERV 13过滤器(回到传统系统)的几次可怕的电费账单之后,我换成了4英寸厚的MERV 8,电费大幅下降。我还停止将夜间温度降低超过一度,并将风扇速度设置为高。对结果感到满意。我认为安装人员应该为额外的过滤器制作一个更大的盒子,但他没有这样做。我不知道FBL 1-2…除了室内空气质量明显改善之外,还有其他原因吗?还有,为什么三菱的产品没有内置更好的过滤器呢?谢谢。
      一个

      1. PBP1||# 9

        不幸的是,web lifetime停止了自定义大小的过滤器(MERV 8可洗),他们确实出售一个过滤器,在大小上是可调的,但你可能需要两个,必须削减超出预先设定的可调尺寸。

        我的三菱设备配备了薄窗纱类型的过滤器(8英寸厚或更少),这是为了保护鼓风机免受颗粒的侵害(好主意)。我不确定是谁认为“保护性过滤器”应该变成“室内空气质量”过滤器。对我来说,最好还是分开。如果你想要室内空气质量,那就买个空气净化器。

        SEZ 15单元的入口尺寸小于8“x 36”,任何过滤器的面积都将远远低于2平方英尺。FBL 1-2,你得到大约2.8平方英尺的面积(在一个角度)。我使用的是1”MERV 8的网络寿命(约为1英寸)。12英寸x 34英寸)。我无法想象使用一个面积不到2平方英尺的4英寸厚的过滤器。对于低静态(水中0.2)的SEZ单元来说,电阻太高了。你的故事/数据证明过滤器对低静电空气处理机很重要。

        我的另外两个经济特区单元(12和9)有适合大型过滤器的预制盒子-没有角度(16英寸x 24英寸)。

        同样,对于室内空气质量,我有其他带有室内空气质量(颗粒物)传感器的设备。这些装置根据它们预定的用途自动开关。HVAC有一个预期的目的-移动加热(或冷却)空气-它们根据温度而不是室内空气质量关闭/打开或以其他方式调节。那么,为什么把室内空气质量的责任放在暖通空调上呢?因为有人可以把它卖给你,以增加利润,同时还可以提供一次性过滤器——这增加了能源使用,降低了暖通空调系统的性能。

  5. BirchwoodBill||# 6

    非常老派。这就是我父亲…一个机械工程师。早在1986年,当他为我的房子做暖通空调设计时,我就推荐过他。我是那个在椽子上为空调安装通风口的人。我们唯一做过的改变是在隔绝了阁楼之后缩小了空气处理器的尺寸。

  6. charles3||# 7

    2”过滤器和过滤格栅的来源是什么?

  7. hughw||# 10

    我一直在购买定制尺寸的滤镜https://www.airfiltersdelivered.com

  8. edubin||# 11

    好文章!我注意到过滤器周围有油漆工用的胶带。我们是不是每次换滤镜都要用胶带封住边缘?此外,理想情况下,与壳体的内部尺寸相比,准确的过滤器测量值应该小多少?我现在的滤镜几乎和盒子的开口一样大,而且几乎不可能在不变形的情况下把盒子放进去。我计划今后订购定制尺寸的过滤器……我应该使用什么容忍度?

  9. gradyclouse||# 12

    艾莉森:谢谢你的文章!我不得不“去biggen”(降低高度)天花板上30英寸x 24英寸的回收箱,它过渡到一个20英寸的柔性绝缘圆形风管。我这样做是为了让20英寸的管道更好地清除上面爬行空间中的屋顶托梁,并使90英寸的弯曲不那么受约束(当时似乎是个好主意)。在任何情况下,我现在有7英寸的高度之间完成天花板和返回盒顶部的20”圆过渡发生(见图)。我想将滤镜深度从1”增加到2”甚至4”,但后者会违反滤镜后面的6”明确规则。有什么关于如何权衡的想法吗?我真的无法精确测量压降(或者根本无法测量)。谢谢!

    1. 用户- 5946022||# 13

      追随者。对这个问题的答案很感兴趣。

      我有9.5英寸,其中1英寸目前被我的过滤器占用,剩下8.5英寸。所以即使我换成2英寸的滤镜,后面也会有7.5英寸的滤镜。如果6英寸是最小值,似乎我的系统可能是2英寸滤波器的好候选人。

  10. mikeCart||# 14

    谁能告诉我哪一个回风格栅可以接受更深的过滤器?我就是不明白你为什么找不到四英寸深的。我讨厌这些1英寸的滤镜。

    1. kyle_r||# 18

      这是一家你可以联系的制造商。https://www.dayus.com/darh-fg4-return-blade-filter-grille-aluminum-4

  11. DennisWood||# 16

    我刚刚订购并测试了其中一个内联盒子,它确实需要更多的空间,但这样做的方式对流程非常好。我的测量值大约是。05"(电子邮件保护)CFM。这是使用额定值为MERV 13的14x14x4”滤波器。忽略屏蔽胶带…它只是用来模拟系统在最终安装位置的包装:-)

    空气进入和离开盒子的方式是理想的空气流动。他们也有一个HEPA版本,这是更贵的,但看起来做更好的工作,在密封周围的过滤器在盒子里。

    CFB-6从https://www.hvacquick.com/products/residential/Filter-Boxes/Inline-Filter-Boxes/HVACQuick-CFB-Series-MERV-13-Inline-Filter-Boxes

    1. mikeCart||# 17

      这很好,我想到了。问题是要从天窗到阁楼去换过滤器。对于60岁以上的人来说,这是分手。

      我只是不敢相信这是一个如此独特的要求。我得把它画出来,然后伪造出来。我没有刹车。

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