CN207779941U - 一种小型人工气候室 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计一种小型人工气候室，包括用于给气候室内空气降温的制冷装置、空气加湿的加湿装置、空气除湿的除湿装置、空气加热的加热装置以及设置在小型人工气候室内的风机，在所述的制冷、加湿、除湿、加热装置和设置在小型人工气候室内风机的共同作用下形成风速0～11m/s、温度‑40～60℃、相对湿度20％～98％RH的模拟气候环境。人体假人试样室内可以放置测试板和人体假人，将待测试的面料或者服装穿着在人体假人上，在模拟的气候环境中，利用人体假人的测试功能测试出服装或者面料的热阻与湿阻，通过数据分析得出服装或者面料的热湿舒适性，也可以放置其它需要模拟人工气候环境的仪器，进行相关科学实验。

Description

一种小型人工气候室

技术领域

本发明涉及一种模拟真实气候环境的装置，具体是指可以模拟温度、湿度和风速的小型人工气候室。

本发明涉及一种测量织物和服装热湿舒适性的装置，具体是指可以测量织物和服装热阻与湿阻的人体假人。

背景技术

目前，已知很多用于模拟真实气候环境的人工气候室，主要应用在生物遗传工程、医学、林业、环境科学、畜牧及水产，极少部分应用在织物和服装热湿舒适性测量上。现有的织物和服装热湿舒适性测量装置，例如利用蒸发热板法、平板法制作的装置，可以对织物的热阻和湿阻进行测量。但是，已知的这些测量装置具有以下缺点，即大部分只能进行单一热阻和湿阻的测量，只能进行织物或者服装的测量，不能对测量环境中的风速进行大量程调节，所能测量的温湿度范围有限，所以不能模拟真实的气候环境，对织物或者服装热阻和湿阻测量结果的实用性会有一定影响。

为了得到一个真实的测试气候，则需要建立一个人工气候环境。可以对湿度、温度、风速进行模拟以贴近真实的气候环境。在模拟的人工气候环境下，利用人体假人测量织物或者服装真实的热阻和湿阻，同时也可以利用模拟的人工气候环境进行其它的科学实验。

发明内容

本发明的目的是提供一个可以调节温度、湿度、风速来模拟全球大部分地区的气候，进行织物或者服装的热阻和湿阻测量及其它需要模拟气候环境实验的小型人工气候室。解决已有的热阻和湿阻测量装置不能做到同时模拟温度、湿度、风速和同时进行织物或者服装测试的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种小型人工气候室，包括人体假人试样室、温度调节室、湿度调节室、风速调节室和循环风道，所述的人体假人试样室、温度调节室、湿度调节室、风速调节室通过循环风道连接起来，组成一个密闭的循环系统；所述的人体假人试样室内设有一个安装平台，上面可以安装测试使用的人体假肢或者测试板，也可放置其它用于测试的仪器；所述的温度调节室包括管状翅片加热管和制冷系统，制冷系统由变频压缩机、风冷冷凝器和蒸发器三大部分组成，蒸发器工作过程中可以使整个小型人工气候室内空气温度降低到-40℃，管状翅片加热管可以与空气充分接触，将小型人工气候室内的空气温度升高到60℃；所述的湿度调节室包括一台可以加湿的电极加湿器和除湿系统，除湿系统由变频压缩机、风冷冷凝器和蒸发器三大部分组成，蒸发器工作过程中可以使整个小型人工气候室内空气湿度降低到20％RH，电极加湿器工作后，产生的水蒸气将小型人工气候室内空气湿度升高到98％RH；所述的风速调节室包括一台可以调速的变频轴流风机和产生均匀风速的入风口，变频轴流风机可以产生0～11m/s的风速，经过入风口将紊乱的风场均匀，使其吹入人体假人试样室的风场是均匀的。

本发明结构设计合理，尤其是可变风速的变频轴流风机的加入，使模拟的环境更加符合实际情况，在此人工气候环境下测出来的热阻、湿阻结果更真实、准确。

附图说明

图1为本发明一种小型人工气候室的主视图；

图2为本发明一种小型人工气候室的后视图。

具体实施方式

下面结合图例给出本发明一种小型人工气候室的一个具体实施例，这些实施例仅是对本发明一种小型人工气候室的举例说明，并不构成对本发明权的限制，本发明未述及之处适用于现有技术。

实施例1

根据BS EN 511-2006御寒手套规范，要测试御寒手套的性能，需要在环境温度低于-30℃，相对湿度(50+5)RH％，风速(4+0.5)m/s的环境下测试。

如图1所示，本发明提供的一种小型人工气候室，包括人体假人试样室1，所述的人体假人试样室1大小为1000*1000*1200mm，内部分别安装有人体假人2和人体假人的放置支架板3。将测试的御寒手套戴在人体假人2手上，人体假人2身上安装有18路温度传感器。所述的人体假人试样室1的左侧是一个入风口10，所述的入风口10进行了优化设计，可以供给人体假人试样室1均匀的风场。入风口10的风场是由一个可调风速的变频轴流风机9提供，可调风速的变频轴流风机9在控制程序的控制下产生了4m/s的风速，通过入风口10均匀吹向人体假人试样室1。

离开人体假人试样室1的空气经过循环管道到达蒸发器4，所述的蒸发器4是制冷系统的一个部分，该系统由蒸发器4、冷凝器8、压缩机11组成，经过蒸发器的高温高湿空气可以在这里被处理成低温低湿的空气，经过R404A不断的循环工作后，吸收了小型人工气候室内的大量热量，从而将温度降低到-30℃。

经过蒸发器4的空气到达空气加热器5，空气加热器5是由管状的翅片管组成，翅片管可以和空气充分接触，在有必要的情况下可以使小型人工气候室内空气温度升高。

如图2所示，被加热的空气在小型人工气候室内循环，经过空气加热器5后到达空气加湿器12，所述的空气加湿器12是一种电极加湿器，产生的水蒸气进入小型人工气候室使原本低湿的空气得到湿润，按照要求可以将空气的湿度加湿到50％RH。

由于温度降低湿度会发生改变，加湿的同时温度也会发生改变，系统控制软件内置了PID算法，可以自动的调节温度、湿度和风速以达到测试所要求的气候环境。

实施例2

根据ISO 20877-2011鞋类整鞋测试法和ISO 18454-2001鞋类及鞋类部件的调节与测试的标准环境进行鞋类隔热性能的测试，在鞋类隔热性测试要求环境的温度在50℃，湿度在50％RH。

如图1所示，本发明提供的一种小型人工气候室，包括人体假人试样室1，所述的人体假人试样室1大小为1000*1000*1200mm，内部分别安装有人体假人2和人体假人2 的放置支架板3。将测试的鞋子穿着在人体假人2脚上，人体假人2身上安装有18路温度传感器。所述的人体假人试样室1的左侧是一个入风口10，所述的入风口10进行了优化设计，可以提供人体假人试样室1均匀的风场。

离开人体假人试样室1的空气经过循环管道到达蒸发器4，所述的蒸发器4是制冷系统的一个部分，该系统由蒸发器4、冷凝器8和压缩机11组成，经过蒸发器的高温高湿空气可以在这里被处理成低温低湿的空气。

经过蒸发器4的空气到达空气加热器5，空气加热器5是由管状的翅片管组成，翅片管可以和空气充分接触，在有必要的情况下可以使小型人工气候室内空气温度升高。在控制程序的控制下加热温度至50℃。

如图2所示，被加热的空气在小型人工气候室内循环，经过空气加热器5后到达空气加湿器12，所述的空气加湿器12是一种电极加湿器，产生的水蒸气进入小型人工气候室使原本低湿的空气得到湿润，按照要求可以将空气的湿度加湿到50％RH。

由于温度降低湿度会发生改变，加湿的同时温度也会发生改变，系统控制软件内置了PID算法，可以自动的调节温度、湿度和风速以达到测试所要求的气候环境。

实施例3

根据LED可靠性测试相关规范，对LED进行环境测试：高湿热循环。要求温度30℃～65℃，相对湿度90％RH，24小时/1回合，进行72小时的实验。

如图1所示，本发明提供的一种小型人工气候室，包括人体假人试样室1，所述的人体假人试样室1大小为1000*1000*1200mm，内部安装有支架板3。将测试的LED安装固定在支架板3上，人体假人试样室1的左侧是一个入风口10，所述的入风口10进行了优化设计，可以提供人体假人试样室1均匀的风场。

离开人体假人试样室1的空气经过循环管道到达蒸发器4，所述的蒸发器4是制冷系统的一个部分，该系统由蒸发器4、冷凝器8和压缩机11组成，经过蒸发器的高温高湿空气可以在这里被处理成低温低湿的空气。

经过蒸发器4的空气到达空气加热器5，空气加热器5是由管状的翅片管组成，翅片管可以和空气充分接触，在有必要的情况下可以使小型人工气候室内空气温度升高。在控制程序的控制下加热温度至30℃。

如图2所示，被加热的空气在小型人工气候室内循环，经过空气加热器5后到达空气加湿器12，所述的空气加湿器12是一种电极加湿器，产生的水蒸气进入小型人工气候室使原本低湿的空气得到湿润，按照要求可以将空气的湿度加湿到90％RH。

由于温度降低湿度会发生改变，加湿的同时温度也会发生改变，系统控制软件内置了PID算法，可以自动的调节温度、湿度和风速以达到测试所要求的气候环境。本测试需要在要求的气候环境下测试72小时。

本发明不限于上文讨论的事实例，本领域技术人员可根据本发明推理出其它变体形式，这些变体形式也属于本发明的范畴。

Claims (6)

1.一种小型人工气候室，包括人体假人试样室、温度调节室、湿度调节室、风速调节室和循环风道，所述的人体假人试样室、温度调节室、湿度调节室、风速调节室通过循环风道连接起来，组成一个密闭的循环系统；所述的人体假人试样室内设有一个安装平台，上面可以安装测试使用的人体假肢或者测试板，也可放置其它用于测试的仪器；所述的温度调节室包括管状翅片加热管和制冷系统，制冷系统由变频压缩机、风冷冷凝器和蒸发器三大部分组成，蒸发器工作过程中可以使整个小型人工气候室内空气温度降低到-40℃，管状翅片加热管可以与空气充分接触，将小型人工气候室内的空气温度升高到60℃；所述的湿度调节室包括一台可以加湿的电极加湿器和除湿系统，除湿系统由变频压缩机、风冷冷凝器和蒸发器三大部分组成，蒸发器工作过程中可以使整个小型人工气候室内空气湿度降低到20％RH，电极加湿器工作后，产生的水蒸气将小型人工气候室内空气湿度升高到98％RH；所述的风速调节室包括一台可以调速的变频轴流风机和产生均匀风速的入风口，变频轴流风机可以产生0～11m/s的风速，经过入风口将紊乱的风场均匀，使其吹入人体假人试样室的风场是均匀的。

2.根据权利要求1所述一种小型人工气候室，其特征在于所述的人体假人试样室包括人体假人、人体假人固定支架板和人体假人试样室内的多路温度、湿度、风速传感器，人体假人可以测量穿着在其身体上的服装或织物的热阻和湿阻，多路传感器可以实时感知人体假人试样室内的环境变化，做出合理的调整。

3.根据权利要求1所述一种小型人工气候室，其特征在于所述的温度调节室包括一个可以加热的管状翅片加热管，该管状翅片加热管由可控硅控制，通过改变电压的占空比调节加热管的加热时间，使小型人工气候室的温度升高，经过精确计算管状翅片加热管提供的热量可以将小型人工气候室的温度升到最高60℃，温度调节室还包括一个制冷系统，该系统由一台变频压缩机、风冷冷凝器和蒸发器组成，制冷剂R404A干饱和气体经过压缩机时被压缩机压缩为高温高压的过热制冷剂蒸汽，经过压缩机的膨胀阀活塞的排气管进入到冷凝器中，高温高压的制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝为高压低温的液体，之后这一液体在小型人工气候室管道中过滤器后经过毛细管，在毛细管中等焓节流变成低温低压的制冷剂蒸汽，然后这一低温低压的制冷剂在等压的蒸发器中吸收外界的热量变成饱和的蒸汽，实现了小型人工气候室的制冷过程，最后制冷剂再次被压缩机吸入进行冷循环，蒸发器吸收外界的热量使温度降低，由于R404A冷媒的特性，可以将小型人工气候室内空气温度最低降低至-40℃。

4.根据权利要求1所述一种小型人工气候室，其特征在于所述的湿度调节室包括一台电极加湿器和供水水箱，水经过电磁阀和注水杯进入蒸汽发生器，内有二至三个电极，当加入水时，电极与水接触，自来水中一般都有一定的电导率，使电路导通，电能转化成热能，水被加热直至沸腾，产生大量蒸汽，从上口输出，经过一根橡胶软管送到小型人工气候室空气中以达到加湿的目的，由于水位高低不同，电极片与水接触面积越大，产生电流越大，蒸汽输出越多，经过精确计算所选用的电极加湿器的加湿量可以将小型人工气候室的空气湿度加湿至98％RH，湿度调节室还包括一个除湿系统，该系统由变频压缩机、风冷冷凝器、蒸发器三大部分组成，蒸发器工作过程中可以使整个小型人工气候室的湿度降低到20％RH，电极加湿器通过一个可控硅控制，改变电压的占空比来调节加湿量。

5.根据权利要求1所述一种小型人工气候室，其特征在于所述的风速调节室配有一台可变风速的变频轴流风机，可以对小型人工气候室内的风速进行调节，该变频轴流风机最大风量为44062m³/h，由一个变频器控制不同的风量输出，风速调节的范围在0-11m/s，风速调节室右侧是一个入风口，该入风口进行了优化设计，可以供给人体假人试样室均匀的风场。

6.根据权利要求1所述一种小型人工气候室，其特征在于所述小型人工气候室可以进行织物或者服装的热湿舒适性实验。