CN103712718B - 现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于暖通空调工程热工测试技术领域，具体涉及一种用于现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置，整个装置包括风速传感器，温湿度传感器，可升降的固定支架和数据分析仪。其中风速传感器用于新风、排风风量检测；温湿度传感器用于现场空调系统排风热回收装置新风、排风温湿度参数检测；可升降的固定支架用于传感器的固定，防止人为因素晃动；数据分析仪用于采集传感器测试数据并自动进行分析计算得到排风热回收装置的热交换效率值。与现有的用于现场排风热回收装置热交换效率检测装置相比，本发明装置具有自动分析计算并即时显示热交换效率的优点，并且检测后处理工作量小，测试结果稳定，可方便用于排风热回收装置热交换效率的现场检测工作。

Description

现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置

技术领域

本发明涉及一种现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置，属于暖通空调工程热工测量技术领域。

背景技术

当前，绿色建筑作为建筑领域节能减排的重要举措，正在我国大力发展。“十二五”期间，我国将要实现绿色建筑建设面积10平方米的目标。

绿色建筑核心为“四节一环保”，其中节能是其中一块重要内容。空调系统能耗在建筑总能耗中的占比较大，因此进行空调系统节能对于实现建筑整体节能具有重要意义。当前排风热回收装置作为一种常用空调排风能量回收技术在绿色建筑的空调系统中广泛应用，其效果究竟如何，是否达到了当初的设计目标，需要进行现场检测才能判定。

热交换效率是评价排风热回收装置热回收效果优劣的重要指标。在现场快速准确测定排风热回收装置热交换效率有助于科学评价排风热回收装置热回收效果是否达到设计要求，从而为今后正确设计和改进这项技术提供重要参考依据。

目前国内对于排风热回收装置热交换效率的现场测量，一般采用手持分体式检测设备，即依据排风热回收装置热交换效率需要测定的具体参数（如温度交换效率需要测定新风和排风风量，新风进风温度，新风出风温度以及排风进风温度），逐一完成各个检测参数的测试工作。如风量测量一般采用风管法进行测试，新风和排风的温、湿度检测一般由3个独立的带2次显示功能的温、湿度仪表分别进行测量，然后将采集的数据带回实验室进行人工计算处理得到热交换效率结果。

采用手持式设备存在人为因素干扰情况，测点位置易偏移，测试数据存在不一致性，影响测试结果；3个测点的温湿度检测工作一般需由3个人来同时进行测试，投入的人力多；尤其重要的是测试数据需要带回试验室由检测人员进行再处理才能得到热交换效率结果，后处理工作量大。

发明内容

本发明基于分体式检测设备检测数据不能统一集中采集和自动分析计算的缺点，结合可升降的三角固定支架的固定功能，提供了一种检测数据自动采集分析计算并即时得到检测结果，适用于排风热回收装置热交换效率现场检测的装置。

本发明提出的一种现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置，由风速传感器1、温、湿度传感器2、可升降的固定支架3和数据分析仪4组成；其中：所述风速传感器1用于测试风管中风的风速，风速传感器1的探头端置于测试风管的测点位置，通过数据传输线连接在数据分析仪4上；温、湿度传感器2用于测试风管中风的温湿度，温、湿度传感器2的探头端置于测试风管的测点位置，通过数据传输线连接在数据分析仪4上；风速传感器1和温、湿度传感器2均固定于可升降的固定支架3上；数据分析仪4基于ARM设计，功能包括数据采集、数据存储、计算分析、数据显示和数据导出，由ARM核心控制模块7、输入输出模块6和电源电路5组成，电源电路5分别连接ARM核心控制模块7和输入输出模块6；ARM核心控制模块由LCD显示屏8、ARM处理器9、键盘10、FlashROM存储器11和SDRAM存储器12组成，ARM处理器9分别与FlashROM存储器11和SDRAM存储器12进行双向连接，ARM处理器9的输入端连接键盘10，输出端连接LCD显示屏；输入输出模块由8路IO输入14和USB接口13组成，主要功能包括数据采集、数据存储、计算分析、数据显示和数据导出，ARM处理器9通过IO输入14采集风速传感器1和温、湿度传感器2的数据，经过计算分析后存储于FlashROM存储器11和SDRAM存储器12中，并将结果显示于LCD显示屏8；ARM处理器9通过USB接口13将数据导出；所述数据分析仪4的数据采集模式有“风速”、“风温”以及“自由”模式，其中“风速”模式的数据采集频率为1s/次~30s/次，采集时间总时长为1min~5min，“风温”模式的数据采集频率为1s/次~30s/次，采集时间总时长为1h~2h，“自由”模式的数据采集频率为1s/次~30s/次，采集时间总时长为1h~10h。

本发明中，所述风速传感器1为热球式风速传感器。

本发明中，所述温、湿度传感器探头2中的温度传感器为PT1000热电阻温度探头，湿度传感器为金属氧化物陶瓷湿敏电阻探头。

本发明中，所述可升降三角固定支架3由支撑杆、伸缩杆以及固定螺杆依次连接组成，风速传感器1和温、湿度传感器2固定于固定螺杆上。

本发明中，所述数据分析仪4的数据分析器具有自动计算风管截面面积、风管风量、空气焓值、温度交换效率、焓交换效率的功能。

本发明中，所述数据分析仪4的LCD显示屏，包括显示区域和输入区域，显示区域上设有“截面尺寸”，“风量”，“温湿度”，“采集模式”，“温度交换效率”，“焓交换效率”。输入区域上设有0~9的数字键以及“OK”、“开始”、“计算”按钮。

本装置可实现现场即时检测排风热回收装置热交换效率，包括温度交换效率和焓交换效率，其中温度交换效率检测过程如下：

Ⅰ、温度交换效率检测过程

1）选定待测的新风管和排风管，测量新风管和排风管截面尺寸，输入并保存到本装置中的数据分析仪中，并同时在显示面板中显示；

2）选定新风管和排风管风量测点区域，用本装置中的风速传感器测量新风管和排风管的风速，布置风速传感器，设定测点数量，选择“风速模式”，点击“开始”按钮，测点所采集的数据自动传输并存储到本装置中的数据分析仪中并自动进行加权平均，数据分析仪将自动依据所有测点风速，风管截面面积计算得出新风管风量，存储在数据分析仪中并显示在LCD显示屏中；排风管风量测试过程同新风管测试过程，所测试排风量数值存储在数据分析仪中并同时显示在LCD显示屏中；

3）选定新风管和排风管温度测点区域，将本装置中的温度探头布置在测点区域，并用本装置中的可升降固定支架进行固定，选择“风温模式”模式点击“开始”按钮，所采集的温度数据自动传输并存储到本装置中的数据分析仪中，温度数值将实时显示在LCD显示屏中；

4）数据采集完成后，数据采集过程自动结束，点击LCD显示屏下方的“计算”按钮，本装置自动分析计算，得到温度交换效率，结果显示在LCD显示屏中。

II、焓交换效率检测过程如下：

1）风管截面尺寸检测过程同以上所述的温度交换效率中的检测过程1）

2）风量检测过程同以上所述的温度交换效率中的检测过程2）

3）选定新风管和排风管温湿度测点区域，将本装置中的温湿度探头布置在测点区域，并用本装置中的可升降固定支架进行固定，选择“风温模式”模式点击“开始”按钮，所采集的温湿度数据自动传输并存储到本装置中的数据分析仪中，并自动计算此状态参数下的焓值，并实时显示在LCD显示屏中；

4）数据采集完成后，数据采集过程自动结束，点击显示屏下方的“计算”按

钮，本装置自动分析计算，得到焓交换效率，结果显示在LCD显示屏中。

与已有检测装置相比，本发明的有益效果体现在:

本装置基于目前排风热回收装置热交换效率的现场测试采用分体式检测设备，检测数据不能统一集中采集和自动分析计算的缺点，创新的采用数据现场采集，自动分析计算及结果即时显示的形式，大大降低了现场检测工作量，提升了检测工作效率。

本装置中所有的数据采集模式及自动分析计算过程都可灵活选择，自由设定，保证热交换效率检测过程的规范化。

本装置中的测试用传感器均可通过可升降的固定支架进行固定，克服了现有检测装置未配置固定装置的缺点，有效确保传感器位置的稳定性，降低了传感器测试过程中人为晃动的可能性，提高了测点测试数据的一致性。

本装置各组成部分拆装方便，所有设备可放置在一个自制工具箱内，现场携带方便。

附图说明

图1为数据分析仪系统原理图。

图2为本发明提供的现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置系统图。

图3~图6分别为本发明提供的现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置中数据分析仪的LCD显示屏显示内容示意图，其中图3为点击“截面尺寸”后的显示屏内容示意图，图4为点击“风量”后的显示屏内容示意图，图5为点击“温湿度”后的显示屏内容示意图，图6为点击“采集模式”后的显示屏内容示意图。

图7为矩形风管截面测点布置示意图。

图中标号：1为风速传感器；2为温湿度传感器；3为可升降的固定支架；4为数据分析仪，5为电源电路，6为输入输出模块，7为ARM核心控制模块，8为LCD显示屏，9为ARM处理器，10为FlashROM存储器，11为SDRAM存储器，13为USB接口，14为IO输入。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，这里以一现场检测实例，并配合附图详细说明其操作流程。

实施例1：图2为本发明提供的现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置系统图，图3~图6为本发明提供的现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置中数据分析仪的LCD显示屏内容示意图。其中图3为点击“截面尺寸”后的显示屏内容示意图，图4为点击“风量”后的显示屏内容示意图，图5为点击“温湿度”后的显示屏内容示意图，图6为点击“采集模式”后的显示屏内容示意图。所述的现场即时检测排风热回收装置热交换效率装置操作过程如下：

本装置采用2个风速传感器1，3个温、湿度传感器2，3个可升降的固定支架3以及1台数据分析仪4。其中风速传感器1为热球式风速传感器，温、湿度传感器2分别为Pt1000热电阻温度传感器以及金属氧化物陶瓷湿敏电阻湿度传感器。数据分析仪4由ARM核心控制模块7、输入输出模块6和电源电路5组成，如附图1所示，ARM核心控制模块7采用飞凌OK210-A核心板、7寸LCD显示屏8和键盘10组成，输入输出模块由8路IO输入14和USB2.0接口13组成，电源电路5使用板载电源管理芯片ACT8937。主要功能包括数据采集、数据存储、计算分析、数据显示和数据导出，通过IO输入14采集风速传感器1和温、湿度传感器2的数据，经过计算分析后存储于FlashROM存储器11和SDRAM存储器中，并将结果显示于LCD显示屏8，还可以通过USB接口13将数据导出，数据采集模式有“风速”、“风温”以及“自由”模式，其中“风速”模式的数据采集频率为2s/次，采集时间总时长为1min，“风温”模式的数据采集频率为2s/次，采集时间总时长为1h，“自由”模式的数据采集频率为2s/次~30s/次，采集时间总时长为1h~10h。数据分析仪4中的LCD显示屏8，包括显示区域和输入区域，显示区域有“截面尺寸”，“风量”，“温湿度”，“采集模式”、“温度交换效率”，“焓交换效率”等内容，输入区域有“0”、“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”等数字键以及“OK”、“开始”、“计算”等按钮。

将上述装置用于测试某新风机组，被测试对象为1台热泵式溶液调湿新风机组，位于某建筑新风机房的西南角,机组的额定风量为4000m³/h，采用了显热回收装置进行排风能量的回收利用。

在检测工作开始前2个小时，开启本建筑的空调系统，包括冷水机组和新风机组，控制室内温度在（24±2）℃，新风机组以额定风量进行运行。

选定待测新风管和排风管，测量新风管和排风管截面尺寸，分别为400mm×500mm，400mm×500mm，点击数据分析仪中LCD显示屏中的“截面尺寸”按钮，如附图3所示，弹出“新风管”和“排风管”两个菜单，点击“新风管”，弹出“风管类型”菜单，选择“矩形”按钮，弹出“长：”和“宽:”菜单，点击显示屏下方的数字键“4”“0”“0”，输入“400”，点击“OK“键，完成长度尺寸输入，宽度尺寸也依此方式输入。排风管尺寸输入方法同新风管。

选定新风管和排风管风量测点区域，用本装置中的热球式风速传感器测量新风管和排风管的风量。

1）风量测量断面选择在新风入口的直管段上，距上游局部阻力部件大于或等于5倍矩形风管长边尺寸，并距下游局部阻力构件大于或等于2倍矩形风管长边尺寸的位置。

2）矩形断面测点数及布置方法如附图7所示。

3）将风速传感器连接在数据分析仪的风速采集通道上，点击LCD显示屏的“采集模式”（如附图6所示），选择“风速模式”（数据采集频率为2s/次，总采集时间为1min），点击LCD显示屏的“风量”（如附图5所示），设定新风量测点数量为“25”，点击“开始”按钮，1min后自动完成该测点的风速测试工作，后续剩余测点风速依此方式进行。

4）各测点风速测试完成后，数据分析器将依据新风管截面所有测点风速以及新风管截面尺寸自动计算得到新风管风量，保存在数据分析仪中，并在LCD显示屏的“新风管风量（m³/h）”对话框中显示。

5）排风管风量测试过程同新风管。

选定新风管和排风管温度测点区域，将本装置中的3个温度探头依次布置在新风管的进风点和出风点以及排风管进风点3个测点区域，并用本装置中的可升降的固定支架分别进行固定，将温度传感器传输线连接到本装置中的数据分析仪的温度通道接线端上。

点击LCD显示屏的“采集模式”，选择“风温模式”（数据采集频率为2s/次，总采集时间为1h），点击“开始”按钮，本装置开始自动采集新风进风、出风以及排风进风温度，点击LCD显示屏的“温湿度”（如附图5所示），将可实时显示采集的温度测点数值。

数据采集完成后，采集过程自动结束，此时点击显示屏下方的“计算”按钮，本装置自动计算得到温度交换效率数值，结果显示在显示面板中的“温度交换效率”对话框中，本次测量结果为74.3%。

Claims (5)

1.一种现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置，其特征在于由风速传感器(1)、温、湿度传感器(2)、可升降三角固定支架(3)和数据分析仪(4)组成；其中：所述风速传感器(1)用于测试风管中风的风速，风速传感器(1)的探头端置于测试风管的测点位置，通过数据传输线连接在数据分析仪(4)上；温、湿度传感器(2)用于测试风管中风的温湿度，温、湿度传感器(2)的探头端置于测试风管的测点位置，通过数据传输线连接在数据分析仪(4)上；风速传感器(1)和温、湿度传感器(2)均固定于可升降三角固定支架(3)上；数据分析仪(4)基于ARM设计，功能包括数据采集、数据存储、计算分析、数据显示和数据导出，由ARM核心控制模块(7)、输入输出模块(6)和电源电路(5)组成，电源电路(5)分别连接ARM核心控制模块(7)和输入输出模块(6)；ARM核心控制模块由LCD显示屏(8)、ARM处理器(9)、键盘(10)、FlashROM存储器(11)和SDRAM存储器(12)组成，ARM处理器(9)分别与FlashROM存储器(11)和SDRAM存储器(12)进行双向连接，ARM处理器(9)的输入端连接键盘(10)，输出端连接LCD显示屏；输入输出模块由8路IO输入(14)和USB接口(13)组成，ARM处理器(9)通过IO输入(14)采集风速传感器(1)和温、湿度传感器(2)的数据，经过计算分析后存储于FlashROM存储器(11)和SDRAM存储器(12)中，并将结果显示于LCD显示屏(8)；ARM处理器(9)通过USB接口(13)将数据导出；所述数据分析仪(4)的数据采集模式有“风速”、“风温”以及“自由”模式，其中“风速”模式的数据采集频率为1s/次~30s/次，采集时间总时长为1min~5min，“风温”模式的数据采集频率为1s/次~30s/次，采集时间总时长为1h~2h，“自由”模式的数据采集频率为1s/次~30s/次，采集时间总时长为1h~10h。

2.根据权利要求1所述的现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置，其特征在于：所述风速传感器(1)为热球式风速传感器。

3.根据权利要求1所述的现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置，其特征在于：所述温、湿度传感器探头(2)中的温度传感器为PT1000热电阻温度探头，湿度传感器为金属氧化物陶瓷湿敏电阻探头。

4.根据权利要求1所述的现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置，其特征在于：所述可升降三角固定支架(3)由支撑杆、伸缩杆以及固定螺杆依次连接组成，风速传感器(1)和温、湿度传感器(2)固定于固定螺杆上。

5.根据权利要求1所述的现场即时检测排风热回收装置热交换效率的装置，其特征在于：所述数据分析仪(4)的LCD显示屏，包括显示区域和输入区域，显示区域有“截面尺寸”，“风量”，“温湿度”，“采集模式”，“温度交换效率”和“焓交换效率”。