CN102489348A

CN102489348A - 一种用于空气净化产品净化效果监测的环境试验舱

Info

Publication number: CN102489348A
Application number: CN2011103595551A
Authority: CN
Inventors: 彭天右; 肖江蓉; 陈有武; 周胜银; 胡俊; 田焜; 姚鹏; 曾鹏
Original assignee: HUBEI PRODUCT QUALITY SUPERVISION TESTING RESEARCH INSTITUTE; Wuhan University WHU
Current assignee: HUBEI PRODUCT QUALITY SUPERVISION TESTING RESEARCH INSTITUTE; Wuhan University WHU
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明公开了一种用于空气净化产品净化效果监测的环境试验舱，包括密封箱体、进/采样系统、温/湿度控制系统、光源控制系统、风道内循环与空气流速控制系统、空气交换系统和控制面板，本发明环境试验舱通过密封箱体形成一个与外界环境独立的环境复合腔，并通过进/采样系统、温/湿度控制系统、光源控制系统、风道内循环与空气流速控制系统、空气交换系统实现环境舱内各环境参数的可调控，从而可以模拟出不同的环境条件。本发明能提供具有良好稳定性和均匀性的试验环境、且能全面模拟空气净化的实际工作环境，可用于空气净化产品净化效果的监测，也适用于基于光催化的纳米净化产品净化效果的监测。

Description

一种用于空气净化产品净化效果监测的环境试验舱

技术领域

本发明涉及一种环境试验舱，尤其涉及一种用于空气净化产品净化效果监测的环境试验舱。

背景技术

随着居室装修档次的提高，以及油漆、高档石材和家具等的广泛采用，导致室内化学污染物种类繁多，使人体产生一系列问题。环境监测报告表明，室内空气化学污染物主要有：甲醛、氡、氨、苯系物及挥发性有机物(TVOC)等，如果长期处于高浓度甲醛的环境里，患肺癌和肝癌几率将大幅度提高；苯能破坏人的血液循环系统从而引发白血病。由此可见，室内空气质量将会直接影响人们的生理健康、心理健康和舒适感。近些年来，随着人们逐渐认识到室内空气污染的危害严重性，室内空气污染治理行业也应运而生。

目前，室内空气污染治理产品基本上可分为试剂类和空气净化器两类。试剂类主要是能与甲醛、氨、苯系物、TVOC反应的物质或能使TVOC发生反应的物质，能使TVOC发生反应的物质一般包括氧化剂、氨的衍生物和具有次甲基活泼氢的化合物等，如硼酸钠、次氯酸、尿素、氨基尿和丙二酸二甲酯、乙酰乙酸酯等；同时能使TVOC发生反应的物质也包括采用纳米半导体材料(如TiO₂、SnO₂、ZnO、CdS、WO₃等)的光催化技术。空气净化器是对一种或多种空气污染治理技术的综合应用，通过机械装置被动抽气，使空气循环往复经过净化器，达到净化空气目的。近年来，在原有空气净化器基础上，已融入了采用纳米材料研制出的高效催化剂。

目前，室内空气污染治理产品已有较大的发展，市场上的空气净化产品名目繁多。但到目前为止，没有一个标准的测定体系来规范市场上的纳米空气净化产品，而目前常用的环境试验舱不足以对市场上的纳米空气净化产品进行有效的、规范化的检验，其存在下述技术缺陷：1、目前的环境试验舱没有舱内空气交换或内循环装置，不能提供稳定的、且符合实际使用情况的试验环境条件，从而影响被检测商品数据的可靠性、真实性；2、目前的环境试验舱不能提供光照测试条件，从而无法对纳米材料及其产品(如纳米粉体、纳米光催化油漆/涂层、纳米复合模、甲醛清除剂、苯及苯系物清除剂等)的净化效果进行检测。3、目前的环境试验舱外的采样口太少，导致所得数据的可靠性太低，不能客观地反映出试验舱内的真实情况。4、现有的环境试验舱均是模拟单一或少数环境参数，并不能完全模拟纳米产品(器件)的工作环境，影响了环境试验的效果和精度。由此可见，廉价、高效、以及测试环境、测试目标污染物可控可调的多功能环境试验舱对于纳米材料及其产品的净化效果的检验，以及规范产品性能与市场具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种能提供良好稳定性和均匀性的试验环境、且能全面模拟空气净化实际工作环境的多功能环境试验舱。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于空气净化产品净化效果监测的环境试验舱，包括密封箱体、进/采样系统、温/湿度控制系统、光源控制系统、风道内循环与空气流速控制系统、空气交换系统、控制面板，其中，

密封箱体内腔通过隔板分割成环境舱和机电舱，环境舱前墙体上留门，步入方式，环境舱内设置有升降式试验台、顶部开设有泄压孔、外壁设置有密封插座；

进/采样系统包括1个进样口、5个采样口和挥发装置，进样口开设在环境舱顶部一侧、并采用硅橡胶密封，环境舱同侧壁上开设有1个管阀结构的采样口，另一侧壁上不同位置开设有3个采用硅橡胶密封的采样口和1个管阀结构的采样口，挥发装置设置于环境舱内壁上、且位于进样口下方；

温/湿度控制系统包括温/湿度一体传感器、热交换装置、电加热器、电加湿器、压缩机组和温/湿度控制器，温/湿度一体传感器、热交换装置、电加热器、电加湿器、压缩机组均与温/湿度控制器连接，温/湿度一体传感器安装于环境舱内壁上，热交换装置置于环境舱内，电加热器、电加湿器和压缩机组均置于机电舱内；

光源控制系统包括相互连接的灯管组件和光源控制器，灯管组件安装于环境舱内顶部；

风道内循环与空气流速控制系统包括风扇叶片、变频电机和空气流速控制器，风扇叶片安装于环境舱后内壁上，变频电机置于机电舱内；风扇叶片、变频电机、空气流速控制器依次相连；

空气交换系统包括进气口、出气口、空气滤清器和主动抽风装置，进气口开设于环境舱侧壁、并与设置在环境舱外的空气滤清器以管阀结构连接，出气口开设于环境舱顶部、并与设置在环境舱顶部外的主动抽风装置以管阀结构连接；

控制面板设置于环境舱外壁，分别与温/湿度控制器、空气流速控制器、光源控制器连接，温/湿度控制器、空气流速控制器、光源控制器均设置在环境舱外。

上述密封箱体由库板以卡扣方式连接构成，各库板之间采用聚四氟乙烯条和硅酮密封胶密封，所述的库板外侧为喷塑A3钢板，内侧为SU304不锈钢镜面光板，中间为保温材料层。

上述灯管组件由4只紫外灯和4只荧光灯或卤钨灯相间排放构成，相连灯管的间距为2-3cm。

上述挥发装置为鼓风器。

上述主动抽风装置为排风扇。

本发明环境试验舱通过密闭、保温、保湿的箱体形成一个与外界环境独立的环境复合腔，并通过进/采样系统、温/湿度控制系统、光源控制系统、风道内循环与空气流速控制系统、空气交换系统等将温度、湿度、空气流速、光照、污染物浓度等多个环境因素复合于环境腔体内，并通过控制器来实现各环境参数的可调控，从而可以模拟出不同的环境条件。本发明可用于空气净化产品的净化效果的监测，也适用于基于光催化的纳米净化试剂类产品和空气净化器的净化效果的监测。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、本发明能模拟多种环境参数，且能通过对多种环境参数调控，从而全面模拟出空气净化器的实际工作环境，可实现在不同环境条件下、不同种类空气净化器对不同类别挥发性空气污染物的净化效果的评价和测试；

2、本发明通过空气流速控制系统和风道内循环控制系统来获得稳定性和均匀性良好的试验环境，更接近空气净化前的实际工作环境，大大提高了测试数据的可靠性和精度；

3、本发明通过光源控制系统提供测试光照条件，因此适用于基于光催化的纳米类空气净化产品净化效果的监测；

4、本发明设置了多个采样口，监测数据更能客观的反映实际情况；另外，本发明可同时采用注射器采样和循环空气采样，采样方式灵活。

附图说明

图1为本发明环境试验舱的一种具体实施的结构示意图，其中，1-密封箱体，2-进气口，3-压缩机组，4-变频电机，5-电加热器，6-电加湿器，7-空气滤清器，8-升降式试验台，9-灯管组件，10-风扇叶片，12-进样口，13、14、15-采样口，16-泄压孔，17-采样口，18-密封插座，19-控制面板，20-采样口，21-出气口，22-温/湿度一体传感器，23-热交换装置；

图2为本发明环境试验舱的一种具体实施的外观示意图；

图3为本发明环境试验舱中灯管组件的一种具体实施的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍：

如图1所示，本发明的环境试验舱包括密封箱体1、进/采样系统、温/湿度控制系统、光源控制系统、风道内循环与空气流速控制系统、空气交换系统。

密封箱体1是采用库板以卡扣方式连接而成的长方体型箱体，密封箱体1的内腔通过隔板分割成环境舱和机电舱，如图2所示，环境舱用来模拟空气净化器的实际工作环境，机电舱用来放置机电设备。环境舱的前墙体上留门，步入方式，门上设置有玻璃窗口，便于操作者观察环境舱内的情况，环境舱前墙外壁还设置有控制面板19，环境舱内设置有用来放置待测产品的升降式试验台8、顶部开设有泄压孔16、外壁设置有密封插座18，密封插座18用于风扇叶片10、灯管组件9、待检测的空气净化器等的电气接入。本具体实施中，各库板之间采用聚四氟乙烯条和硅酮密封胶密封，所用库板外侧为喷塑A3钢板，内侧为SU304不锈钢镜面光板，中间为保温材料层。环境舱的内腔形成与外界独立的环境复合腔，分隔环境舱和机电舱的隔板可以活动，因此可通过调节隔板的位置来调节环境舱体积，本具体实施中环境舱体积可在3-30m³范围内调节；为确保安全，环境舱顶部的泄压孔16可限压1.3atm；升降式试验台8台面尺寸为0.5m×0.5m，能上下升降0.5m，承重不少于10Kg。

进/采样系统包括1个进样口、5个采样口和挥发装置。进样口12开设于环境舱顶部右侧，并采用硅橡胶密封，挥发性污染物通过进样口12放入环境舱内，具体实验中一般采用注射器通过进样口12将挥发性污染物注入环境舱；采样口包括开设于环境舱左侧壁不同位置的、采用硅胶密封的采样口13、14、15，开设于环境舱左侧壁的管阀结构的采样口20，和开设于环境舱右侧壁的管阀结果的采样口17，本具体实施中，采样口13、14、15、20位于环境舱左侧壁的正中线的不同高度位置，采样口17位于环境舱右侧壁的正中线，各采样口的高度位置如图1所示。在采样口13、14、15处可采用注射器采样，便于实现取样的代表性，采样口17在采样口17、20采用循环空气采样，所述的循环空气采样是通过管道连接采样口17和20，一边保持整个环境舱的气体循环，一边采样；为了确保数据的准确性，所以在具体监测过程中，5个采样口均需进行采样。挥发装置11即为一个鼓风器，设置于环境舱内壁的上部、且位于进样口12的下方，用来实现添加的各种挥发性污染物的浓度控制。本发明环境试验舱在工作状态时，所有的进样口、采样口均关闭。

温/湿度控制系统包括温/湿度一体传感器22、热交换装置23、电加热器5、电加湿器6、压缩机组3和温/湿度控制器，温/湿度一体传感器22、热交换装置23、电加热器5、电加湿器6和压缩机组3均与温/湿度控制器连接，如图1所示，温/湿度一体传感器22设置于环境舱右侧内壁上，用来感应环境舱内的温度和湿度，热交换装置23放置于环境舱后部，用来使环境舱内的温度更加均匀，电加热器5、电加湿器6、压缩机组3均置于机电舱内，电加热器5用来使环境舱内温度升高，电加湿器6用来控制环境舱内的湿度，压缩机组3用来使环境舱内温度降低。操作者只需要从控制面板上输入温度和湿度，温/湿度控制器即根据温/湿度一体传感器22感应到的温度和湿度，通过控制电加热器5、电加湿器6和压缩机组3，从而使得环境舱腔内温度和湿度达到输入值，从而实现环境舱内温度和湿度的调控。

光源控制系统包括相互连接的灯管组件9和光源控制器，灯管组件9安装于环境舱内顶部，光源控制系统通过光源控制器控制灯管组件9的光照参数，来实现环境舱内光强与光谱的调控。操作者通过控制面板19输入所需光强和光谱，控制面板19将输入信息传送给光源控制器，光源控制器通过调节不同灯管的开灭，来得到所需的光强和光谱。本具体实施中的灯管组件9采用4只紫外灯和4只荧光灯相间排放构成，如图3所示，相连紫光灯和荧光灯间距为2-3cm，荧光灯也可以由卤钨灯替换，紫外灯和荧光灯(或卤钨灯)分别由两组开关控制，每组开关能控制单个灯的开灭，开关由环境舱外的控制面板来控制。

风道内循环与空气流速控制系统包括风扇叶片10、变频电机4和空气流速控制器，风扇叶片10安装于环境舱后侧内壁上，变频电机4置于机电舱内，风扇叶片10、变频电机4、空气流速控制器依次相连。空气流速控制器通过变频电机4的频率来调节风扇叶片10的风速，当风扇叶片10达到所需的风速时，则稳定在所需的风速。本系统可以实现风道内循环和空气流速控制两个功能。操作者可通过控制面板19输入所需空气流速，控制面板19将流速信息传送给空气流速控制器，空气流速控制器根据输入的流速控制变频电机4，控制风扇叶片10的转速，从而实现环境舱内空气流速的控制。当环境舱内各项环境参数达到预定值后，关闭进、出气口，通过进/采样系统中的进样口向环境舱内添加挥发性污染物，空气流速控制器通过变频电机4调节风扇叶片10的风速，形成气压场，实现被加湿、加热或致冷的空气在环境舱内的循环，使腔内各点的温度、湿度、污染物浓度、空气流速均匀、差别小，从而实现风道内循环。

空气交换系统包括进气口2、出气口21、空气滤清器7、主动抽风装置，进气口2开设于环境舱右侧壁、并与设置在环境舱外的空气滤清器7以管阀结构连接，出气口21开设于环境舱顶部、并与设置在环境舱顶部外的主动抽风装置以管阀结构连接，本具体实施中主动抽风装置为排风扇，设置在出气口21处。当本发明环境舱处于工作状态时，进气口2、出气口21为关闭状态，整个环境舱处于封闭状态。当需要将对环境舱内的气体进行去除时，打开进气口2和出气口21，开启空气滤清器7和主动抽风装置，外部的空气通过进气口2引入环境舱内，环境舱内的空气通过出气口21进入大气，从而实现环境舱内空气的置换和清洗。

控制面板19设置于环境舱外壁，分别与温/湿度控制器、空气流速控制器、光源控制器连接，温/湿度控制器、空气流速控制器、光源控制器均设置在环境舱外，操作者可通过控制面板19来控制温/湿度控制器、空气流速控制器、光源控制器，从而实现对环境舱内环境参数的调控。

下面将说明本发明环境试验舱的工作过程：

首先，将待测产品置于环境舱内的升降式试验台上，将各项所需的环境参数通过控制面板输入，输入的环境参数包括温度、相对湿度、空气流速、光强和光谱，控制面板将输入信息分别传递给温/湿度控制器、空气流速控制器和光源控制器，各控制器通过控制温/湿度控制系统、光源控制系统、风道内循环与空气流速控制系统使得环境舱内的环境参数达到预设值；然后，关闭进气口和出气口，通过进/采样系统中的进样口向环境舱内添加挥发性污染物，并通过挥发装置来控制环境舱内挥发性污染物的浓度；接着，通过空气流速控制器控制变频电机来调节风扇叶片风速，形成气压场，实现被加湿、加热或致冷的空气在环境舱内的循环，使腔内各点的温度、湿度、污染物浓度、空气流速均匀；最后，对待测产品的净化效果进行监测。当监测完毕，需要对环境舱内的气体进行去除时，打开进气口和出气口，开启空气滤清器和主动抽风装置，从而可实现环境舱内空气的置换和清洗。

本发明环境舱内各环境参数可在下述调控范围内设定：温度10-60℃，相对湿度：20-70％，空气流速：0.1-0.8m/s。监测空气净化器净化效果的环境条件可设定为：温度21±2.5℃，相对湿度40±5％，舱的密闭性要求泄露≤0.05m³/h，清洁空气交换率1/h±5％，误差范围：温度±0.1℃℃，湿度±1％，空气交换率±3％，空气流速±0.05m/s。

Claims

1.一种用于空气净化产品净化效果监测的环境试验舱，其特征在于：

包括密封箱体、进/采样系统、温/湿度控制系统、光源控制系统、风道内循环与空气流速控制系统、空气交换系统、控制面板，其中，

2.根据权利要求1所述的用于空气净化器监测的环境试验舱，其特征在于：

所述的密封箱体由库板以卡扣方式连接构成，各库板之间采用聚四氟乙烯条和硅酮密封胶密封，所述的库板外侧为喷塑A3钢板，内侧为SU304不锈钢镜面光板，中间为保温材料层。

3.根据权利要求1所述的用于空气净化器监测的环境试验舱，其特征在在于：

所述的灯管组件由4只紫外灯和4只荧光灯或卤钨灯相间排放构成，相连灯管的间距为2-3cm。

4.根据权利要求1所述的用于空气净化器监测的环境试验舱，其特征在于：

所述的挥发装置为鼓风器。

5.根据权利要求1所述的用于空气净化器监测的环境试验舱，其特征在于：

所述的主动抽风装置为排风扇。