CN107943177B - 一种环境舱控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环境舱控制系统，包括：空气压缩机空气压缩机、空气净化系统、干燥器、调压阀、流量控制器、湿度控制系统、环境舱、温度控制系统，其特征在于：空气压缩机空气压缩机、空气净化系统、干燥器、调压阀、流量控制器、湿度控制系统、环境舱依次连接；所述环境舱的底部夹层中设置有地热系统模拟层，该地热系统模拟层由下往上，依次由保温层、反射膜、混凝土层、找平层组成，混凝土层中设置有旋转型或往复型通道；所述通道内设置加热管，加热管与温度控制系统连接；所述环境舱采用不锈钢制成，其内壁表面经过磨砂、氧化处理。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料检测领域，更具体地说，本发明涉及一种模拟地热供暖的环境舱控制系统。
背景技术
地面辐射采暖是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的耐热管材或发热电缆，使整个地面均匀受热，利用地面的自身蓄热功能和热量辐射特性由下而上地进行热量的传导，最后达到供暖的目的。地采暖具有高效节能、环保健康、均衡室温、节省空间等优点。这些年来，伴随着生活水平的不断上升，人们对生活的舒适性就有了更高的要求，地暖赢来了消费者的青睐，目前地暖技术已经由我国的北方地区延至了南方长江流域地区。
地暖在欧美的发展情况，大部分地区是以水暖为先驱，以电暖作为终结，北欧地区用电暖的占比80％，用水暖的占比20％。事实上，暖通界已经对电暖系统的供热效果、安全可靠等优势做出了认可。在发达国家的普及率达到70％以上。在美国和欧洲，地暖的推广和使用从1930年就已经开始了，现在已使用地暖取暖的家庭有50％以上，因为地暖的诸多优点，美国政府推荐使用。
地暖技术中通常使用的地面层材料有木质地板和瓷砖。其中，木质地板较瓷砖柔和，厚重防滑，没有脚部冰凉的感觉。不过，木质地板所使用的板材、胶粘剂等存在着甲醛、VOC等污染物释放的问题，尤其是温度越高，地板中释放的污染物量就会越大。
采用地热供暖，冬季供暖期间地面热源辐射温度高于标准温度，室内密封性提高且通风时间短。在这种环境下，室内各种建材特别是地面材料的甲醛、VOC等污染物释放的问题就显得尤为突出。
环境舱是模拟室内环境条件的一种测试设备。环境舱法测试通常采用可控制一定环境条件(温度、湿度、空气交换率、表面风速等)的测试舱，将样品置于测试舱的中间位置，方向与舱内空气流向平行，一定时间后样品释放的甲醛、VOC达到平衡稳定，然后在测试舱出气口处用气体收集装置采集一定体积的气体，分析所采集气体中的甲醛、VOC组分及其浓度。环境舱是人为设计建造一个能模拟室内真实空间环境，并能通过相关技术手段以控制其温度、湿度、气流速度、换气次数等环境因素，具有一定体积的测试设备。环境舱与真实环境相似，能够最大程度的反应板材向周围环境释放甲醛、VOC的特性，因此环境舱法成为检测板材释放甲醛、VOC最权威的一种方法。
现有技术中，对专门模拟地热系统的环境舱开发研究较少。已有的研究，也仅是简单的采用加热水管对环境舱的底部进行加热，通过保温层的厚度对温度梯度进行控制，没有对热源与板材之间的辐射和传递层进行较好的模拟，也未涉及对电暖地热系统的相关模拟。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，进而提供一种模拟地热供暖的环境舱控制系统，能够测定冬季供暖期间室温条件下建材的散发特性，能获得更加符合实际环境的检测结果。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种环境舱控制系统，包括：空气压缩机、空气净化系统、干燥器、调压阀、流量控制器、湿度控制系统、环境舱、温度控制系统，其特征在于：空气压缩机、空气净化系统、干燥器、调压阀、流量控制器、湿度控制系统、环境舱依次连接；所述环境舱的底部夹层中设置有地热系统模拟层，该地热系统模拟层由下往上，依次由保温层、反射膜、混凝土层、找平层组成，混凝土层中设置有旋转型或往复型通道；所述通道内设置加热管，加热管与温度控制系统连接；所述环境舱采用不锈钢制成，其内壁表面经过磨砂、氧化处理。
所述地热系统模拟层可以从环境舱的底部取出，并进行更换；所述加热管为水暖加热管或发热电缆，水暖加热管优选PB管、PE-X管或PERT管。
环境舱内设置第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器和第三湿度传感器。其中，第一温度传感器和第一湿度传感器位于地热系统模拟层上沿。
所述温度控制系统为发热电缆温度控制系统，其包括温度控制器；所述温度控制器与发热电缆连接。
所述温度控制系统为低温水热温度控制系统，其包括加热器、蓄热水箱、集水器、温控阀、分水器和循环水泵；所述低温水热温度控制系统与水暖加热管连接。
所述保温层厚度为15mm～35mm，混凝土层厚度为40mm～50mm。
所述空气净化系统由静电除尘系统和催化燃烧净化系统组成。所述催化燃烧净化系统的催化剂由载体和活性组分组成；所述载体由下列通式表示TiaAlbMncCedOX，其中a＝0.1～0.6，b＝0.4～0.7，c＝0.1～0.15，d＝0.1～0.3，X≥1；所述活性组分为Pd，其含量按摩尔百分比计，为载体含量的0.1mol％～0.8mol％。
所述催化剂表面积为2m2/g～50m2/g，尤其优选5m2/g～35m2/g；其微晶尺寸为5nm～80nm，优选10nm～60nm，特别优选15nm～30nm。
所述催化剂的制备方法，包括下述步骤：按配比将含Ti、Al、Mn、Ce、Pd起始化合物的溶液、混悬液或者浆液导入反应室中；采用200℃～700℃温度下脉动流加热的方法，在处理区对于含Ti、Al、Mn、Ce、Pd起始化合物的溶液、混悬液或者浆液进行热处理；形成催化剂复合氧化物；在400℃～600℃温度下，氢气气氛下还原24小时，得到催化剂成品；所述Ti、Al、Mn、Ce、Pd起始化合物选自卤化物、硫酸盐、硝酸盐或醋酸盐。
导热过程分为稳态导热和非稳态导热，被加热物体的温度分布不随时间变化的导热过程称为稳态传热，物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。热量的传递过程是由热传导、热对流、热辐射三种基本热传递方式组合形成的。本发明环境舱控制系统，地热系统模拟层向气候舱内的放热过程，包括传导换热、辐射换热和对流换热三种方式。传导换热，主要是热量经由加热管、混凝土层、找平层流入气候舱底部，保温层和反射膜阻止了热量通过热传导和热辐射向气候舱外部流失。辐射换热，主要是通过红外线的辐射将热量由地热系统模拟层流入气候舱内，但是空气是辐射的透明体，不能通过辐射直接加热，辐射到气候舱内的红外线，直接被舱内空气吸收的比率较低，大部分是靠气候舱内壁吸收之后通过对流换热传到空气中的。辐射强度取决于：辐射表面与吸收表面的温度；辐射面的辐射力；吸收表面的吸收率、反射率和透射率；因此，气候舱内壁材料的物性对辐射有较大影响，一般来说，粗糙表面辐射力和吸收率较高，反射率低；光滑表面及抛光表面反之。大多数室内建筑材料都可以视为灰体，有较强的辐射力和吸收率，对于辐射和吸收辐射能有利。本发明环境舱体采用不锈钢制成，其内壁表面经过磨砂、氧化处理，有较强的辐射力和吸收率。
通过静电除尘系统除去空气中的粉尘颗粒物，通过催化燃烧净化系统除去空气中的挥发性有机物、甲醛、生物污染物。所获得的洁净空气中，挥发性有机化合物总浓度小于20μg/m3，单一组分浓度小于2μg/m3，甲醛浓度小于6μg/m3。
本发明所述环境舱控制系统的有益效果是：通过环境舱控制系统较为真实的模拟出冬季供暖期间的室内环境，为室内建材的检测和科学研究提供方便和准确的手段。由于采用空气净化系统可大大提高进入试验舱中的空气的洁净度，有效保证了试验环境，从而大大提高了检测的精度。
附图说明
图1为本发明环境舱控制系统的结构示意图。
图2为本发明地热系统模拟层结构示意图。
图3为本发明低温水热温度控制系统结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的环境舱控制系统做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解；需要声明的是在具体实施例的描述都是示例性的，而并不意味对本发明保护范围的限制，本发明的权利范围以限定的权利要求为准。
一种环境舱控制系统，包括：空气压缩机1、空气净化系统2、干燥器3、调压阀4、流量控制器5、湿度控制系统6、环境舱7、温度控制系统8。其中，空气压缩机1、空气净化系统2、干燥器3、调压阀4、流量控制器5、湿度控制系统6、环境舱7依次连接。所述环境舱的底部夹层中设置有地热系统模拟层9，该地热系统模拟层由下往上，依次由保温层11、反射膜12、混凝土层13、找平层14组成，混凝土层中设置有旋转型或往复型通道10。所述通道内设置加热管，加热管与温度控制系统8连接。所述环境舱采用不锈钢制成，其内壁表面经过磨砂、氧化处理。所述地热系统模拟层9可以从环境舱的底部取出，并进行更换。所述加热管为水暖加热管或发热电缆，水暖加热管优选PB管、PE-X管或PERT管。环境舱内设置第一温度传感器15、第二温度传感器16、第三温度传感器17、第一湿度传感器18、第二湿度传感器19和第三湿度传感器20，其中，第一温度传感器和第一湿度传感器位于地热系统模拟层上沿。所述温度控制系统为发热电缆温度控制系统，其包括温度控制器；所述温度控制器与发热电缆连接。所述温度控制系统为低温水热温度控制系统，其包括加热器21、蓄热水箱22、集水器23、温控阀24、分水器25和循环水泵26；所述低温水热温度控制系统与水暖加热管27连接。所述保温层厚度为15mm～35mm，混凝土层厚度为40mm～50mm。所述空气净化系统由静电除尘系统和催化燃烧净化系统组成。所述催化燃烧净化系统的催化剂由载体和活性组分组成；所述载体由下列通式表示TiaAlbMncCedOX，其中a＝0.1℃～0.6，b＝0.4℃～0.7，c＝0.1℃～0.15，d＝0.1℃～0.3，X≥1；所述活性组分为Pd。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种环境舱控制系统，包括：空气压缩机空气压缩机(1)、空气净化系统(2)、干燥器(3)、调压阀(4)、流量控制器(5)、湿度控制系统(6)、环境舱(7)、温度控制系统(8)，其特征在于：空气压缩机(1)、空气净化系统(2)、干燥器(3)、调压阀(4)、流量控制器(5)、湿度控制系统(6)、环境舱(7)依次连接；所述环境舱的底部夹层中设置有地热系统模拟层(9)，该地热系统模拟层由下往上，依次由保温层(11)、反射膜(12)、混凝土层(13)、找平层(14)组成，混凝土层中设置有旋转型或往复型通道(10)；所述通道内设置加热管，加热管与温度控制系统(8)连接；所述环境舱采用不锈钢制成，其内壁表面经过磨砂、氧化处理；所述地热系统模拟层(9)可以从环境舱的底部取出，并进行更换；所述保温层厚度为15mm～35mm，混凝土层厚度为40mm～50mm；所述空气净化系统由静电除尘系统和催化燃烧净化系统组成；所述催化燃烧净化系统的催化剂由载体和活性组分组成；所述载体由下列通式表示TiaAlbMncCedOX，其中a＝0.1-0.6，b＝0.4-0.7，c＝0.1-0.15，d＝0.1-0.3，X≥1；所述活性组分为Pd。
2.根据权利要求1所述的环境舱控制系统，其特征在于，所述加热管为水暖加热管或发热电缆，水暖加热管为PB管、PE-X管或PERT管。
3.根据权利要求1所述的环境舱控制系统，其特征在于，环境舱内设置第一温度传感器(15)、第二温度传感器(16)、第三温度传感器(17)、第一湿度传感器(18)、第二湿度传感器(19)和第三湿度传感器(20)，其中，第一温度传感器和第一湿度传感器位于地热系统模拟层上沿。
4.根据权利要求2所述的环境舱控制系统，其特征在于，所述温度控制系统为发热电缆温度控制系统，其包括温度控制器；所述温度控制器与发热电缆连接。
5.根据权利要求2所述的环境舱控制系统，其特征在于，所述温度控制系统为低温水热温度控制系统，其包括加热器(21)、蓄热水箱(22)、集水器(23)、温控阀(24)、分水器(25)和循环水泵(26)；所述低温水热温度控制系统与水暖加热管(27)连接。
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| 干式地暖与湿式地暖房间热环境数值分析;张大英;邓书辉;王亚轩;;黑龙江八一农垦大学学报(第02期) * |
| 张大英 ; 邓书辉 ; 王亚轩 ; .干式地暖与湿式地暖房间热环境数值分析.黑龙江八一农垦大学学报.2017,(第02期),第93-96页. * |
| 朱德举 ; 马拓 ; 刘武华 ; .碳纤维带电热技术的试验研究.湖南大学学报(自然科学版).2016,(第05期),第131-136页. * |
| 碳纤维带电热技术的试验研究;朱德举;马拓;刘武华;;湖南大学学报(自然科学版)(第05期) * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107943177A (zh) | 2018-04-20 |
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