CN113640023A - 一种带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，包括：S1.将被试机置于全热交换监测系统的试验室中，检测并记录被试机与四周墙壁的距离以及风速；S2.通过风管连接被试机出风口到静压箱，检测并记录大气压力、干球温度、湿球温度和相对湿度；S3.向被试机中加入水后，启动被试机和排风机，检测并记录静压环压力以及喷嘴前后的静压差；S4.预运行被试机0.5小时后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压差、喷嘴空气密度、进风干球温度、进风湿球温度、出风干球温度、出风湿球温度、大气压力、出风空气含湿量、进风空气含湿量、出风空气密度，计算被试机的瞬时加湿量。本发明可以监测带风机类加湿器各个时间点的加湿量变化，确保带风机类加湿器稳定运行。

Description

一种带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法
技术领域
本发明涉及加湿量检测分析领域，更具体地，涉及一种带风机类加湿器 的瞬时加湿量检测方法。
背景技术
空气湿度是影响环境舒适度的重要因素之一，特别是在北方地区和经常 使用空调的场所，因此增加环境湿度的加湿器越来越在医药、电子、计算机、 食品、化工、烟草、检测、养殖等诸多行业得到广泛应用。加湿器通常是利 用风机将空气吸入，然后让空气带着产生的水雾一起吹出至周围环境中，从 而对空气进行加湿。
现有加湿器的加湿量测试方法一般使用重量法进行，如GB/T 23332-2018 是在特定温度和相对湿度的环境，测试单位时间内加湿器重量的变化值，这 些方法能直观的表达加湿器一个时间段内的加湿量，但不能测试瞬时的加湿 量。对于重量大、体积大、风机震动强烈或带水管连续加水类型的加湿器的 加湿量，此类加湿产品难以检测水重量变化、整机体重变化和机内水体积变 化。部分不合格的加湿器，内部水渗漏，或加湿水以液态方式喷出而非气态 的有效加湿方式加湿，造成的整机重量变化会导致加湿量误算偏大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够监测带风机类加湿器各个时间点的加湿 量变化，确保带风机类加湿器稳定运行；同时能缩短检测周期，且检测过程 合理规范，数据稳定的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法。
本发明所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，包括：
S1.将带风机类加湿器被试机置于全热交换监测系统的试验室中，检测 并记录被试机与四周墙壁的距离以及距被试机1m处的风速；
S2.通过风管连接被试机出风口到静压箱，检测并记录试验室内的大气 压力、干球温度、湿球温度和相对湿度；
S3.向被试机中加入水后，启动被试机和排风机，检测并记录静压箱的 静压环压力以及喷嘴箱中喷嘴前后的静压差；
S4.预运行被试机0.5小时后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压差、喷嘴空 气密度、出风风量、进风干球温度、进风湿球温度、出风干球温度、出风湿 球温度、大气压力、出风空气含湿量、进风空气含湿量、出风空气密度，计 算被试机的瞬时加湿量Q1；
S5.针对加湿量恒定不变的被试机，不执行此步骤；针对加湿量非恒定状 态的被试机，被试机继续运行若干时间后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压 差、喷嘴空气密度、出风风量、进风干球温度、进风湿球温度、出风干球温 度、出风湿球温度、大气压力、出风空气含湿量、进风空气含湿量、出风空 气密度，计算被试机的瞬时加湿量Qn(n为≥2的正整数)。
优选地，步骤S1中，所述试验室大小应该满足被试机与四周墙壁的最小 距离不小于1m；室内空气循环应满足距被试机1m处的风速不超过0.5m/s。
优选地，步骤S1中，所述风管的材料应选择易切割和比热容低的材料， 减少被试机出风的空气与风道外的能量转换，材料表面应平滑，减少导风过 程中产生的阻力。所述风管截面积大于被试机出风口，风管方向为被试机出 风方向。
优选地，步骤S2中，所述试验室内干球温度为23±2℃，优选为23±0.3℃， 相对湿度为30％RH-35％RH。
优选地，步骤S3中，所述加入被试机的水按照其使用说明书的要求配制； 无要求的，按GB/T 23119规定的方法配置总硬度为(1.50±0.20) mmol/L(Ca2+/Mg2+)的水。
优选地，步骤S3中，所述静压箱的静压环压力为(0±2)Pa，优选为(0 ±0.5)Pa；通过控制排风机功率、喷嘴直径和数量改变来控制所述喷嘴箱中 喷嘴的前后静压差为200Pa-700Pa，优选为250Pa-350Pa。
优选地，步骤S4和/或S5中，所述出风风量为各个喷嘴风量总和，单个 喷嘴风量计算方法为：
单个喷嘴风量
Figure BDA0003198068750000031
单位为：m/h，其中，
C为喷嘴流量系数，见参照GB/T1236-2017中表4；
A为喷嘴面积，单位为：㎡；
ΔP为喷嘴前后的静压差，单位为：Pa；
ρn为喷嘴处空气密度，单位为：kg/m3。
其中，喷嘴处空气密度ρn可直接读取全热交换检测系统中的喷嘴空气密 度得到。
优选地，步骤S4和/或S5中，所述出风风量也可直接读取全热交换检测 系统软件中的风量数值。
优选地，步骤S4和/或S5中，所述喷嘴空气密度，进风干球温度、进风 湿球温度、出风干球温度、出风湿球温度、大气压力均可直接读取全热交换 检测系统中的数值得到。
优选地，步骤S4和/或S5中，所述出风(进风)空气含湿量的计算方法 为：
出风(进风)空气含湿量
Figure BDA0003198068750000032
单位为：g/kg，其中，
d为干空气含湿量，单位为：g/kga。
优选地，步骤S4和/或S5中，所述瞬时加湿量的计算方法为：
瞬时加湿量Q＝L×ρg×(Dc-Dj)/ρl，单位为：mL/h，其中，
L为被试机的出风风量，单位为：m/h；
ρg为出风空气密度，单位为：kg/m3；
Dc为出风空气含湿量，单位为：g/kg；
Dj为进风空气含湿量，单位为：g/kg；
ρl为水密度，单位为1g/mL。
优选地，步骤S5中，可重复步骤S5，并制作瞬时加湿量与时间的关系 曲线。
与现有的加湿量检测方法相比，本发明具有以下的有益效果：
1)本发明最终检测得到的瞬时加湿量，可以监测带风机类加湿器各个 时间点的加湿量变化，确保带风机类加湿器稳定运行；同时能缩短检测周期， 且检测过程合理规范，数据稳定，可客观反映带风机类加湿器的瞬时加湿量， 同时能测定风量，为带风机类加湿器生产企业、进出口贸易和检测实验室提 供了便利，填补了国内相关检测技术领域的技术空白。
2)本发明最终检测得到的瞬时加湿量，可以用来直接检测重量大、体 积大、风机震动强烈或带水管连续加水类型等难以检测水重量变化、整机体 重变化和机内水体积变化的带风机类加湿器的瞬时加湿量，且可避免带风机 类加湿器的无效加湿造成的加湿量误算。
附图说明
图1为本发明实施例中被试机置于全热交换检测系统中整体结 构示意图；其中包含被试机(1)，空气采样器(2)，风管(3)， 静压环(4)，静压箱(5)，喷嘴箱(6)，喷嘴(7)，排风机(8)；
图2为本发明实施例4中被试机的瞬时加湿量与运行时间关系曲 线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，所述实施例只用 于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方 法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明， 为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1
一种带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，包括：
S1.将带风机类加湿器被试机置于如图1所示的全热交换监测系统的试 验室中，用尺子测量被试机与四周墙壁的距离分别为2.1m、2.1m、2.5和2.4m， 用风速计测量距被试机1m处的风速为0.4m/s；
S2.通过风管连接被试机出风口到静压箱，确保风管覆盖被试机的出风 口，连接静压箱的方向为被试机出风方向，检查风管密封性，检测并记录试 验室内的大气压力100.313kPa，控制试验室内的干球温度为23±0.3℃，湿 球温度为13.5±0.2℃，通过焓湿图得到相对湿度为33.17％RH；
S3.向被试机中加入足量总硬度为(1.50±0.20)mmol/L(Ca2+/Mg2+)水后， 启动被试机和排风机，选择一个Φ50mm的喷嘴，通过排风机的档位控制静压 箱的静压环压力为0±0.5Pa，喷嘴箱中喷嘴前后的静压差为285.3Pa；所选 喷嘴的流量系数C为0.954，喷嘴面积A为19.625cm2；
S4.预运行被试机0.5小时后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压差为 289.1Pa，喷嘴空气密度为1.156kg/m3，出风干球温度为30.21℃，出风湿 球温度为29.36℃，进风干球温度为23.02℃，进风湿球温度为13.50℃，大 气压力为100.313kPa；根据焓湿图得出风干空气含湿量为dc为26.08g/kga， 出风密度ρg为1.134kg/m3，进风干空气含湿量dj为5.83g/kga；先计算单个 喷嘴风量
Figure BDA0003198068750000051
由于所述出风风量为各个喷嘴风量总和， 得到出风风量为151m/h；然后按出风(进风)空气含湿量
Figure BDA0003198068750000052
得 出风空气含湿量Dc为25.42g/kg，进风空气含湿量Dj为5.80g/kg，再按瞬时 加湿量Q＝L×ρg×(Dc-Dj)/ρl得到被试机的瞬时加湿量Q1为 3359.6mL/h。
实施例2
一种带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，包括：
S1.将带风机类加湿器被试机置于如图1所示的全热交换监测系统的试 验室中，用尺子测量被试机与四周墙壁的距离分别为2.0m、2.0m、2.3和2.4m， 用风速计测量距被试机1m处的风速为0.3m/s；
S2.通过风管连接被试机出风口到静压箱，确保风管覆盖被试机的出风 口，连接静压箱的方向为被试机出风方向，检查风管密封性，检测并记录试 验室内的大气压力101.046kPa，控制试验室内的干球温度为23±0.2℃，湿 球温度为13.5±0.3℃，通过焓湿图得到相对湿度为33.00％RH；
S3.向被试机中加入足量总硬度为(1.50±0.20)mmol/L(Ca2+/Mg2+)水后， 启动被试机和排风机，选择一个Φ50mm和一个Φ70mm的喷嘴，排风机以最低 功率运行，出风静压为负值，且喷嘴的前后静压差130.7Pa；改只用一个Φ70mm 的喷嘴，喷嘴的前后静压差为237.5Pa；所选喷嘴的流量系数C为0.959，喷 嘴面积A为38.465cm2；
S4.预运行被试机0.5小时后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压差为 236.7Pa，喷嘴空气密度为1.170kg/m3，出风干球温度为28.33℃，出风湿 球温度为27.92℃，进风干球温度为23.02℃，进风湿球温度为13.52℃，大 气压力为101.046kPa；根据焓湿图得出风干空气含湿量为dc为23.89g/kga， 出风密度ρg为1.151kg/m3，进风干空气含湿量dj为5.77g/kga；先在全热交 换监测系统中直接读取出风风量为267m/h；然后按出风(进风)空气含湿量
Figure BDA0003198068750000061
得出风空气含湿量Dc为23.33g/kg，进风空气含湿量Dj为5.74 g/kg，再按瞬时加湿量Q＝L×ρg×(Dc-Dj)/ρl得到被试机的瞬时加湿量 Q1为5405.7mL/h。
实施例3：
一种带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，包括：
S1.将带风机类加湿器被试机置于如图1所示的全热交换监测系统的试 验室中，用尺子测量被试机与四周墙壁的距离分别为2.2m、2.2m、2.1和2.1m， 用风速计测量距被试机1m处的风速为0.3m/s；
S2.通过风管连接被试机出风口到静压箱，确保风管覆盖被试机的出风 口，连接静压箱的方向为被试机出风方向，检查风管密封性，检测并记录试 验室内的大气压力100.089kPa，控制试验室内的干球温度为23±0.2℃，湿 球温度为13.5±0.3℃，通过焓湿图得到相对湿度为33.22％RH；
S3.向被试机中加入足量总硬度为(1.50±0.20)mmol/L(Ca2+/Mg2+)水后， 启动被试机和排风机，选择一个Φ150mm喷嘴，喷嘴的前后静压差为240.1Pa； 所选喷嘴的流量系数C为0.959，喷嘴面积A为176.625cm2；
S4.预运行被试机0.5小时后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压差为 238.9Pa，喷嘴空气密度为1.158kg/m3，出风干球温度为25.54℃，出风湿 球温度为25.21℃，进风干球温度为23.01℃，进风湿球温度为13.51℃，大 气压力为100.120kPa；根据焓湿图得出风干空气含湿量为dc为20.45g/kga， 出风密度ρg为1.154kg/m3，进风干空气含湿量dj为5.86g/kga；先在全热交 换监测系统中直接读取出风风量为1239m/h；然后按出风(进风)空气含湿量
Figure BDA0003198068750000071
得出风空气含湿量Dc为20.04g/kg，进风空气含湿量Dj为 5.83g/kg，再按瞬时加湿量Q＝L×ρg×(Dc-Dj)/ρl得到被试机的瞬时加 湿量Q1为20317.5mL/h；
S5.针对加湿量非恒定状态的被试机，被试机继续运行0.5小时后，检 测并记录喷嘴瞬时前后的静压差为238.4Pa，喷嘴空气密度为1.156kg/m3， 出风干球温度为26.04℃，出风湿球温度为25.26℃，进风干球温度为23.01℃， 进风湿球温度为13.52℃，大气压力为100.120kPa；根据焓湿图得出风干空 气含湿量为dc为20.33g/kga，出风密度ρg为1.152kg/m3，进风干空气含湿量 dj为5.87g/kga；先在全热交换监测系统中直接读取出风风量为1238m/h； 然后按出风(进风)空气含湿量
Figure BDA0003198068750000081
得出风空气含湿量Dc为19.92g/kg，进风空气含湿量Dj为5.84g/kg，再按瞬时加湿量Q＝L×ρg×(Dc-Dj)/ρl得到被试机的瞬时加湿量Q2为20080.6mL/h；步骤S4得到的瞬时加湿量Q1与 步骤S5得到的瞬时加湿量Q2两者的差值可知该被试机存在加湿量变化。
实施例4：
一种带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，包括：
S1.将带风机类加湿器被试机置于如图1所示的全热交换监测系统的试 验室中，用尺子测量被试机与四周墙壁的距离分别为2.0m、2.0m、2.1和2.0m， 用风速计测量距被试机1m处的风速为0.3m/s；
S2.通过风管连接被试机出风口到静压箱，确保风管覆盖被试机的出风 口，连接静压箱的方向为被试机出风方向，检查风管密封性，检测并记录试 验室内的大气压力101.243kPa，控制试验室内的干球温度为23±0.2℃，湿 球温度为13.5±0.3℃，通过焓湿图得到相对湿度为33.00％RH；
S3.向被试机中加入足量总硬度为(1.50±0.20)mmol/L(Ca2+/Mg2+)水后， 启动被试机和排风机，选择一个Φ70mm的喷嘴，喷嘴的前后静压差为281.4Pa； 所选喷嘴的流量系数C为0.959，喷嘴面积A为38.465cm2；
S4.预运行被试机0.5小时后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压差为 281.7Pa，喷嘴空气密度为1.173(24.22℃，97.98％RH)kg/m3，出风干球温 度为24.43℃，出风湿球温度为24.18℃，进风干球温度为23.02℃，进风湿 球温度为13.52℃，大气压力为101.243kPa；根据焓湿图得出风干空气含湿 量为dc为19.00g/kga，出风密度ρg为1.172kg/m3，进风干空气含湿量dj为5.76g/kga；先在全热交换监测系统中直接读取出风风量为291m/h；然后按 出风(进风)空气含湿量
Figure BDA0003198068750000091
得出风空气含湿量Dc为18.65g/kg，进 风空气含湿量Dj为5.73g/kg，再按瞬时加湿量Q＝L×ρg×(Dc-Dj)/ρl得 到被试机的瞬时加湿量Q1为4406.4mL/h；
S5.针对加湿量非恒定状态的被试机，被试机继续运行10分钟后，检测 并记录喷嘴瞬时前后的静压差为281.4Pa，喷嘴空气密度为1.159(27.16℃， 97.94％RH)kg/m3，出风干球温度为30.89℃，出风湿球温度为30.60℃，进 风干球温度为23.02℃，进风湿球温度为13.51℃，大气压力为101.243kPa； 根据焓湿图得出风干空气含湿量为dc为28.09g/kga，出风密度ρg为1.141kg/m 3，进风干空气含湿量dj为5.75g/kga；先在全热交换监测系统中直接读取出 风风量为293m/h；然后按出风(进风)空气含湿量
Figure BDA0003198068750000092
得出风空 气含湿量Dc为27.32g/kg，进风空气含湿量Dj为5.72g/kg，再按瞬时加湿量 Q＝L×ρg×(Dc-Dj)/ρl得到被试机的瞬时加湿量Q2为7221.2mL/h；
S6.重复S5步骤得到被试机的瞬时加湿量Q3为4561.4mL/h；
S7.重复S5步骤得到被试机的瞬时加湿量Q4为6988.8mL/h；
S8.重复S5步骤得到被试机的瞬时加湿量Q5为4493.7mL/h；
S9.步骤S4、S5、S6、S7和S8得到被试机的瞬时加湿量Q1、Q2、Q3、 Q4、Q5与其运行时间的关系制作曲线如图2。
对比例1：
GB/T 23332-2018附录B加湿量测定方法，包括：
S1.将被试机置于实验室中，向被试机中加入足量总硬度为(1.50±0.20) mmol/L(Ca2+/Mg2+)水后，启动被试机；
S2.预运行被试机0.5小时后，称量被试机的整机质量m1为21543.2g；
S3.被试机运行3小时停止试验，称量被试机的整机质量为m2为 18321.7g；
S4.加湿量按下式计算
Q＝3600(m1-m2)/(ρ×T)，单位为mL/h，其中，
m1为试验开始时加湿器的整机质量，单位为g；
m2为试验结束时加湿器的整机质量，单位为g；
ρ为水密度，为1g/mL；
T为加湿量试验的时间，单位为s。
得到加湿量为3221.5mL/h。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不 能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演 或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，包括：
S1. 将带风机类加湿器被试机置于全热交换监测系统的试验室中，检测并记录被试机与四周墙壁的距离以及距被试机1m处的风速；
S2. 通过风管连接被试机出风口到静压箱，检测并记录试验室内的大气压力、干球温度、湿球温度和相对湿度；
S3. 向被试机中加入水后，启动被试机和排风机，检测并记录静压箱的静压环压力以及喷嘴箱中喷嘴前后的静压差；
S4. 预运行被试机0.5小时后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压差、喷嘴空气密度、出风风量、进风干球温度、进风湿球温度、出风干球温度、出风湿球温度、大气压力、出风空气含湿量、进风空气含湿量、出风空气密度，计算被试机的瞬时加湿量Q1；
S5.针对加湿量恒定不变的被试机，不执行此步骤；针对加湿量非恒定状态的被试机，被试机继续运行若干时间后，检测并记录喷嘴瞬时前后的静压差、喷嘴空气密度、出风风量、进风干球温度、进风湿球温度、出风干球温度、出风湿球温度、大气压力、出风空气含湿量、进风空气含湿量、出风空气密度，计算被试机的瞬时加湿量Qn（n为≥2的正整数）。
2.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述试验室大小应该满足被试机与四周墙壁的最小距离不小于1m；室内空气循环应满足距被试机1m处的风速不超过0.5m/s。
3.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S2中，所述试验室内干球温度为23±2℃，优选为23±0.3℃，相对湿度为30%RH-35%RH。
4.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S3中，所述加入被试机的水按GB/T 23119规定的方法配置总硬度为（1.50±0.20）mmol/L(Ca2 +/Mg2+)的水。
5.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S3中，所述静压箱的静压环压力为（0±2）Pa，优选为（0±0.5）Pa；所述喷嘴箱中喷嘴的前后静压差为200Pa-700Pa，优选为250Pa-350Pa。
6.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S4和/或S5中，所述出风风量为各个喷嘴风量总和，单个喷嘴风量计算方法为：
单个喷嘴风量
Figure RE-436697DEST_PATH_IMAGE001
，单位为：m³/h，其中，
C为喷嘴流量系数，参照GB/T1236-2017中表4；
A为喷嘴面积，单位为：㎡；
Figure RE-766047DEST_PATH_IMAGE002
为喷嘴前后的静压差，单位为：Pa；
Figure RE-512417DEST_PATH_IMAGE003
为喷嘴处空气密度，单位为：kg/m³。
7.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S4和/或S5中，所述喷嘴空气密度，进风干球温度、进风湿球温度、出风干球温度、出风湿球温度、大气压力均可直接读取全热交换检测系统中的数值得到。
8.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S4和/或S5中，所述出风（进风）空气含湿量的计算方法为：
出风（进风）空气含湿量
Figure RE-243613DEST_PATH_IMAGE004
，单位为：g/kg，其中，
Figure RE-551491DEST_PATH_IMAGE005
为干空气含湿量，单位为：g/kga。
9.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S4和/或S5中，所述瞬时加湿量的计算方法为：
瞬时加湿量
Figure RE-102558DEST_PATH_IMAGE006
，单位为：mL/h，其中，
Figure RE-652619DEST_PATH_IMAGE007
为被试机的出风风量，单位为：m³/h；
Figure RE-238321DEST_PATH_IMAGE008
为出风空气密度，单位为：kg/m³；
Figure RE-979750DEST_PATH_IMAGE009
为出风空气含湿量，单位为：g/kg；
Figure RE-283692DEST_PATH_IMAGE010
为进风空气含湿量，单位为：g/kg；
Figure RE-371865DEST_PATH_IMAGE011
为水密度，单位为1g/mL。
10.根据权利要求1所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S5中，可重复步骤S5，并制作瞬时加湿量与时间的关系曲线。
11.根据权利要求1或9所述的带风机类加湿器的瞬时加湿量检测方法，其特征在于，步骤S5中，若干时间可以最短5秒的时间间隔进行读数，时间间隔和检测次数可自由选择，并且不同被试机变化周期不同。
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