CN110849578A - 一种自然通风器的阻力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种自然通风器的阻力测量装置，涉及风口阻力性能测量技术领域。本装置包括风机段、风量测量段、整流段、测压段、自然通风器及上位机。风机段内设变频风机。风量测量段包含风量测量部件和相应的传感器与上位机连接，包括实现装置的计算、控制及输出自然通风器的压差‑风量曲线及阻力性能参数。整流段和测压段的风管上盖板根据通风器进风口高度移动调整。整流段入口的软质均流板根据风管高度折叠。本发明能够定量地测量不同高度规格的自然通风器阻力性能参数，解决了现有风口阻力测量装置在测量自然通风器时改装难度大、成本高的问题，有助于需要进行检测的机构准确、便捷地测量自然通风器的阻力性能，从而服务于产品选型和建筑设计。
Description
技术领域
本发明涉及风口阻力性能测量技术领域，具体指一种自然通风器的阻力测量装置。
背景技术：
作为新兴的自然通风解决方案，自然通风器克服了传统可开启扇在安全性和立面设计上的缺陷，在高层公共建筑中的应用越来越普及。自然通风器一般安装于幕墙铝合金横框内，可以通过幕墙间隔自由调整通风器个数及安装部位，以保证室内空气的气流组织和空气质量；自然通风器具有抗风压、水密、气密、隔声、过滤等性能，可置于幕墙间隔，不破坏建筑原有立面，保证高层建筑设计的完整性。自然通风器结构多样，形式复杂，规格尺寸繁多。如隐框自然通风器专为隐框幕墙设计，其外表面的平整性能更好地跟幕墙融为一体，不影响建筑外观；竖装自然通风器与竖梁结合安装，单个通风器的安装长度一般为楼层高度；风道预设型自然通风器在幕墙设计时预先设计通风器的安装位置和与连接室内外空气的风道，通风器能与室内装修有效结合在一起，使通风器融入室内环境；直接暴露在室外通风器，该系列通风器本身都比较大，高度在100mm以上，适用于需要大量新风的场景。
按《建筑门窗用通风器》JG/T 233-2017规定，自然通风器在10Pa压差下，每米的通风量应不小于30m3/h，按《空气分布器性能实验方法》JG/T 20-1999进行风量测量。为适应不同场景和不同外立面形态，自然通风器构造复杂多样。一方面，10Pa的压差是一个相对较小的值，多数已有的针对常规机械通风风口的测量装置的设计风压差较大，不适用于自然通风器的测量；另一方面，自然通风器需与建筑梁、板、幕墙形式等设计相配合，规格尺寸多样，不像常规空调风口有较规范的尺寸。自然通风器一般呈扁长形，《建筑门窗用通风器》JG/T 233-2017规定的通风量的标准测量宽度为1m，进风口高度50mm～200mm不等。当需要对一组不同高度的通风器进行阻力特性测量时，传统的风口阻力测量改装难度和改装成本都很大。凡此种种，这些特征使得用于常规机械通风风口的测量装置不适用于自然通风器的测量，也给自然通风器的风量测量带来了一定挑战。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出了一种自然通风器的阻力测量装置，解决常规通风测量装置的设计压差和风管规格不适用于自然通风器测量的现状。
常规风口的阻力测量装置往往是一个固定尺寸的测量装置经过变径管和整流风管改装后配合被测风口的尺寸，这一方面是因为常规风口的长度和宽度没有确定的值，无法搭建固定尺寸的装置，另一方面常规风口的尺寸规格有市场化的统一标准，测量装置经二次改装一般可满足测量要求。
本发明提出一种自然通风器的阻力测量装置，其特点是可测量指定宽度(如标准规定的1m)，任一高度的自然通风器的阻力，而不需要进行二次变径。本装置的计算模块将计算被测自然通风器的阻力系数，开口流量系数，由阻力构件引起的流量折减系数，记录并生成压差-风量性能曲线，有助于自然通风器的阻力特性和通风性能评估，从而指导自然通风器的实际应用。
本发明一种自然通风器的阻力测量装置，包括风机段、风量测量段、整流段、测压段、被测自然通风器和上位机几个部分。
风量测量段与整流段变径密封连接，可焊接；整流段和测压段组成一个整体的风管；测压段与被测通风器法兰连接，可拆卸。
风机段内设置变频风机，可根据需要调节送风量大小。
风量测量段用于测量送风量的大小，包含风量测量部件和相应的传感器；所述风量测量部件为毕托管或孔板流量计或喷嘴流量计。
风量测量段与整流段之间设空隙均匀的均流板用于促使气流均匀分布，为适应风管高度的变化，均流板采用软质多孔材料，一端与风管顶部相连，另一端可根据风管高度折叠于风管底部靠近风量测量段方向。均流板到被测自然通风器的距离需大于3倍的风管当量直径。
整流段的作用是让气流在管段内充分发展，避免产生涡流、压力不稳定等现象。
测压段在距离被测自然通风器进风口约1.5倍的风管当量直径处设置静压环，即在风管壁上均匀开设若干静压小孔并联成测压环，微压差计的正压端连接静压环所处的测量面，负压端与装置外部大气相连。
所述的风量测量传感器和微压差计，及所述变频风机的变频控制器，均与上位机相连。
如上所述，本发明一种自然通风器的风量测量方法，以通风器阻力系数、额定压差下的通风量作为通风器通风性能优劣的共同衡量指标，弥补市场上对通风器风量测量的认识不足和采信不足等缺陷。该装置能够定量地在一种相对标准工况下测量通风器的性能参数，从而便于衡量通风器的实际运行效果。
附图说明
图1为本发明一种自然通风器的阻力测量装置结构连接示意图；
图2为本发明实施例上位机与风机变频控制器、风量测量传感器和微压差计的连接示意图。
标记号说明
1：风机段；
2：风量测量段；
3：整流段；
4：测压段；
5：自然通风器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述
本发明一种自然通风器的阻力测量装置(如附图1所示)。
一种自然通风器的阻力测量装置，包括风机段1、风量测量段2、整流段3、测压段4、自然通风器5和上位机构成。
所述风机段1设置根据需要调节送风量大小的变频风机。
所述风机段1与风量测量段2经变径密封连接。
所述风量测量段2内设置风量测量部件及相应的传感器，所述的风量测量部件为毕托管或孔板流量计或喷嘴流量计。
所述风量测量段2与整流段3之间设置促使气流均匀分布、空隙均匀的均流板；所述均流板与测压段4的距离大于3倍的风管当量直径；所述均流板采用软质多孔材料，并根据风管高度变化折叠或展开，被折叠端位于靠近风量测量段的方向。
所述测压段4在距离被测自然通风器5进风口约1.5倍的风管当量直径处设置静压环，即在风管壁上均匀开设若干静压小孔并联成测压环，微压差计的正压端连接静压环所处测量面，负压端与测量装置外部大气相连。
所述整流段3和测压段4组成的扁形风管的上盖板可移动，其他面固定安装且密封；所述可移动盖板四周装有强力磁铁和可回弹密封条，风管外侧也装有与可移动盖板的磁铁位置相对应的强力磁铁，根据被测通风器的进风口高度移动磁铁位置，即可实现装置对不同高度规格的自然通风器的测量。
所述的风量测量传感器及微压差传感器和所述的变频风机的变频控制器与上位机(如附图2所示)相连。
通过所述上位机，在测量前设定风量值及风量控制误差(如±1～10％)，根据设定的风量值控制风机段的风机频率，并根据风量测量段测得的风量值反馈调节风机频率，当设定风量值与实测风量值在设定的风量控制误差范围内时，装置的送风量达到进行数据记录和分析的稳定水平。上位机将记录当前风量值和对应的压差，并根据多组测量结果生成不同风量下对应的压差-流量特性曲线，计算被测自然通风器的阻力系数、开口流量系数及由阻力构件引起的风量折减系数，计算公式为：
式中，ξ为自然通风器的局部阻力系数；Ps为静压测量值，Pa；Pv为动压，Pa；Pt为全压，Pa；qv为相同实验条件下测出的通风量，m3/h；Ad为风管截面积，m2；Cd为开口流量系数，λ为由阻力构件引起的风量折减系数，Cds为有阻力构件时的开口流量系数；Cdo为无阻力构件时的开口流量系数。
综上所述，鉴于自然通风器种类繁多，规格多样，本发明提出了一种自然通风器的阻力测量方法，可测量指定宽度(如1m)，不同高度的自然通风器，能够定量地在一种相对标准工况下测量自然通风器的性能参数，便于衡量自然通风器的实际运行效果。本发明为自然通风器的性能检测提供了新的方法和思路，有助于需要进行检测的机构或个人准确、便捷地检测自然通风器的阻力特性和通风能力，从而服务于产品选型和建筑设计。
Claims (7)
1.一种自然通风器的阻力测量装置，其特征在于，包括风机段(1)、风量测量段(2)、整流段(3)、测压段(4)、自然通风器(5)及上位机构成。
2.如权利要求1所述的一种自然通风器的阻力测量装置，其特征在于，所述风机段(1)与风量测量段(2)经变径密封连接；
所述风量测量段(2)与整流段(3)之间设置促使气流均匀分布、空隙均匀的均流板，均流板与测压段(4)的距离大于3倍的风管当量直径。
3.如权利要求1所述的一种自然通风器的阻力测量装置，其特征在于，所述风量测量段(2)包含风量测量部件和相应的传感器；
所述风量测量部件为毕托管或孔板流量计或喷嘴流量计；
所述测压段(4)在距离自然通风器(5)进风口约1.5倍的风管当量直径处设置静压环，即在风管壁上均匀开设若干静压小孔并联成测压环，微压差计的正压端连接静压环所处测量面，负压段与装置外部大气相连。
4.如权利要求1所述的一种自然通风器的阻力测量装置，其特征在于，所述整流段(3)和测压段(4)组成的扁形风管的盖板可移动，其他面固定安装；
所述可移动盖板为适应被测自然通风器的进风口高度变化，其四周装有强力磁铁和可回弹密封条，风管外侧也装有与可移动盖板的磁铁位置相对应的强力磁铁，根据自然通风器(5)的进风口高度调整磁铁位置。
5.如权利要求1所述的一种自然通风器的阻力测量装置，其特征在于，所述风机段(1)内设置根据需要调节送风量大小的变频风机。
6.如权利要求1、3、5任一所述的一种自然通风器的阻力测量装置，其特征在于，所述上位机与所述的变频风机的变频控制器和所述的风量测量传感器及微压差计相连；
所述上位机根据设定的风量值控制风机段(1)内的变频风机频率，并根据风量测量段(2)测得的风量值反馈调节变频风机频率；
当风量设定值与风量实际值在设定误差范围内，装置的送风量达到进行数据记录和分析的稳定水平；
上位机将记录当前风量值和对应的压差，生成不同风量下对应的压差-风量性能曲线，并计算被测自然通风器(5)的阻力系数、开口流量系数及由阻力构件引起的风量折减系数，计算公式为：
式中，ξ为自然通风器的局部阻力系数；
Ps为静压测量值，Pa；
Pv为动压，Pa；
Pt为全压，Pa；
qv为相同实验条件下测出的通风量，m3/h；
Ad为风管截面积，m2；
Cd为开口流量系数，Cds表示有阻力构件时的开口流量系数，Cdo表示无阻力构件时的开口流量系数；
λ为由阻力构件引起的风量折减系数。
7.如权利要求2所述的一种自然通风器的阻力测量装置，其特征在于，所述均流板采用软质多孔材料，根据风管高度变化折叠或展开，被折叠端位于靠近风量测量段的方向。
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|---|---|---|---|---|
| CN111537179A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-14 | 东南大学 | 基于小型风洞的纱窗小微压降测试装置 |
| CN112665871A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-16 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 汽车前端冷却模块风量测试系统和方法 |
| CN117311276A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-12-29 | 深圳海容高新材料科技有限公司 | 一种纳米新材料生产车间的安全监控系统 |
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