风洞示意图。a四个轴流风扇（每个直径 300 毫米）的正面视图。b风洞的侧视图，1：气溶胶光谱仪的位置，2：过滤壁，3：气流整流器，4：灰尘入口的位置，5：风扇的位置。尺寸单位为毫米

风洞中的过滤器变化（侧视图）。a试验1：垂直安装的单个过滤墙。b试验 2：角度为 60° 的单个过滤墙。c试验3：过滤墙之间的距离为 300 毫米的双层过滤墙。

干燥过滤器

本研究使用的干式过滤器专为高粉尘负荷的谷仓而设计，名为 StuffNix（图3）。过滤材料由聚乙烯制成。室内空气通过过滤器的孔，过滤器采用双层壁结构。因此，空气在离开谷仓之前就被清除了灰尘。通过过滤器时，进入的空气会快速改变方向。由于离心力原理，PM 从空气中分离出来并积聚在过滤器的 V 形隔间内。过滤室中收集的PM需要经常清除，可以使用工业吸尘器进行。在这个特定的谷仓中，清洁工作是定期手动进行的。工人佩戴了专门的呼吸防护装置。过滤孔的直径为25毫米，每个4平方米的滤芯上有2184个孔，分布在过滤器的两层上（约547个孔/平方米）。Winkel等人（2015）也精确描述了该过滤器，尽管他们使用的是旧版本的StuffNix。本研究使用了新版StuffNix模型，与旧模型相比，对材料化合物进行了轻微修改，以获得更高的形状稳定性。

结论

本研究的目的是评估不同条件下干式过滤器的测量可能性。

结果表明：

在风洞内部检查中，干式过滤器表现出较高的过滤效率，特别是对于细小的PM10、PM2.5和PM1分别为60%、79%和79%。

更换过滤器组件不会使所研究的调查点得到整体改善。不建议使用不同的组件。

在现场试验中，过滤效率的结果较低，且两次试验（夏季和冬季测量）之间存在差异，但通过重量法采样器测定的 TSP 缓解率总计高达 67%（夏季）和 50%（冬季）。

冬季试验中只有 PM 10的结果与风洞数据一致，其他所有粒径分数的 PM 均未达到实验室条件下获得的结果。

过滤性能较低可能是由于谷仓中干式过滤器的湍流气流和再悬浮，以及应用的测量技术造成的，该技术在鸡舍系统内如此高的 PM 浓度下会遇到极限。

在研究了三次不同的试验后，结果表明，通过改变角度或过滤壁数量来改进原始组装是不可能的。试验 2 和 3 表明，在较高粒径范围内，效率明显较低。试验 3 中的类似结果仅在高风扇性能水平下达到。由于使用两个过滤壁会导致压力下降幅度更大，因此需要更多的电能来确保稳定的性能。这导致更高的电能消耗，从而导致更多的二氧化碳排放量。Eckel 等人（2014 年）) 估计，蛋鸡棚通风系统每年的电能消耗为 1.11 kWh/年/只。在进行当前现场测量的棚子中，两年内通风风扇的耗电量为 1.3 kWh/年/只。这些数字表明，由于使用单面过滤墙，运营成本有所增加。在系统中再安装一面墙将进一步增加用电量，从而增加能源成本以及二氧化碳排放量。