一种新风机动态过滤性能的测试实验系统及方法技术方案

一种新风机动态过滤性能的测试实验系统，包括方腔流颗粒物发生装置(1)、主管路控制阀门(2)、风机(3)、主风管(4)、静压箱(5)、颗粒物传感器(6)、压差传感器(7)、被测新风机(8)、支管(9)、支管控制阀门(10)；所述方腔流颗粒物发生装置(1)位于入口侧，与主风管(4)相连；主管路控制阀门(2)位于主风管(4)上；风机(3)位于主风管(4)上，为整个测试系统提供动力；主风管(4)与双层静压箱(5)相连；各支管控制阀门(10)位于各支管(9)上；颗粒物传感器(6)、压差传感器(7)构成新风机动态过滤性能在线监测系统。本发明专利技术还公开了使用所述实验系统进行新风机动态过滤性能测试的方法。

A test system and method for dynamic filtration performance of new fans

A new test system for dynamic filtration performance of fan includes a square cavity flow particle generating device (1), a main pipe control valve (2), a fan (3), a main air pipe (4), a static pressure box (5), a particle sensor (6), a pressure difference sensor (7), a new fan (8), a branch pipe (9), a branch pipe control valve (10); and a square cavity flow particle generating device (4), a static pressure box (5), a pressure difference sensor (7), a new fan (8), a branch pipe (9), and a branch pipe control valve (10). The generator (1) is located at the inlet side and connected with the main air duct (4); the main control valve (2) is located on the main air duct (4); the fan (3) is located on the main air duct (4) to provide power for the whole test system; the main air duct (4) is connected with the double-deck static pressure box (5); the branch control valve (10) is located on the branch duct (9); the particle sensor (6) and the pressure difference sensor (9); The device (7) constitutes an on-line monitoring system for the dynamic filtration performance of the new fan. The invention also discloses a method for testing the dynamic filtration performance of the fresh air fan using the experimental system.

【技术实现步骤摘要】
一种新风机动态过滤性能的测试实验系统及方法
本专利技术属于通风
，涉及新风机动态过滤性能的测试实验系统及方法。
技术介绍
近年来，随着室外空气雾霾现象越来越严重，市场上的新风机也越来越多。对于目前新风机种类多、产品研发快的情况，新风机的长期性能测试需要的实验台和实验装置供不应求，如何利用有效的测试时间和测试系统实现多台新风机的长期测试是一个急需解决的问题。目前对于新风机的动态过滤性能测试，以实际的工程数据为主，其工程数据可靠度偏低，数据采集周期较长，工程经验往往不能满足研发需求。实验室或监测机构中新风机的长期测试周期长，传统的新风机动态性能测试都是在高浓度颗粒物条件下以缩短新风机的测试时间，与实际的大气低浓度颗粒物条件不同，造成测试结果与实际运行结果不一致。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种新风机动态过滤性能的测试实验系统及方法，以解决单台新风机测试周期长，测试工况与实际运行工况不统一的问题，实现新风机动态性能的在线仿真测试，克服上述传统新风机测试系统的缺陷。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种新风机动态过滤性能的测试实验系统，包括方腔流颗粒物发生装置、主管路控制阀门、风机、主风管、静压箱、颗粒物传感器、压差传感器、被测新风机、支管、支管控制阀门；所述方腔流颗粒物发生装置位于入口侧，与主风管相连；主管路控制阀门位于主风管上；风机位于主风管上，为整个测试系统提供动力；主风管与双层静压箱相连；各支管控制阀门位于各支管上；双层静压箱与若干支路并列连接，每一支路的组成、结构相同；每条支路包括颗粒物传感器、压差传感器、被测新风机、支管及支管控制阀门，支管的一端与静压箱连接，支管的另一端连接被测新风机；支管上设置支管控制阀门调节各被测新风机的运行风量；压差传感器连接被测新风机前后支路管路上的静压环，用于检测新风机的阻力；颗粒物传感器置于被测新风机出口侧，用于检测经过被测新风机后的空气中颗粒浓度。进一步地，所述实验系统采集主管路控制阀门和各支管控制阀门前后的静压信号，根据阀门阻力特性，通过总阀门和多末端管路的水力平衡计算方法，获得各个新风机所需的不同风量。采用“n+1”调节方式，实现各末端所需的不同设计运行风量，“n+1”其中：n指各末端支管，1指主管。进一步地，所述监测系统通过n+1个浓度传感器和n个压差传感器，实现多个新风机同步在线式过滤性能的监测和对比。使用所述实验系统进行新风机动态过滤性能测试的方法，针对新风机的过滤效率和阻力两项指标，实验系统包括方腔流颗粒物发生装置、多末端调节系统、为整个测试系统提供动力的风机、连接风机、方腔流颗粒物发生装置和双层静压箱的主风管、双层静压箱、颗粒物传感器、压差传感器、被测新风机。进一步地，所述的多末端调节系统根据阀门阻力特性，在不同被测新风机数量和不同的新风机测试风量下，其各阀门的开启状态不同。进一步地，所述双层静压箱的尺寸与整个新风机测试试验系统的设计风量有关。不同的末端数量和末端支路最大需求风量，所述测试试验系统的设计风量不同，双层静压箱的设计也尺寸不同。进一步地，所述颗粒物浓度传感器用来检测新风机进口的颗粒物浓度和新风机出口的颗粒物浓度。各个支路的新风机进口的颗粒物浓度统一在双层静压箱中检测，且需采用大量程的颗粒物浓度传感器，检测新风机出口颗粒物浓度的颗粒物浓度传感器则需要更高的精度。进一步地，所述压差传感器与新风机前后支管上布置的静压环连接，新风机的最大压力损失不同，压差传感器所需的量程也不同。进一步地，方腔流颗粒物发生装置采用燃香发烟装置，测试时，将燃香放置于方腔中心位置，采用人工换香方式，使尘源稳定；根据不同的进口浓度工况采用相应的燃香数量。进一步地，所述人工换香方式的时间周期为72小时。进一步地，将发烟装置设置于管路系统的负压段，保证燃香的正常燃烧和发烟稳定；发烟装置采用顶部开口的方腔流技术，以保证方腔外部气流能到达方腔底部，将烟气均匀缓慢地带出，避免燃烧缺氧，同时也避免大风量下将火星带出，方腔对燃香在气流方向形成四周保护，防止气流速度过快对燃香形成对流降温，导致燃香熄灭，保证燃香持续燃烧。进一步地，控制通过发烟装置的气流速度不高于1m/s。进一步地，发烟装置的方腔长高比在2～3之间。进一步地，所述静压箱中的孔板采用厚度为1mm-3mm钢板。进一步地，所述静压箱中的孔板的开孔率为60％-80％。进一步地，所述静压箱中的孔板的孔洞直径为3cm-7cm。由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术所示的一种新风机动态过滤性能的测试实验系统，采用多末端风量可调节支路，实现多台新风机性能的同时测试试验；通过颗粒物浓度传感器和压差传感器的实时数据传输，实现新风机动态性能监测；测试条件与新风机实际运行环境相似，获得新风机真实性能数据；颗粒物发生装置稳定可靠成本低，大大降低实验运行费用。具体分析如下：(1)测试条件与实际运行的一致性。本专利技术所述的测试实验系统的方腔流颗粒物发生装置采用多个发烟燃香，燃香发烟持续时间长，发烟量稳定。传统的新风机测试试验装置，发尘浓度一般高达70mg/m3，新风机进口浓度与实际环境浓度相差4个数量级，根据过滤器的过滤机理，如此高浓度下过滤器对颗粒物污染物的过滤性能不能真实模拟重现大气环境低浓度下的过滤性能，造成测试结果与实际结果严重不一致。本专利技术所述的新风机测试实验系统进口颗粒物浓度根据燃香的数量控制，有效模拟重雾霾天气下大气颗粒物浓度，颗粒物浓度控制在20ug/m3～1000ug/m3，可涵盖全球大部分城市的空气颗粒物浓度范围，从而实现新风机在实际运行工况下的动态性能监测。(2)方腔流颗粒物发生装置发烟稳定且成本低。本专利技术所述的测试实验系统的方腔流颗粒物发生装置采用燃香发烟的方式，对比国家标准中的人工尘、ASHRAE大气人工尘等方腔流颗粒物发生装置，燃香发烟稳定性好，且经济成本非常低，初投资也低。同时燃香时间持久，人工更换燃香周期可达72小时，因此可以减少实验测试的人工成本。(3)双层静压箱垂直流技术，实现烟气、空气充分混合，保证气流均匀。本专利技术所述测试实验系统的双层静压箱，中间设置一块均匀孔板；根据空气动力学原理，主风管内的空气、烟气混合气体水平进入上层静压箱后需要发生气流偏转，因惯性作用空气和烟气在上层静压箱内进一步充分混合；中间均匀孔板可使垂直气流均匀通过，最后到达下层静压箱的空气烟气完全混合，且分布均匀，保证下层静压箱内的颗粒物浓度传感器监测数值可以有效表征各支路进口的颗粒物浓度，确保实验准确性良好。(4)多末端测试系统的并行测试。本专利技术所述的测试实验系统的多末端测试系统包括新风机进出口侧的颗粒物浓度和压差的在线监测。通过布置n+1个颗粒物传感器和n个压差传感器，实现对n个支路的监测，相对于n个单一测试的新风机测试试验台，可减少n-1个颗粒物传感器的布置。根据每个新风机的测试风量和整个系统的管路特性，通过多末端调节系统调整各阀门的开度，同时调节总管上的风机运行风量以及方腔流颗粒物发生装置的发烟强度，实现多台新风机在设定的测试风量和进口颗粒物浓度下运行。多末端调节系统根据各支路并联运行的流体力学阻力特性，当增加一个支路的新风机运行工况时，只需调节该支路的阀门开度和总阀门的开度即可，调节简单，对其他运行新风机的管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新风机动态过滤性能的测试实验系统，其特征在于：包括方腔流颗粒物发生装置(1)、主管路控制阀门(2)、风机(3)、主风管(4)、静压箱(5)、颗粒物传感器(6)、压差传感器(7)、被测新风机(8)、支管(9)、支管控制阀门(10)；所述方腔流颗粒物发生装置(1)位于入口侧，与主风管(4)相连；主管路控制阀门(2)位于主风管(4)上；风机(3)位于主风管(4)上，为整个测试系统提供动力；主风管(4)与双层静压箱(5)相连；各支管控制阀门(10)位于各支管(9)上；双层静压箱(5)与若干支路并列连接，每一支路的组成、结构相同；每条支路包括颗粒物传感器(6)、压差传感器(7)、被测新风机(8)、支管(9)及支管控制阀门(10)，支管(9)的一端与静压箱(5)连接，支管(9)的另一端连接被测新风机(8)；支管(9)上设置支管控制阀门(10)调节各被测新风机(8)的运行风量；压差传感器(7)连接被测新风机(8)前后支路管路上的静压环，用于检测新风机的阻力；颗粒物传感器(6)置于被测新风机(8)出口侧，用于检测经过被测新风机(8)后的空气中颗粒浓度。

【技术特征摘要】
1.一种新风机动态过滤性能的测试实验系统，其特征在于：包括方腔流颗粒物发生装置(1)、主管路控制阀门(2)、风机(3)、主风管(4)、静压箱(5)、颗粒物传感器(6)、压差传感器(7)、被测新风机(8)、支管(9)、支管控制阀门(10)；所述方腔流颗粒物发生装置(1)位于入口侧，与主风管(4)相连；主管路控制阀门(2)位于主风管(4)上；风机(3)位于主风管(4)上，为整个测试系统提供动力；主风管(4)与双层静压箱(5)相连；各支管控制阀门(10)位于各支管(9)上；双层静压箱(5)与若干支路并列连接，每一支路的组成、结构相同；每条支路包括颗粒物传感器(6)、压差传感器(7)、被测新风机(8)、支管(9)及支管控制阀门(10)，支管(9)的一端与静压箱(5)连接，支管(9)的另一端连接被测新风机(8)；支管(9)上设置支管控制阀门(10)调节各被测新风机(8)的运行风量；压差传感器(7)连接被测新风机(8)前后支路管路上的静压环，用于检测新风机的阻力；颗粒物传感器(6)置于被测新风机(8)出口侧，用于检测经过被测新风机(8)后的空气中颗粒浓度。2.根据权利要求1所述的新风机动态过滤性能的测试实验系统，其特征在于：所述实验系统采集主管路控制阀门(2)和各支管控制阀门(10)前后的静压信号，根据阀门阻力特性，通过总阀门和多末端管路的水力平衡计算方法，获得各个新风机所需的不同风量。采用“n+1”调节方式，实现各末端所需的不同设计运行风量，“n+1”其中：n指各末端支管，1指主管。3.根据权利要求1所述的新风机动态过滤性能的测试实验系统，其特征在于：所述监测系统通过n+1个浓度传感器和n个压差传感器，实现多个新风机同步在线式过滤性能的监测和对比。4.使用权利要求1所述实验系统进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹昌盛，高军，唐波，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31