Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi

saldamlı, ismail hakkı; Mutlu, Mustafa; Kilic, Muhsin

doi:10.17341/gazimmfd.951560

Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi

Muhsin KILIÇ, (Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Bursa, Türkiye)

Mustafa MUTLU, (Bursa Uludağ Üniversitesi, Yenişehir İbrahim Orhan Meslek Yüksekokulu, Bursa, Türkiye)

İsmail Hakkı SALDAMLI (Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Bursa, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

5 0

Yıl: 2022 Cilt: 37 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 2077 - 2089 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.951560 İndeks Tarihi: 29-07-2022

Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi

Öz:

Bu çalışmada içinde oturan insan olan bir odanın havasının temizlenmesinde kullanılan taşınabilir hava temizle cihazının performansı incelenmiştir. Cihazın temiz hava besleme menfezinden farklı üfleme açıları ve üfleme debilerinin cihazın temizleme performansına etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda hava yaşı ve temiz hava besleme oranı (CADR) parametreleri sayısal olarak hesaplanmıştır. Oda içerisine rastgele dağıtılan partiküllerin ayrık fazlar modeli (DPM) kullanılarak takibi yapılmış ve kirletici konsantrasyonlarının CADR ve hava yaşı ile olan ilişkisi irdelenmiştir. Cihaz üfleme debisi ile birlikte üfleme açısının da önemli bir parametre olduğu görülmüştür. Bununla birlikte hava yaşı yaklaşımının hava temizleme cihazlarının performansını belirlemede kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Hava temizleme cihazının ortamdaki partiküllerin yarısından çoğunu tuttuğu, geri kalan partiküllerin ise odanın diğer yüzeyleri tarafından tutulduğu bulunmuştur.

Anahtar Kelime: HAD hava temizleyici Temiz hava dağıtım oranı (CADR) hava yaşı hava temizleme cihazı

Numerical investigation of an air cleaning device performance

Öz:

In this study, the performance of a portable air cleaner, which is used to clean the air of a room with a person sitting in it, was investigated. The effects of different blowing angles and flow rates from the air supply vent on the device cleaning performance were investigated. In this context, air age and clean air delivery rate (CADR) parameters were calculated numerically. Randomly distributed particles in the room were tracked using the discrete phase model (DPM) and the relationship of pollutant concentrations with CADR and air age was examined. It has been seen that the blowing angle is an important parameter along with the flow rate. Moreover, it was concluded that the air age approach can be used to determine the performance of air cleaning devices. It has been found that the air cleaning device capture more than half of the particles in the environment, while the remaining particles are captured by other room surfaces.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Klepeis N. E., Nelson W.C., Ott W.R., Robinson J. P., Tsang A. M., Switzer P., Behar J. V., Hern S.C., Engelmann W. H., The National Human Activity Pattern Survey (NHAPS): a resource for assessing exposure to environmental pollutants, J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol., 11 (3), 231–252, 2001.
2. Lika Çekani M., Mankolli H., The relationship between the air pollution elements and environmental microorganisms: Durres, Albania example, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (2), 607-616, 2017.
3. Ardkapan S. R., Afshari A., Bergsøe N. C., and Nielsen P. V., Evaluation of air cleaning technologies existing in the Danish market: Experiments in a duct and in a test room, Indoor Built Environ., 23 (8), 1177–1186, 2014.
4. Cao S.-J. and Meyers J., Fast prediction of indoor pollutant dispersion based on reduced-order ventilation models, Build. Simul., 8 (4), 415–420, 2015.
5. Esen F., Kayıkçı G., Determination of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) in indoor and outdoor air samples in Bursa, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (4), 1531-1541, 2018.
6. Chen Y., Ebenstein A., Greenstone M., and Li H., Evidence on the impact of sustained exposure to air pollution on life expectancy from China’s Huai River policy, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 110 (32), 12936– 12941, 2013.
7. Ertürk M., Calculation amount of carbon dioxide and sulfur dioxide per capita area, per unit area for the heating period: Example of Izmir, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 36 (1), 319-332, 2021.
8. Chen C., Zhao B., Cui W., Dong L., An N., and Ouyang X., The effectiveness of an air cleaner in controlling droplet/aerosol particle dispersion emitted from a patient’s mouth in the indoor environment of dental clinics, J. R. Soc. Interface, 7 (48), 1105–1118, 2010.
9. Şen G., Demirel E., Avcı S., Aladağ Z. Evaluation of effective risk factors in COVID-19 mortality rate with DEMATEL method, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 36 (4), 2151-2166, 2021.
10. EPA, Healthy Buildings, Healthy People, a Vision for the 21st Century; U.S. Environmental Protection Agency: Washington, DC, USA., 2001.
11. Faulkner W. B., Memarzadeh F., Riskowski G., Kalbasi A., and Ching-Zu Chang A., Effects of air exchange rate, particle size and injection place on particle concentrations within a reduced-scale room, Build. Environ., 92, 246–255, 2015.
12. Memarzadeh F. and Xu W., Role of air changes per hour (ACH) in possible transmission of airborne infections, Build. Simul., 5 (1), 15–28, 2012.
13. Chen L., Jin X., Yang L., Du X., and Yang Y., Particle transport characteristics in indoor environment with an air cleaner: The effect of nonuniform particle distributions, Build. Simul., 10 (1), 123–133, 2017.
14. Kang S. Y., Siegel J., and Novoselac A., Effective positioning of portable air cleaning devices in multizone residential buildings, in In proceedings of Indoor Air conference, 17–22 August, 2008.
15. Kuas G., Başkaya Ş., Numerical analysis of air motion ınside a ventilated office room, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 17 (2), 35-52. 2002.
16. Moradi Kashkooli F., Soltani M., Zargar B., Ijaz M. K., Taatizadeh E., and Sattar S. A., Analysis of an indoor air decontamination device inside an aerobiology chamber: a numerical-experimental study, Air Qual. Atmos. Heal., 13 (3), 281–288, 2020.
17. Zhang T., Wang S., Sun G., Xu L., and Takaoka D., Flow impact of an air conditioner to portable air cleaning, Build. Environ., 45 (9), 2047–2056, 2010.
18. Jin X., Yang L., Du X., Yang Y., Particle transport characteristics in indoor environment with an air cleaner, Indoor Built Environ., 25 (6), 987–996, 2016.
19. Küpper M., Asbach C., Schneiderwind U., Finger H., Spiegelhoff D., and Schumacher S., Testing of an indoor air cleaner for particulate pollutants under realistic conditions in an office room, Aerosol Air Qual. Res., 19 (8), 1655–1665, 2019.
20. Nelson P. R., Sears S. B., and Heavner D. L., Application of Methods for Evaluating Air Cleaner Performance, Indoor Environ., 2 (2), 111–117, 1993.
21. AHAM, Method for Measuring the Performance of Portable Household Electric Room Air Cleaners, 2013.
22. ASHRAE, ASHRAE handbook-fundamentals: chapter 27 ventilation and infiltration., 2005.
23. Cao G., Awbi H., Yao R., Fan Y., Sirén K., Kosonen R., Jianshun (Jensen), A review of the performance of different ventilation and airflow distribution systems in buildings, Build. Environ., 73, 171–186, 2014.
24. Sevilgen G., Kılıç M., Numerical analysis of air flow, heat transfer, moisture transport and thermal comfort in a room heated by two-panel radiators, Energy Build., 43 (1), 137–146, 2011.
25. Kılıç M., Sevilgen G., Modelling airflow, heat transfer and moisture transport around a standing human body by computational fluid dynamics, Int. Commun. Heat Mass Transf., 35 (9), 1159–1164, 2008.
26. Sevilgen G., Kılıç M., Transient numerical analysis of airflow and heat transfer in a vehicle cabin during heating period, Int. J. Veh. Des., 52 (1–4), 144–159, 2010.
27. Sevilgen G., Kılıç M., Investigation of transient cooling of an automobile cabin with a virtual manikin under solar radiation, Therm. Sci., 17 (2), 397–406, 2013.
28. Sevilgen G., Kılıç M., Three dimensional numerical analysis of temperature distribution in an automobile cabin, Therm. Sci., 16 (1), 321–326, 2012.
29. Choudhury D., Introduction to the Renormalization Group Method and Turbulance Modelling, Fluent Inc, Tech. Memo. TM 107, 1993.
30. Noh K.-C., Oh M.-D., Variation of clean air delivery rate and effective air cleaning ratio of room air cleaning devices, Build. Environ., 84, 44–49, 2015.
31. Li X., Wang X., Li X., Li Y., Investigation on the relationship between flow pattern and air age, Sixth Int. IBPSA Conf., 423–429, 1999.
32. Mutlu M., Numerical investigation of indoor air quality in a floor heated room with different air change rates, Build. Simul., 13, 1063–1075, 2020.
33. Mutlu M., Particle Concentration Comparison of Radiator and Floor Heating Systems under Zero Air Change Rate Condition, Aerosol Air Qual. Res., 21 (11), 1–15, 2021.
34. Shiue A., Hu S., Tseng C., Kuo E., Liu C., Hou C., Yu T., Verification of air cleaner on-site modeling for PM2.5 and TVOC purification in a full-scale indoor air quality laboratory, Atmos. Pollut. Res., 10 (1), 209–218, 2019.
35. Gunschera J., Markewitz D., Bansen B., Salthammer T., Ding H., Portable photocatalytic air cleaners: efficiencies and by-product generation, Environ. Sci. Pollut. Res., 23 (8), 7482–7493, 2016.
36. Kaynakli O., Kılıç M., Investigation of indoor thermal comfort under transient conditions, Build. Environ., 40 (2), 165–174, 2005.

APA	Kilic M, Mutlu M, saldamlı i (2022). Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. , 2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
Chicago	Kilic Muhsin,Mutlu Mustafa,saldamlı ismail hakkı Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. (2022): 2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
MLA	Kilic Muhsin,Mutlu Mustafa,saldamlı ismail hakkı Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. , 2022, ss.2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
AMA	Kilic M,Mutlu M,saldamlı i Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. . 2022; 2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
Vancouver	Kilic M,Mutlu M,saldamlı i Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. . 2022; 2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
IEEE	Kilic M,Mutlu M,saldamlı i "Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi." , ss.2077 - 2089, 2022. 10.17341/gazimmfd.951560
ISNAD	Kilic, Muhsin vd. "Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi". (2022), 2077-2089. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.951560

APA	Kilic M, Mutlu M, saldamlı i (2022). Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37(4), 2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
Chicago	Kilic Muhsin,Mutlu Mustafa,saldamlı ismail hakkı Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37, no.4 (2022): 2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
MLA	Kilic Muhsin,Mutlu Mustafa,saldamlı ismail hakkı Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.37, no.4, 2022, ss.2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
AMA	Kilic M,Mutlu M,saldamlı i Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2022; 37(4): 2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
Vancouver	Kilic M,Mutlu M,saldamlı i Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2022; 37(4): 2077 - 2089. 10.17341/gazimmfd.951560
IEEE	Kilic M,Mutlu M,saldamlı i "Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37, ss.2077 - 2089, 2022. 10.17341/gazimmfd.951560
ISNAD	Kilic, Muhsin vd. "Hava temizleme cihazının performansının sayısal incelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37/4 (2022), 2077-2089. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.951560