This study explores the potential e

This study explores the potential environmental and energy benefits of using activated carbon fiber (ACF) filters for air cleaning in HVAC systems. The parallel aims for the air cleaning system were to enable reduced indoor exposures to volatile organic compounds (VOCs) and to simultaneously allow reduced rates and energy consumption for outdoor air ventilation. We evaluated the use of ACF media to adsorb VOCs from indoor air during repeated simulated 12-h to 24-h periods of occupancy. In a cyclic regeneration process, VOCs were desorbed from the ACF media and vented outdoors to enable the next cycle of air cleaning. The VOC removal efficiency of the ACF media was measured using a 9.5-cm2 ACF specimen exposed to a mixture of VOCs that included toluene, benzene, o-xylene, 1-butanol, limonene, undecane and formaldehyde at 29 °C and 30% relative humidity. The concentrations of these model pollutants upstream of the ACF media were in the range 20–30 ppb, to simulate realistic conditions. Velocities through the ACF media were typical of those in normal particle filter systems (∼0.5 m s−1). Initial tests were conducted to develop a modified multi-component Freundlich isotherm and estimate the maximum adsorption capacity of the media, which was determined to be 90 mg VOC per gram of ACF. Three different ACF regeneration methods were explored using relatively cleaner outdoor air under ambient conditions, with this air humidified, and with the filter heated. It was found that heating the ACF media to ∼150 °C by circulation of a DC current through the fibers for a short period (15 min) yielded the best VOC removal results, allowing for subsequent consistent removal efficiencies of 70–80% for most VOCs. Regeneration with unheated outdoor air was also effective and used less energy (subsequent removal efficiency was 50–60% for most VOCs). ACF did not perform as well in eliminating formaldehyde, for which a maximum removal of 25–30% was achieved with heated regeneration. A mass balance model indicated that the combination of ACF air cleaning and a 50% reduction in ventilation will decrease indoor concentrations of VOCs by 60%–80% and reduce formaldehyde concentrations by 12%–40%. Energy modeling indicated the potential to reduce the energy required for heating and cooling of ventilation air by 35% to almost 50%.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การศึกษานี้สำรวจศักยภาพสิ่งแวดล้อมและพลังงานประโยชน์ของการใช้คาร์บอนไฟเบอร์ (ACF) กรองอากาศทำความสะอาดในระบบ HVAC จุดมุ่งหมายแบบขนานสำหรับอากาศระบบทำความสะอาดได้ลดแสงในร่มกับสารประกอบอินทรีย์ระเหย (VOCs) เปิดใช้งาน และให้ลดราคาและการใช้พลังงานสำหรับระบายอากาศกลางแจ้งพร้อมกัน เราประเมินการใช้สื่อ ACF จะชื้น VOCs จากอากาศภายในอาคารระหว่างจำลองซ้ำ h 12 จะพักระยะเวลา 24 ชม ในกระบวนการฟื้นฟูวงจร VOCs ถูก desorbed จากสื่อ ACF และระบายอากาศแจ้งให้รอบถัดไปของการทำความสะอาดอากาศ ประสิทธิภาพการกำจัด VOC ของ ACF สื่อถูกวัดค่าโดยใช้ ACF 9.5 cm2 ตัวอย่างสัมผัสกับส่วนผสมของ VOCs ที่รวมโทลูอีน เบนซีน โอ พารา 1-บิวทานอ limonene, undecane และฟอร์มาลดีไฮด์ที่ 29 ° C และ 30% ความชื้นสัมพัทธ์ ความเข้มข้นของมลพิษเหล่านี้แบบต้นน้ำของ ACF สื่ออยู่ในช่วง 20 – 30 ppb การจำลองสภาวะเหมือนจริง ความเร็วผ่านสื่อ ACF ได้ทั่วไปในระบบกรองปกติอนุภาค (∼0.5 ม s−1) การทดสอบเริ่มต้นปฏิบัติ isotherm Freundlich หลายส่วนประกอบการแก้ไขพัฒนา และประเมินความจุการดูดซับสูงสุดของสื่อ ซึ่งถูกกำหนดเป็น VOC 90 มิลลิกรัมต่อกรัมของ ACF วิธีฟื้นฟู ACF ต่าง ๆ สามถูกสำรวจโดยใช้อากาศภายใต้สภาพแวดล้อม ค่อนข้างสะอาด ด้วยอากาศนี้ณอุณหภูมิ และ มีตัวกรองความร้อน พบว่าความร้อนสื่อ ACF ∼150 ° C โดยการหมุนเวียนของ DC ปัจจุบันผ่านเส้นใยสำหรับระยะสั้น (15 นาที) ให้ผล VOC กำจัดผล เพื่อให้สามารถกำจัดสอดคล้องตามมามีประสิทธิภาพ 70-80% สำหรับ VOCs ส่วนใหญ่ ฟื้นฟูกับอากาศเย็นนอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพ และใช้พลังงานน้อยกว่า (ประสิทธิภาพกำจัดตามมาเป็น 50 – 60% สำหรับ VOCs ส่วนใหญ่) ACF ไม่ไม่ทำเช่นฟอร์มาลดีไฮด์ ซึ่งการกำจัดสูงสุด 25 – 30% สำเร็จกับอุ่นฟื้นฟูใน แบบจำลองสมดุลมวลระบุว่า การรวมกันของ ACF ทำความสะอาดและการระบายอากาศลด 50% จะลดความเข้มข้นในร่มของ VOCs โดย 60% – 80% และลดความเข้มข้นของฟอร์มาลดีไฮด์โดย 12% – 40% โมเดลพลังงานแสดงศักยภาพในการลดพลังงานที่ต้องการความร้อน และเย็นระบายอากาศ 35% เกือบ 50%

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การศึกษานี้เป็นการศึกษาที่มีศักยภาพผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและพลังงานของการใช้คาร์บอนไฟเบอร์เปิดใช้งาน (ACF) ฟิลเตอร์สำหรับการทำความสะอาดอากาศในระบบ HVAC จุดมุ่งหมายขนานสำหรับระบบทำความสะอาดอากาศจะช่วยให้ความเสี่ยงลดลงไปในร่มสารอินทรีย์ระเหย (VOCs) และจะอนุญาตให้ไปพร้อม ๆ กันอัตราที่ลดลงและการใช้พลังงานสำหรับการระบายอากาศกลางแจ้ง เราประเมินการใช้สื่อ ACF ในการดูดซับสารอินทรีย์ระเหยจากอากาศในร่มในช่วงซ้ำจำลอง 12 ชั่วโมงระยะเวลา 24 ชั่วโมงของการเข้าพัก ในขั้นตอนการฟื้นฟูวงจร VOCs ถูกหลุดออกจากสื่อ ACF และระบายกลางแจ้งเพื่อช่วยให้รอบถัดไปของการทำความสะอาดอากาศ ประสิทธิภาพในการกำจัด VOC ของสื่อ ACF ถูกวัดโดยใช้ 9.5 cm2 ตัวอย่าง ACF สัมผัสกับส่วนผสมของสารอินทรีย์ระเหยที่รวมโทลูอีน, เบนซิน, O-ไซลีน 1 บิวทานอ, limonene, undecane และฟอร์มาล​​ดีไฮด์ที่ 29 ° C และ 30% ญาติ ความชื้น. ความเข้มข้นของสารมลพิษเหล่านี้รุ่นต้นน้ำของสื่อ ACF อยู่ในช่วง 20-30 ppb เพื่อจำลองสภาพจริง ความเร็วผ่านสื่อ ACF เป็นเรื่องปกติของผู้ที่อยู่ในระบบกรองอนุภาคปกติ (~0.5 MS-1) การทดสอบครั้งแรกได้ดำเนินการในการพัฒนาหลายองค์ประกอบ Freundlich ไอโซเทอมการแก้ไขและประเมินความสามารถในการดูดซับสูงสุดของสื่อที่มุ่งมั่นจะเป็น 90 VOC มิลลิกรัมต่อกรัมของ ACF ที่แตกต่างกันสามวิธีการฟื้นฟู ACF ได้สำรวจโดยใช้เครื่องฟอกอากาศค่อนข้างกลางแจ้งภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีอากาศความชื้นและมีตัวกรองความร้อน มันก็พบว่าร้อนสื่อ ACF เพื่อ ~150 ° C โดยการหมุนเวียนของกระแส DC ผ่านเส้นใยในช่วงเวลาสั้น (15 นาที) ให้ผลที่ดีที่สุดผลการกำจัด VOC เพื่อให้ประสิทธิภาพในการกำจัดสอดคล้องตามมาของ 70-80% มากที่สุด สารอินทรีย์ระเหย ฟื้นฟูกับอากาศกลางแจ้งวักก็ยังเป็นที่มีประสิทธิภาพและใช้พลังงานน้อยลง (ประสิทธิภาพในการกำจัดที่ตามมาเป็น 50-60% สำหรับสารอินทรีย์ระเหยมากที่สุด) ACF ไม่ได้ดำเนินการเป็นอย่างดีในการกำจัดฟอร์มาล​​ดีไฮด์ซึ่งกำจัดสูงสุด 25-30% ก็ประสบความสำเร็จกับการฟื้นฟูน้ำอุ่น รูปแบบสมดุลชี้ให้เห็นว่าการรวมกันของการทำความสะอาดอากาศ ACF และลด 50% ในการระบายอากาศจะลดความเข้มข้นของสารอินทรีย์ระเหยในร่ม 60% -80% และลดความเข้มข้นของไฮด์ 12% -40% การสร้างแบบจำลองพลังงานชี้ให้เห็นศักยภาพในการลดพลังงานที่จำเป็นสำหรับการทำความร้อนและการระบายความร้อนของอากาศระบายอากาศ 35% ถึงเกือบ 50%

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การศึกษานี้เป็นการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อมและพลังงาน ประโยชน์ของการใช้คาร์บอนไฟเบอร์ ( ACF ) ตัวกรองอากาศ ทำความสะอาดในระบบ HVAC . มีขนานสำหรับล้างแอร์ระบบจะช่วยให้ลดลงในร่มชมระเหยอินทรีย์ ) และพร้อมกันให้อัตราที่ลดลงและการใช้พลังงานสำหรับสระระบายอากาศ เราประเมินการใช้สื่อเพื่อดูดซับสารอินทรีย์ระเหยง่ายจาก ACF อากาศในระหว่างการ 24-h จำลอง 12-h ซ้ำระยะเวลาของการเข้าพัก ในกระบวนการฟื้นฟูสารเป็นวัฏจักรศึกษาจาก ACF สื่อและระบายกลางแจ้งเพื่อให้รอบต่อไปของอากาศสะอาด ส่วนประสิทธิภาพการกำจัดสารอินทรีย์ของ ACF สื่อถูกวัดโดยใช้ 9.5-cm2 ACF ชิ้นงานสัมผัสกับส่วนผสมของสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่ประกอบด้วยโทลูอีน ไซลีน เบนซิน บิวทานอลลิโมนิน , , , และ 29 ° C อันเดคเคน ฟอร์มาลดีไฮด์ และ 30 % ความชื้นสัมพัทธ์ . ความเข้มข้นของสารมลพิษแบบจำลองเหล่านี้ต้นน้ำของ ACF สื่อในช่วง 20 – 30 ppb เพื่อจำลองสภาพที่เป็นจริง ความเร็วผ่านสื่อโดยทั่วไปของ ACF ในระบบกรองอนุภาคปกติ ( ∼ 0.5 m s − 1 ) การทดสอบเบื้องต้น มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาและประเมินโดยการดูดติดผิวแบบไอโซเทอมการดูดซับสูงสุดความจุของสื่อ ซึ่งถูกกำหนดให้เป็น 90 มิลลิกรัมต่อกรัม สำหรับ ACF . สามวิธีในการสํารวจโดยใช้เครื่องดูดฝุ่น ACF ต่างกันค่อนข้างกลางแจ้งอากาศภายใต้สภาวะที่มีอากาศนี้ humidified และกรองความร้อน พบว่าการให้ความร้อน ACF สื่อ∼ 150 °องศาเซลเซียสโดยการหมุนเวียนของกระแส dc ผ่านเส้นใยสำหรับรอบระยะเวลาสั้น ๆ ( 15 นาที ) ให้ผลดีที่สุดสำหรับการกำจัดผล ให้สอดคล้องต่อการกำจัด 70 – 80 % สำหรับสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่สุด ด้วยอากาศที่ร้อนยังใหม่กลางแจ้งที่มีประสิทธิภาพและใช้พลังงานน้อยกว่า ( ประสิทธิภาพในการกำจัดตามมาคือ 50 – 60 % ของสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่สุด ) ACF ไม่ได้ดำเนินการเป็นอย่างดีในการขจัดฟอร์มาลดีไฮด์ ซึ่งการกำจัดสูงสุด 25 – 30% ได้ด้วยการอุ่น สมดุลมวลแบบจำลองพบว่า การรวมกันของ ACF ทำความสะอาดอากาศและลด 50% ในการระบายจะลดความเข้มข้นของสารอินทรีย์ระเหยง่ายในร่มโดย 60% – 80% และลดปริมาณความเข้มข้น 12 % - 40 % การสร้างแบบจำลองพลังงานแสดงศักยภาพ เพื่อลดพลังงานที่ต้องใช้ความร้อนและความเย็นของอากาศ การระบายอากาศ โดย 35% ถึงเกือบ 50%