CN110082142A - 一种空气过滤器能耗对比测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种空气过滤器能耗对比测试装置，包括风管系统、数据采集传输系统、电控柜，所述风管系统包括防雨罩、过滤室，风量测量段、风机及排风段，数据采集传输系统包括检测仪表、无线PLC，其主要功能是检测电量和非电量信号、信号扩展、通过互联网传输到用户端等，电控柜内安装有变频配电装置、智能电能表和无线PLC，主要功能是调节风机的转速、为测试装置提供电源，计量所消耗的电耗。借助于该装置可以在大气尘下，通过测量风机的电耗，获得空气过滤器的阻力能耗，能真实地反映实际运行情况下空气过滤器的阻力能耗。

Description

一种空气过滤器能耗对比测试装置

技术领域

本发明涉及空气过滤器性能检测技术领域，尤指一种空气过滤器能耗对比测试装置。

背景技术

空气过滤器广泛运用于办公楼宇、透平机械、洁净厂房、医院等国民经济的各个领域，能耗总量大，有关统计资料显示：在一般的办公楼宇中HVAC设备的能耗约占建能耗的40％，洁净厂房中HVAC设备的能电则占到总能耗的80％，其中风机能耗占HVAC设备能耗的50％，而风机能耗的很大一部分来自空气过滤器阻力，其阻力能耗占风机能耗的10％～30％；在燃气透平进气过滤应用中，空气过滤器的阻力每增加25mm水柱，将多消耗0.5％的燃气透平出力，同时热耗将增加0.1％。所以，在实际应用中，空气过滤器的阻力能耗不容忽视。

为评价空气过滤器的能耗，欧洲通风协会发布了基于EN779标准的过滤器能耗评价规范EUROVENT 4/11，该规范依据EN779标准测试的过滤器阻力随容尘量变化曲线及容尘量计算过滤器阻力能耗，并结合EN779测试的过滤效率对过滤器进行能耗分级。但容尘量变化曲线的测量所采用的人工负荷尘与大气粉尘特性有着较大的差异，且终压下容尘量与大气尘的特性密切相关，所测试的过滤器阻力及容尘量不能准确地预测大气尘下过滤器阻力特性和最终阻力，以此为基础所计算的能耗不能反映空气过滤器的实际能耗水平。尽管空气过滤器还没有纳入中国能效强制实施的产品范围，但真实地测试空气过滤器的能耗，对选择过滤效率高、能耗低的空气过滤器，具有现实指导意义。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空气过滤器能耗对比测试装置，包括风管系统、数据采集传输系统、电控柜，所述风管系统由防雨罩、过滤室、风量测量段、风机、排风段等组成，所述的过滤室安装有待测过滤器，所述风机的驱动电机为变频电机，所述的数据采集传输系统包括检测仪表、无线PLC、智能电表，所述的检测仪表包括过滤器差压变送器、风量测量装置，所述的差压变送器安装在过滤室上下游，所述的风量测量装置安装在风量测量段，所述的变频配电装置、智能电表、无线PLC是安装在电控柜内的，所述检测仪表、智能电表与无线PLC电性连接，所述无线PLC输出端与变频配电装置输入端电性连接，所述变频配电装置输出端与风机电机输入端电性连接，所述的智能电表的CT和PT与变频配电装置中电机的馈线回路电磁相连，所述无线PLC通过互联网与客户端相连接。

具体地，还包括集成箱，所述风管系统、数据采集传输系统、电控柜均设于集成箱内部。

本发明的原理是：利用环境空气作为试验气源，通过无线PLC和变频配电装置将风管系统的风速控制在待测过滤器的公称风速下，先测试未装过滤器时的风机电耗，然后安装待测过滤器，实时检测风机的电耗，当过滤器的差压达到终值时，结束测试。测试过程中风机的输入功率需要克服风管系统的沿程阻力、局部阻力及过滤器的阻力。在风量一定的情况下，风管系统的沿程阻力、局部阻力随大气温度、湿度、含尘量的变化不会有太大的差异，而过滤器的阻力会随着测试时间的延长，容尘量不断增大，其阻力将随之增大，因此克服过滤器的阻力的能耗等于测试装置的总能耗与风管系统能耗之差，由此测量出过滤器的能耗。

本发明的有益效果在于：由于是在大气尘环境下进行测试的，所测试的空气过滤器的能耗真实地反映实际运行能耗，为选择低能耗高过滤器效率的空气过滤器提供了可靠的依据；测试装置安装在集成箱内的，可根据需要将试验台移动到空气过滤器的使用区域进行能耗测试。测试数据均通过网络传递到服务器上，可登陆服务器实时浏览或者下载数据，实现无人值守，降低性能测试强度。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明的立体示意图；

图3是本发明的风速闭环控制结构图；

图4是本发明的远程传输拓扑图。

附图标号说明：1.风管系统；2.防雨罩；3.过滤室；4.风量测量段；5.风机；6.排空管；7.支架；8.电控柜；9.集成箱；10.差压变送器；11.风量测量装置；12.无线PLC；13变频配电装置；14.智能电表，15.待测过滤器。

具体实施方式

实施例1，请参阅图1、2所示，本实施例采用风机安装在风管系统末端的负压运行系统，设立的2个风管系统，单列布置在集成箱9内，通过紧固件固定在支架7上。每个风管系统1均依序设有防雨罩2、过滤室3、风量测量段4，风机5，排空管6。过滤室3的上、下游处引出取样管与差压变送器10的高低压进口相连接，风量测量段4中安装有风量测量装置11。待测过滤器15安装于风管系统1的过滤室3内。

测试装置的变频配电装置13、智能电表14和无线PLC12安装在电控柜内。所述的检测仪表、智能电表与无线PLC电性连接，所述无线PLC通过互联网与客户端相连接、所述变频配电装置输出端与风机电机输入端电性连接，所述的智能电表与变频配电装置中电机的馈线回路电磁相连。

所述风管系统1、电控柜8均设于集成箱9内部。

根据现有过滤器的额定风量，风机5额定风量、全压分别设计为6000Nm³/h，3000Pa，其配套电机为变频电机。

根据风机5的选型及过滤器的尺寸，风管系统尺寸为610x610的方型管，材料均为镀锌碳钢，厚度5mm。

压变送器10量程范围为0KPa至3KPa。风量测量装置11的量程为风机5额定风量的1.2倍。

实施例2，请参阅图1所示。智能电表14布置在变频配电装置13之前，其计量回路中的CT和PT与电源的馈线回路电磁相连；变频配电装置13电源输出端与风机5电机输入端电性连接；差压变送器10、风量测量装置11、变频配电装置13中的智能电表14检测的物理量信号送到无线PLC12中，风量测量装置11所测的信号在PLC12中扩展为2个信号，一个用于远程传输，另一个作为变频配电装置13的反馈信号。

如图3所示，风管系统1的风量采用闭环调节的办法维持风量恒定。在变频配电装置13的操作面板设定风量，当设定风量与当前风量测量装置11测量值存在差异时，变频配电装置13调整馈电频率，改变风机的转速，直至实测风量与设定风量一致。在测试过程中，随着测试时间的加长，空气过滤器的容尘量将增大，阻力也升高，通过变频配电装置13的闭环调节可以维持风管系统1风量的恒定。

实施例3，请参阅图4，差压变送器10、风量测量装置11、将数据上传至无线PLC12，无线PLC12接收到差压变送器10、风量测量装置11、智能电表的信号后，通过网络传输至服务器，在客户端登陆服务器可实时浏览或者下载数据，实现测试的无人值守。

实测实施例4，测试前，首先在变频配电装置13上输入风量设定值，设定值应等于待测过滤器15的额定风量；第二步在未安装过滤器15情况下，进行空载测试，记录风量稳定后测试时间T₀及所用电量W₀；第三步停机安装待测过滤器15，然后开机待风量稳定后开始计时，当过滤器15压差达到终值时，终止测试。第四步，在计算机上下载的数据，按下列公式计算空气过滤器15的能耗。

W＝W_T-W₀/T₀*T

式中T、W_T分别为过滤器15的差压达到终值时所需的时间及电耗。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种空气过滤器能耗对比测试装置，其特征在于：包括风管系统、数据采集传输系统、电控柜，所述风管系统由防雨罩、过滤室、风量测量段、风机、排风段等组成，所述的过滤室安装有待测过滤器，所述风机的驱动电机为变频电机，所述的数据采集传输系统包括检测仪表、无线PLC，所述的检测仪表包括过滤器差压变送器、风量测量装置，所述的差压变送器安装在过滤室上下游，所述的风量测量装置安装在风量测量段，所述的变频配电装置、智能电表和无线PLC安装在电控柜内，所述的检测仪表、智能电表与无线PLC电性连接，所述无线PLC通过互联网与客户端相连接、所述变频配电装置输出端与风机电机输入端电性连接，所述的智能电表与变频配电装置中电机的馈线回路电磁相连。

2.根据权利要求1所述的一种空气过滤器能耗对比测试装置，其特征在于：还包括集成箱，所述风管系统、电控柜均设于集成箱内部。

3.根据权利要求1所述的一种空气过滤器能耗对比测试装置，其特征在于：所述电控柜中变频配电装置配有智能电表，以测试风机配套电机的电耗，实现了对空气过滤器能耗的实时计量。

4.根据权利要求1所述的一种空气过滤器能耗对比测试装置，其特征在于：所述的变频配电装置、智能电表和无线PLC是集成在电控柜中的。

5.根据权利要求1所述的一种空气过滤器能耗对比测试装置，其特征在于：所述的风管系统有2个。

6.根据权利要求1所述的一种空气过滤器能耗对比测试装置，其特征在于：所述无线PLC通过互联网与客户端相连接。