CN109000944A - 一种油烟机性能测试平台计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油烟机性能测试平台计算方法，主要步骤包括：首先测试污染物实际散发源强；然后测试污染物当量散发源强；其次计算油烟机实际污染物去除率；最后计算油烟机实际污染物去除率。本发明同时通过对不同工况下油烟机实际性能的测试，为最大化油烟机性能提供指导性意见，避免了用户盲目追求大风量油烟机带来不必要的能耗，具有较好的节能环保效益。

Description

一种油烟机性能测试平台计算方法

技术领域

本发明涉及室内空气品质评价与反馈控制领域，特别是涉及一种油烟机性能测试平台计算方法。

背景技术

作为住宅内主要的污染物来源，如何去除烹饪过程产生的污染物这一难题备受关注。为了降低厨房内污染物浓度水平，对厨房内进行局部排风成为主要的解决方式。油烟机作为一种能够有效降低污染物浓度的装置，在城市住宅内得到广泛应用。针对目前市面上销售的油烟机，其较高的油烟去除效率一般是在设计的实验工况下测得，而油烟机的去除率与油烟机的安装位置、油烟机工作时厨房内的气流组织情况等都有较大的关系，使得在实际住宅内其性能并不能达到宣传的标准。

因此，在实际的住宅内，如何对油烟机实际性能作为评价，为居民提供实际的性能指标参数，并为最大化油烟机性能提供参考意见成为目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于现有技术的不足，提出了一种油烟机性能测试平台计算方法。

本发明为解决背景技术中的技术问题，提出的技术方案如下：一种油烟机性能测试平台计算方法，是基于家用油烟机性能测试系统，该系统包括安装在油烟机外侧的PM2.5传感器和无线传输模块；安装在厨房壁面上的微处理器和人机交互面板以及油烟机性能测试平台；所述安装在油烟机外侧的PM2.5传感器通过无线传输模块将采集到的数据传输到油烟机性能测试平台；所述油烟机性能测试平台通过调用无线传输模块收集的数据，计算油烟机实际污染物去除率，并将计算的结果传输到微处理器；所述微处理器将油烟机性能测试平台计算的各个工况下油烟机实际污染物去除效率传输至人机交互面板进行显示；所述人机交互面板用于显示微处理器传输来的数据以及将住户输入的信息传输到油烟机性能测试平台。

本发明油烟机性能测试平台计算方法，包括如下步骤：

1)测试污染物实际散发源强

在未开启油烟机时测试污染物实际散发源强，通过分析污染物散发阶段污染物浓度随时间变化的数据，依据质量平衡方程(2)可以推导出污染物散发源强的计算式(1)：

质量平衡方程(2)表达式如下：

在公式(1)和公式(2)中，V是区域的体积，m³；S是PM2.5污染物源强，个/时；C是区域内PM2.5数量浓度，个/m³；Q_S是由室外进入的风量，m³/h；Q_n是相邻区域进入的风量，m³/h；C_n是相邻区域浓度，个/m³；Q_i是流向相邻区域的风量，m³/h；Q_e是排风量，m³/h；α是总沉积率，m³/h；P是PM2.5穿透系数，通常取值0.8；

方程(1)中区域体积由用户通过人机交互面板输入，通过对污染物自然沉积阶段数据的分析，总沉积率α由公式(3)计算得到：

2)测试污染物当量散发源强

在开启油烟机时测试污染物当量散发源强S_e，其测试过程与测试污染物实际散发源强相同，但在污染物散发阶段开启油烟机；

3)计算油烟机实际污染物去除率

通过两次实验测试出污染物实际散发源强和污染物当量散发源强，利用公式(4)计算油烟机实际污染物去除率：

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明同时监测了厨房内的空气品质，为用户实时了解厨房内空气状态提供有力的支撑。

(2)本发明通过实际检测到污染物浓度数据对油烟机实际性能进行评价，让住宅用户对使用的油烟机实际性能有着直观的认识。

(3)本发明同时通过对不同工况下油烟机实际性能的测试，为最大化油烟机性能提供指导性意见，避免了用户盲目追求大风量油烟机带来不必要的能耗，具有较好的节能环保效益。

附图说明

图1是本发明原理框图；

图2是基于家用油烟机性能测试系统布置示意图；

图3是实施例计算过程：(图中符号#表示“个”)

(a)总沉积率；(b)实际污染物散发源强；(c)关闭外窗开启内门工况下当量污染物散发源强；(d)开启外窗开启内门工况下当量污染物散发源强。

附图标记：

1-PM2.5传感器，2-无线传输模块，3-油烟机性能测试平台，4-微处理器，5-人机交互面板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

图1为本发明原理框图，本发明基于一种家用油烟机实际性能测试系统，包括安装在油烟机一侧的PM2.5传感器1、无线传输模块2、安装在厨房壁面上的微处理器4、人机交互面板5以及油烟机性能测试平台3。所述PM2.5传感器1通过无线传输模块2将测试到的数据传输到油烟机性能测试平台3；所述油烟机性能测试平台3结合住宅用户通过人机交互面板5输入的数据对油烟机实际性能进行计算；所述微处理器4将油烟机性能测试平台计算的各个工况下油烟机实际污染物去除效率传输至人机交互面板5进行显示；所述人机交互面板5将住宅用户输入的数据传输到油烟机性能测试平台3，并用来实时显示厨房内PM2.5浓度数据以及各个工况下油烟机实际污染物去除率，为住宅用户提供实际的性能指标参数，并为最大化油烟机性能提供参考意见。

本实施例中PM2.5传感器1以及无线传输模块2安装在油烟机外侧靠近烹饪人员呼吸位置，微处理器4和人机交互面板5安装在厨房墙壁上。

本实施例中所述PM2.5传感器采用型号为SDS011的激光PM2.5传感器；所述无线传输模块选用GSM4G模块，该模块采用4G网络实现数据通信；所述微处理器采用elektron旗下的Berthel微处理器；所述人机交互面板采用TORTAI品牌公司生产的TT-13045触摸屏面板。

本发明油烟机性能测试平台用于计算各个工况下油烟机实际污染物去除效率。其计算原理是通过测试污染物实际散发源强以及开启油烟机时的当量源强进行评价油烟机实际性能。

详细地来说，本发明油烟机性能测试平台计算方法，步骤具体如下：

首先，测试污染物实际散发源强：

在未开启油烟机时测试污染物实际散发源强，通过分析污染物散发阶段污染物浓度随时间变化的数据，依据质量平衡方程(2)可以推导出污染物散发源强的计算式如(1)所示：

质量平衡方程(2)表达式如下：

在公式(1)和公式(2)中，V是区域的体积，m³；S是PM2.5污染物源强，个/时；C是区域内PM2.5数量浓度，个/m³；Q_S是由室外进入的风量，m³/h；Q_n是相邻区域进入的风量，m³/h；C_n是相邻区域浓度，个/m³；Q_i是流向相邻区域的风量，m³/h；Q_e是排风量，m³/h；α是总沉积率，m³/h；P是PM2.5穿透系数，通常取值0.8。

方程(1)中区域体积由用户通过人机交互面板输入，通过对污染物自然沉积阶段数据的分析，总沉积率α由公式(3)计算得到：

其次，测试污染物当量散发源强：

在开启油烟机时测试污染物当量散发源强S_e，其测试过程与测试污染物实际散发源强相同，但在污染物散发阶段开启油烟机。

然后，计算油烟机实际污染物去除率：

最后，通过两次实验测试出污染物实际散发源强和污染物当量散发源强，利用公式(4)计算油烟机实际污染物去除率：

下面列举一个具体实施例，对本发明进行说明：

选取一普通住宅作为说明载体，该住宅厨房一侧开有外窗，另一侧开有内门。PM2.5传感器和无线传输模块连接在一起安装在油烟机外侧，靠近烹饪人员呼吸区，用来测试烹饪人员呼吸区附近的污染物浓度。微处理器和人机交互面板安装在厨房墙壁上。

在使用该系统初期，住宅用户通过人机交互面板输入厨房的体积(8.7m³)，在计算污染物实际散发源强时，关闭厨房外窗以及内门，营造一个封闭的环境。该测试过程包括十分钟污染物散发阶段，接着终止污染物散发进行污染物自然沉降阶段。在本实施例中通过在厨房灶台上产生稳定散发源强的污染物模拟实际烹饪活动产生污染物的过程。PM2.5传感器通过无线传输模块将污染物散发以及自然沉降这两个阶段中污染物浓度随时间变化的数据传输到油烟机性能测试平台，油烟机性能测试平台首先对污染物自然沉降阶段进行分析，通过公式(3)计算总沉积率，图3(a)显示了其拟合过程，将计算得到的总沉积率作为已知量带入到公式(1)中。油烟机性能测试平台此时对污染物散发阶段进行分析，按照公式(4)计算出污染物实际散发源强，图3(b)显示了拟合源强过程。至此得到实际污染物散发源强(6.12×10¹⁰个/时)，油烟机性能测试平台将该散发源强数据传输到微处理器中。

在得到实际污染物散发源强后，进行开启油烟机时当量源强的测试。按照关注情形的不同，可以分不同工况，本实施例厨房有一扇外窗和一扇内门，因此按照门窗的开关组合可以有四种不同工况，但是对于该用户习惯于烹饪时开启厨房内门，因此只关注关闭外窗和开启外窗这两种工况。

在测试关闭外窗以及开启内门工况下的污染物当量散发源强时，其过程同样为十分钟的污染物散发过程，并在此过程中保持油烟机处于开启状态。PM2.5传感器通过无线传输模块将此时间段内污染物浓度随时间变化的数据传输到油烟机性能测试平台，同样利用公式(1)计算出当量污染物散发源强，图3(c)为关闭外窗开启内门工况下当量污染物散发源强拟合过程。至此计算出关闭外窗开启内门时的当量污染物散发源强(3.35×10¹⁰个/时)。油烟机性能测试平台将当量污染物散发源强数据传输到微处理器中，微处理器结合实际污染物散发源强数据，利用公式(4)计算出该工况下油烟机实际污染物去除率为45.3％，并将该去除率通过人机交互面板显示出来，为住宅用户提供油烟机实际性能评价指标参数。

图3(d)为开启外窗开启内门时当量污染物散发源强计算的拟合过程，同样根据以上实验步骤计算出该工况下当量污染物源强为2.72×10¹⁰个/时。结合实际污染物散发源强数据值，可以得出该工况下油烟机实际污染物去除率为55.6％，用以评价油烟机在该工况(开启外窗，开启内门)下的实际性能。

微处理器将不同工况下计算出的油烟机实际污染物去除效率传输给人机交互面板进行显示，优选地，通过比较不同工况下油烟机实际污染物去除效率，给出住宅用户在烹饪时采用的工况建议，如本实施例则建议住宅用户在烹饪时开启厨房外窗，以此最大化油烟机性能。

应当理解的是，这里所讨论的实施方案及实例只是为了说明，对本领域技术人员来说，可以加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种油烟机性能测试平台计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)测试污染物实际散发源强

在未开启油烟机时测试污染物实际散发源强，通过分析污染物散发阶段污染物浓度随时间变化的数据，依据质量平衡方程(2)可以推导出污染物散发源强的计算式(1)：

质量平衡方程(2)表达式如下：

在公式(1)和公式(2)中，V是区域的体积，m³；S是PM2.5污染物源强，个/时；C是区域内PM2.5数量浓度，个/m³；Q_S是由室外进入的风量，m³/h；Q_n是相邻区域进入的风量，m³/h；C_n是相邻区域浓度，个/m³；Q_i是流向相邻区域的风量，m³/h；Q_e是排风量，m³/h；α是总沉积率，m³/h；P是PM2.5穿透系数，通常取值0.8；

方程(1)中区域体积由用户通过人机交互面板输入，通过对污染物自然沉积阶段数据的分析，总沉积率α由公式(3)计算得到：

2)测试污染物当量散发源强

在开启油烟机时测试污染物当量散发源强S_e，其测试过程与测试污染物实际散发源强相同，但在污染物散发阶段开启油烟机；

3)计算油烟机实际污染物去除率

通过两次实验测试出污染物实际散发源强和污染物当量散发源强，利用公式(4)计算油烟机实际污染物去除率：