CN109856027A - 一种测试空气净化器适用面积的测试舱及其工作流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试空气净化器适用面积的测试舱及其工作流程，涉及空气净化器领域，要解决的是空气净化器适用面积测评的适用性不足的问题。本产品包括舱体，所述舱体的两侧分别设置有第一送风管道和第二送风管道，舱体的后端设置有排风管道，第二送风管道上套设有恒温恒湿空调机组，排风管道上设置有排风净化装置，舱体内部均匀分布有污染物传感器，舱体内部还安装有搅拌风扇、循环风扇和测试运送轨道，测试运送轨道上滑动安装有电动轨道车。本产品通过布置多点矩阵式污染物传感器，采集空气净化器在空间内形成的连续的污染物浓度梯度场，测试空气净化器在不同时间段内产生的净化梯度范围，从而计算单台或多台空气净化器的适用面积。

Description

一种测试空气净化器适用面积的测试舱及其工作流程

技术领域

本发明涉及空气净化器领域，具体是一种测试空气净化器适用面积的测试舱。

背景技术

空气净化器能够将环境中颗粒物、气态污染物，进行过滤和吸附，从而达到净化空气的目的。目前对空气净化器性能的评价指标主要为洁净空气量，即CADR值。洁净空气量是空气净化器净化效率与风量的综合作用结果。一般来说，洁净空气量越大，则空气净化器的净化能力与适用面积越大。

空气净化器产生的洁净空气与环境中含有污染物的空气混合，经混合后的空气又被净化器重新吸入，净化处理。经过连续多次的循环作用，环境空气中污染物浓度逐渐降低，最终达到平衡稳态。然而实际条件下，洁净空气与环境中含有污染物的空气，并不是瞬间充分混合的，而是受到净化器出风风速、风口间相对位置、环境空间大小等多种参数影响，在空间内形成瞬时的非均匀场，即污染物浓度梯度。如果以某一时间段内，达到某种污染物浓度值为净化标准，那么空气净化器的适用面积，应当参照污染物浓度梯度分布计算。

目前对于空气净化器适用面积的测评，主要参照《空气净化器》（GB/T 18801-2015）。标准中提出了对空气净化器净化能力的测试方法，即采用体积为30m³的恒温恒湿环境测试舱，测试空气净化器的洁净空气量时，将待测空气净化器放置于测试舱中间位置，在舱内发生一定浓度的污染物，搅拌均匀后，开启净化器运行20min（颗粒物）、60min（气态污染物），通过记录连续数值和最终数值，计算得到该空气净化器的洁净空气量，即净化能力，但是这种空气净化器的流场分布并不均匀，但作用20min污染物浓度下降很快，且浓度分布均匀。也就是说，30m³测试舱对空气净化器的流场设计不敏感，无法判断空气净化器的真实作用面积；而且同样的作用时间，当空气净化器在大空间和非合理位置时，净化效果的差异很大，这说明按洁净空气量对适用面积的算法，是不全面的，对于实际运行环境的适用度不足，这就为人们测评空气净化器的适用面积带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试空气净化器适用面积的测试舱，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种测试空气净化器适用面积的测试舱，包括舱体，所述舱体的两侧分别设置有第一送风管道和第二送风管道，舱体的后端设置有排风管道并且排风管道、第一送风管道和第二送风管道均相连通，第二送风管道上套设有恒温恒湿空调机组，排风管道上设置有排风净化装置，舱体的前端设置有实验舱门、观察窗和操作面板，观察窗上预留有操作孔，舱体内部均匀分布有污染物传感器并且污染物传感器安装在具有上升和下降作用的升降支架上，舱体内部还安装有搅拌风扇、循环风扇和测试运送轨道，测试运送轨道上滑动安装有电动轨道车，电动轨道车可以放置要测试的空气净化器，电动轨道车、恒温恒湿空调机组、排风净化装置、污染物传感器、升降支架、搅拌风扇和循环风扇均与操作面板相连。

作为本发明进一步的方案：排风管道上设置有排风电动风阀，第一送风管道上设置有第一电动送风阀，第二送风管道上设置有第二电动送风阀，排风电动风阀、第一电动送风阀和第二电动送风阀均与操作面板电连接。

作为本发明进一步的方案：操作面板包括触摸屏、中央处理器、主板、串口和内存条，触摸屏上可以显示任何时刻舱体内的污染物浓度分布情况，操作面板能够控制恒温恒湿空调机组、风阀、照明装置、循环风扇、搅拌风扇、待测空气净化器的启停。

作为本发明进一步的方案：触摸屏采用触摸式LCD显示器，操作方便，使用效果好。

作为本发明进一步的方案：电动轨道车包括蓄电池组、电机、有轨车轮和无线信号接收装置，蓄电池组、电机和无线信号接收装置均与操作面板通过信号相连。

作为本发明进一步的方案：蓄电池组的电压为48V，这个电压的蓄电池组性价比最高。

作为本发明进一步的方案：污染物传感器以矩阵的方式分布在舱体内，升降支架的调节高度为0.6-2.2m，升降支架直接固体在舱体内，舱体内每1-1.5平方米分布一台污染物传感器，这个分布面积可以最大限度的利用污染物传感器的效果，性价比最高。

所述测试空气净化器适用面积的测试舱的工作流程，具体步骤如下：

步骤一，通过操作面板设定各部件的工作参数并且各部件启动，恒温恒湿空调机组通过第二送风管道向舱体内送风，用于调节舱体内的温湿度，当舱体达到预设的温湿度时，恒温恒湿空调机组、第二送风管道关闭，舱体呈密闭状态；

步骤二，通过观察窗的操作孔向舱体内释放一定量的污染物，开启搅拌风扇与循环风扇，各个污染物传感器显示实时污染物浓度，通过实时污染物浓度判断污染物分布的均匀程度，当污染物分布均匀后，通过操作面板将电动轨道车送至预定位置并且开启排风净化装置，操作面板上读取任意时刻舱体内污染物浓度分布情况，记录并导出EXCEL格式数据，包括污染物传感器数值、测试时间、温湿度等参数，测试完成后，开启排风电动风阀，关闭第一送风管道和第二送风管道，将舱体内残余污染物排空即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本产品设计合理，通过布置多点矩阵式污染物传感器，采集空气净化器在空间内形成的连续的污染物浓度梯度场，测试空气净化器在不同时间段内产生的净化梯度范围，从而计算单台或多台空气净化器的适用面积，提供了一种空气净化器适用面积的测试方法，解决目前适用面积只能通过估算求得的问题，使实际使用效果能够得到保证，降低空气净化器使用效果方面的分歧。

通过本产品的测试结果，可以对空气净化器的流场进行优化设计，提高空气净化器的使用效果和适用面积，提高空气净化器的产品质量，具有积极的社会效益。

附图说明

图1为测试空气净化器适用面积的测试舱的外部结构示意图。

图2为测试空气净化器适用面积的测试舱的内部结构示意图。

图3为测试空气净化器适用面积的测试舱中单面出风的空气净化器在20min污染物浓度和流场分布情况图。

图4为测试空气净化器适用面积的测试舱中多面出风的空气净化器在20min污染物浓度和流场分布情况图。

其中：1-舱体，2-恒温恒湿空调机组，3-排风管道，4-排风电动风阀，5-第一送风管道，6-观察窗，7-操作面板，8-实验舱门，9-第二送风管道，10-污染物传感器，11-搅拌风扇，12-循环风扇，13-测试运送轨道，14-电动轨道车。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种测试空气净化器适用面积的测试舱，包括舱体1，所述舱体1的两侧分别设置有第一送风管道5和第二送风管道9，舱体1的后端设置有排风管道3并且排风管道3、第一送风管道5和第二送风管道9均相连通，第二送风管道9上套设有恒温恒湿空调机组2，排风管道3上设置有排风净化装置，舱体1的前端设置有实验舱门8、观察窗6和操作面板7，观察窗6上预留有操作孔，舱体1内部均匀分布有污染物传感器10并且污染物传感器10安装在具有上升和下降作用的升降支架上，舱体1内部还安装有搅拌风扇11、循环风扇12和测试运送轨道13，测试运送轨道13上滑动安装有电动轨道车14，电动轨道车14可以放置要测试的空气净化器，电动轨道车14、恒温恒湿空调机组2、排风净化装置、污染物传感器10、升降支架、搅拌风扇11和循环风扇12均与操作面板7相连。

排风管道3上设置有排风电动风阀4，第一送风管道5上设置有第一电动送风阀，第二送风管道9上设置有第二电动送风阀，排风电动风阀4、第一电动送风阀和第二电动送风阀均与操作面板7电连接，操作面板7可以方便的直接控制排风管道3、第一送风管道5和第二送风管道9的开启与关闭。

操作面板7包括触摸屏、中央处理器、主板、串口和内存条，触摸屏上可以显示任何时刻舱体1内的污染物浓度分布情况，操作面板7能够控制恒温恒湿空调机组2、风阀、照明装置、循环风扇12、搅拌风扇11和待测空气净化器的启停，够显示污染物传感器10的实时数据，并以10×10的矩阵图表，或渐变色块显示。

触摸屏采用触摸式LCD显示器，操作方便，使用效果好。

所述测试空气净化器适用面积的测试舱的工作流程，具体步骤如下：

步骤一，通过操作面板7设定各部件的工作参数并且各部件启动，恒温恒湿空调机组2通过第二送风管道9向舱体1内送风，用于调节舱体1内的温湿度，当舱体1达到预设的温湿度时，恒温恒湿空调机组2、第二送风管道9关闭，舱体1呈密闭状态；

步骤二，通过观察窗6的操作孔向舱体1内释放一定量的污染物，开启搅拌风扇11与循环风扇12，各个污染物传感器10显示实时污染物浓度，通过实时污染物浓度判断污染物分布的均匀程度，当污染物分布均匀后，通过操作面板7将电动轨道车14送至预定位置并且开启排风净化装置，操作面板7上读取任意时刻舱体1内污染物浓度分布情况，记录并导出EXCEL格式数据，包括污染物传感器10数值、测试时间、温湿度等参数，测试完成后，开启排风电动风阀4，关闭第一送风管道5和第二送风管道9，将舱体1内残余污染物排空即可。

实施例2

一种测试空气净化器适用面积的测试舱，包括舱体1，所述舱体1的两侧分别设置有第一送风管道5和第二送风管道9，舱体1的后端设置有排风管道3并且排风管道3、第一送风管道5和第二送风管道9均相连通，第二送风管道9上套设有恒温恒湿空调机组2，排风管道3上设置有排风净化装置，舱体1的前端设置有实验舱门8、观察窗6和操作面板7，观察窗6上预留有操作孔，舱体1内部均匀分布有污染物传感器10并且污染物传感器10安装在具有上升和下降作用的升降支架上，舱体1内部还安装有搅拌风扇11、循环风扇12和测试运送轨道13，测试运送轨道13安装在舱体1地面，包括空气净化器常用的测试位置，包括中央位置，单侧靠边位置等，测试运送轨道13上滑动安装有电动轨道车14，电动轨道车14可以放置要测试的空气净化器，电动轨道车14、恒温恒湿空调机组2、排风净化装置、污染物传感器10、升降支架、搅拌风扇11和循环风扇12均与操作面板7相连。

电动轨道车14包括蓄电池组、电机、有轨车轮和无线信号接收装置，蓄电池组、电机和无线信号接收装置均与操作面板7通过信号相连，通过操作面板7发出运行指令，使电动轨道车14负载空气净化器到达指定测试位置。

蓄电池组的电压为48V，这个电压的蓄电池组性价比最高。

污染物传感器10以矩阵的方式分布在舱体1内，升降支架的调节高度为0.6-2.2m，升降支架直接固体在舱体1内，舱体1内每1-1.5平方米分布一台污染物传感器10，污染物传感器10组成连续、动态的污染物浓度数据，并以10×10矩阵格的方式显示，用以分析测试舱体1内污染物浓度分布和适用面积，这个分布面积可以最大限度的利用污染物传感器10的效果，性价比最高，污染物传感器10数据为每2s刷新，污染物传感器10与操作面板7可通过有线485、232等通讯协议进行数据传输。

所述测试空气净化器适用面积的测试舱的工作流程，具体步骤如下：

步骤一，通过操作面板7设定各部件的工作参数并且各部件启动，恒温恒湿空调机组2通过第二送风管道9向舱体1内送风，用于调节舱体1内的温湿度，当舱体1达到预设的温湿度时，恒温恒湿空调机组2、第二送风管道9关闭，舱体1呈密闭状态；

步骤二，通过观察窗6的操作孔向舱体1内释放一定量的污染物，开启搅拌风扇11与循环风扇12，各个污染物传感器10显示实时污染物浓度，通过实时污染物浓度判断污染物分布的均匀程度，当污染物分布均匀后，通过操作面板7将电动轨道车14送至预定位置并且开启排风净化装置，操作面板7上读取任意时刻舱体1内污染物浓度分布情况，记录并导出EXCEL格式数据，包括污染物传感器10数值、测试时间、温湿度等参数，测试完成后，开启排风电动风阀4，关闭第一送风管道5和第二送风管道9，将舱体1内残余污染物排空即可。

本发明的工作原理是：现有的30m³测试舱所测得的CADR值是在相对较小的空间内完成的，在20min的测试时间内，舱内的换气次数高达3-10次/小时；可以认为，在测试间内，舱内的污染空气与洁净空气充分混合，使得测试结果对空气净化器风速、风口相对位置等因素的敏感度较低，不能很好的体现净化器循环气流结构的设计合理性。在对空气净化器的使用面积估算中，以CADR值作为主要依据，再结合净化目标值、建筑渗透系数、换气率、大气污染数据等进行综合估算；这种估算方法是建立在使用空间内洁净空气与污染空气充分混合，且运行时间足够长使其最终达到稳态的条件下；而实际情况中，空气净化器必然存在出风口与回风口间的气流短路、循环死角等问题，从而导致空间内部分区域污染物浓度高于标准值。而目前的测试装置，仅能够测试洁净空气量，无法直接测试适用面积参数；空气净化器都具有出风风速参数，一般来说，出风风速越高，则气流短路现象越少，净化面积越大；但目前的测试设备无法实现对空气净化器净化距离参数的测试。流体模拟分析软件（CFD软件）能够在一定程度上分析空气净化器流场趋势，但是对于结构复杂的风口结构，模拟效果与实际偏差较大，只能作为参考依据，不具备实际使用参数。

举例来说，某一空气净化器的颗粒物洁净空气量为500m³/h，根据《空气净化器》（GB/T 18801-2015）中对于适用面积的估算方法，其适用面积为50-60m²。一般情况下50-60m²房间的体积约为150m³，比30m³测试舱的体积大5倍，面积大4-5倍，因此空气净化器产生的洁净空气并不能在短时间内充分混合，在一定时间内房间中的污染物呈现浓度梯度，部分空间污染物无法得到有效净化。另一方面，如果空气净化器未放置在房间的中间位置，同时又受到出风风速和风口位置的影响，洁净空气送回风短路，无法送至远离空气净化器的区域，则部分区域污染物浓度偏高，达不到使用要求。因此，用稳态参数进行适用面积的估算是不合理的。

本产品是一种大型环境测试舱，墙面及顶面采用保温夹心板（接缝处密封处理），舱体1内组件包括：搅拌风扇11 6个（提供纵向混合动力），循环风扇12 4个（提供横向混合动力），排风口（含气密性良好的电动阀）2个，送风口（含气密性良好的电动阀）2个，恒温恒湿空调机组2 1套，送风管道及排风管道3 1套，排风电动风阀4 1个，污染物传感器10 100套，可调节高度的升降支架100套，测试运送轨道13 1套，电动轨道车14 1个，舱体1设置气密性良好的观察窗6 2个，实验舱门8 1个，操作面板7 1台，舱体1内尺寸：10m×12m×3m，舱体1内体积360m³，大于绝大多数空气净化器的适用面积。也就是说，空气净化器在这种大型环境测试舱中，一定时间内会产生明显的浓度梯度。这种浓度梯度是随着距离空气净化器出风口的远近而递进变化的。通过在舱体内设置的多点矩阵式污染物传感器10，以每个污染物传感器10为中心，建立多个连续的小空间，通过污染物传感器10对污染物浓度的测量，建立空气净化器随时间变化的净化覆盖范围，也就是空气净化器的真实适用面积。

对于四面出风的空气净化器，其适用面积是以空气净化器为中心等距辐射的。而单侧或双侧出风的空气净化器，其适用面积是沿出风方向的非中心型结构，除适用面积参数外，对于这种空气净化器，还应当增加最大净化距离等参数。

测试运送轨道13可以通过手动遥控和自动编程的方式，实现空气净化器在舱体1内指定位置的运送。

恒温恒湿空调机组2通过排风电动风阀4、第一电动送风阀和第二电动送风阀，实现舱体1内的温湿度控制和残留污染物排空。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种测试空气净化器适用面积的测试舱，其特征在于，包括舱体（1），所述舱体（1）的两侧分别设置有第一送风管道（5）和第二送风管道（9），舱体（1）的后端设置有排风管道（3），第二送风管道（9）上套设有恒温恒湿空调机组（2），排风管道（3）上设置有排风净化装置，舱体（1）的前端设置有实验舱门（8）、观察窗（6）和操作面板（7），观察窗（6）上预留有操作孔，舱体（1）内部均匀分布有污染物传感器（10）并且污染物传感器（10）安装在升降支架上，舱体（1）内部还安装有搅拌风扇（11）、循环风扇（12）和测试运送轨道（13），测试运送轨道（13）上滑动安装有电动轨道车（14），电动轨道车（14）、恒温恒湿空调机组（2）、排风净化装置、污染物传感器（10）、升降支架、搅拌风扇（11）和循环风扇（12）均与操作面板（7）相连。

2.根据权利要求1所述的测试空气净化器适用面积的测试舱，其特征在于，所述排风管道（3）上设置有排风电动风阀（4），第一送风管道（5）上设置有第一电动送风阀，第二送风管道（9）上设置有第二电动送风阀，排风电动风阀（4）、第一电动送风阀和第二电动送风阀均与操作面板（7）电连接。

3.根据权利要求1或2所述的测试空气净化器适用面积的测试舱，其特征在于，所述操作面板（7）包括触摸屏、中央处理器、主板、串口和内存条。

4.根据权利要求3所述的测试空气净化器适用面积的测试舱，其特征在于，所述触摸屏采用触摸式LCD显示器。

5.根据权利要求1所述的测试空气净化器适用面积的测试舱，其特征在于，所述电动轨道车（14）包括蓄电池组、电机、有轨车轮和无线信号接收装置，蓄电池组、电机和无线信号接收装置均与操作面板（7）通过信号相连。

6.根据权利要求5所述的测试空气净化器适用面积的测试舱，其特征在于，所述蓄电池组的电压为48V。

7.根据权利要求1所述的测试空气净化器适用面积的测试舱，其特征在于，所述污染物传感器（10）以矩阵的方式分布在舱体（1）内，升降支架的调节高度为0.6-2.2m。

8.一种如权利要求1-7任一所述的测试空气净化器适用面积的测试舱的工作流程，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，通过操作面板（7）设定各部件的工作参数并且各部件启动，恒温恒湿空调机组（2）通过第二送风管道（9）向舱体（1）内送风，当舱体（1）达到预设的温湿度时，恒温恒湿空调机组（2）、第二送风管道（9）关闭，舱体（1）呈密闭状态；

步骤二，通过观察窗（6）的操作孔向舱体（1）内释放一定量的污染物，开启搅拌风扇（11）与循环风扇（12），各个污染物传感器（10）显示实时污染物浓度，通过实时污染物浓度判断污染物分布的均匀程度，当污染物分布均匀后，通过操作面板（7）将电动轨道车（14）送至预定位置并且开启排风净化装置，操作面板（7）上读取任意时刻舱体（1）内污染物浓度分布情况，记录并导出EXCEL格式数据，测试完成后，开启排风电动风阀（4），关闭第一送风管道（5）和第二送风管道（9），将舱体（1）内残余污染物排空即可。