專利名稱：一種空氣凈化器測(cè)試裝置及其測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及到一種空氣凈化器測(cè)試裝置及利用該測(cè)試裝置來(lái)測(cè)試和評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣凈化設(shè)施(尤其是以吸附作為主要功能的裝置)性能的方法。
背景技術(shù)：
室內(nèi)主要污染物有甲醛、苯系物、TVOC和細(xì)菌微生物等，隨著人們環(huán)保意識(shí)和生活水平的提高，傳統(tǒng)的通風(fēng)換氣和綠色植物等方法已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)健康的追求，近幾年，空氣凈化器逐步走進(jìn)人們的生活，成為了新一代家用電器。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2011年為止室內(nèi)凈化產(chǎn)業(yè)在全國(guó)的總規(guī)模達(dá)到400億人民幣，預(yù)計(jì)到2015年將會(huì)達(dá)到750億人民幣，采用空氣凈化器解決室內(nèi)環(huán)境污染是目前全世界關(guān)注的問題。市面上空氣凈化器種類繁多，品牌各異，在商場(chǎng)和超市可購(gòu)的品牌室內(nèi)空氣凈化器中，多層濾網(wǎng)和活性炭吸附是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，兩者結(jié)合可以有效的去除粉塵、有害氣體和細(xì)菌微生物，從而達(dá)到潔凈空氣的要求。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，高效濾網(wǎng)和活性炭的作用方式都是將污染物截留在材料上，理論上都有各自的吸附容量，達(dá)到飽和吸附后，易發(fā)生脫附，且凈化效果會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。為了評(píng)價(jià)空氣凈化器性能，一般在一個(gè)密封性好的固定容積反應(yīng)裝置中進(jìn)行，但傳統(tǒng)靜態(tài)測(cè)試方法存在諸多不合理之處。以專利“用于測(cè)定吸附劑的甲醛吸附性能的實(shí)驗(yàn)裝置及其測(cè)定方法”(申請(qǐng)?zhí)?101644666)為例:首先，該方法中的實(shí)驗(yàn)初始濃度設(shè)定在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的5 10倍范圍內(nèi)，但是很多調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，新裝修居室的甲醛含量約為0.2mg/m3左右，為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的2倍，苯系物為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的1.1 1.5倍，根據(jù)傳質(zhì)原理，污染物濃度越低，去除效果越差，因此靜態(tài)裝置中的測(cè)試結(jié)果無(wú)法代表凈化器在實(shí)際使用中的效果；其次，由于部分污染物的揮發(fā)率與環(huán)境的溫濕度有關(guān)，靜態(tài)測(cè)試裝置一般都設(shè)有溫濕度控制功能，而空氣凈化器(尤其是以吸附作為主要功能的裝置)的性能也和環(huán)境溫濕度有較大的關(guān)系，因此在實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫濕度的條件下得出的結(jié)果，也無(wú)法代表凈化器在實(shí)際使用中的效果；最后，室內(nèi)污染物具有持續(xù)揮發(fā)的特點(diǎn)，許多新裝修房屋在I年后仍能檢測(cè)出濃度高于室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的污染物，因此靜態(tài)測(cè)試方法中，通過(guò)注射器一次性投加定量的污染物的進(jìn)樣方式是不合理的。因此，考慮到現(xiàn)有裝置和測(cè)試方法無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)空氣凈化器在實(shí)際使用中的效果和壽命，我們有必要對(duì)現(xiàn)有方法進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠更為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣凈化器的凈化性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服已有實(shí)驗(yàn)裝置和方法的不足，提供一種空氣凈化器測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，從而準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣凈化器的凈化性能，操作簡(jiǎn)便，具有較高的可信度。
本發(fā)明的空氣凈化器測(cè)試裝置包括環(huán)境艙、污染氣體持續(xù)性氣源和潔凈氣體持續(xù)性氣源，所述環(huán)境艙設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述污染氣體持續(xù)性氣源、潔凈氣體持續(xù)性氣源通過(guò)管路與一個(gè)氣體流量控制器的輸入端相連，所述氣體流量控制器的輸出端與進(jìn)氣口相連；所述環(huán)境艙的出氣口連接有氣體采樣裝置及污染物檢測(cè)裝置。進(jìn)一步地，所述污染氣體持續(xù)性氣源由連接有流量計(jì)、且裝有污染氣體的壓縮氣瓶構(gòu)成；所述潔凈氣體持續(xù)性氣源由連接有流量計(jì)、且裝有潔凈氣體的壓縮氣瓶構(gòu)成。利用連接有流量計(jì)的壓縮氣瓶來(lái)充當(dāng)持續(xù)性氣源，具有占地面積小、控制方便的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步地，所述氣體流量控制器的輸出端與一個(gè)洗氣瓶的輸入端相連，所述洗氣瓶的輸出端與進(jìn)氣口相連。氣體流量控制器所輸出的混合氣體在洗氣瓶中可以充分混合，使環(huán)境艙內(nèi)的污染物濃度均勻分布，從而提高測(cè)試結(jié)果的可信度。進(jìn)一步地，所述環(huán)境艙的出氣口通過(guò)三通閥分別與氣體采樣裝置、大氣相通，所述污染物檢測(cè)裝置設(shè)置于三通閥與氣體采樣裝置之間。利用氣體采樣裝置可以方隊(duì)檢測(cè)環(huán)境艙的污染物濃度，在無(wú)需檢測(cè)污染物濃度時(shí)，可以直接將環(huán)境艙的氣體經(jīng)由三通閥排向大氣。進(jìn)一步地，所述環(huán)境艙內(nèi)設(shè)有攪拌風(fēng)扇，對(duì)環(huán)境艙內(nèi)的空氣進(jìn)行擾動(dòng)，使環(huán)境艙內(nèi)的污染物濃度均勻分布。進(jìn)一步地，所述環(huán)境艙內(nèi)設(shè)有溫濕度調(diào)節(jié)器，以調(diào)節(jié)環(huán)境艙內(nèi)的溫度和濕度，使其滿足測(cè)試要求。本發(fā)明提出的應(yīng)用上述的空氣凈化器測(cè)試裝置的測(cè)試方法包括如下步驟:A:打開環(huán)境艙，將待測(cè) 空氣凈化器放置在環(huán)境艙中；B:關(guān)閉環(huán)境艙，開啟污染物檢測(cè)裝置，打開環(huán)境艙的出氣口，設(shè)定氣體采樣裝置的采樣流量和采樣時(shí)間，檢測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物背景濃度；C:當(dāng)環(huán)境艙內(nèi)污染物背景濃度在允許的范圍之內(nèi)時(shí)，打開進(jìn)氣口，開啟污染氣體持續(xù)性氣源和潔凈氣體持續(xù)性氣源，通過(guò)調(diào)整污染氣體與潔凈氣體的流量比例，得到具有穩(wěn)定濃度的氣源；D:利用污染物檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度變化，當(dāng)污染物濃度達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，記錄污染物濃度作為實(shí)驗(yàn)初始濃度；E:開啟空氣凈化器，并繼續(xù)利用污染物檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度變化，直至出口濃度與所述實(shí)驗(yàn)初始濃度相同，記錄空氣凈化器使用時(shí)間；F:關(guān)閉空氣凈化器和污染氣體持續(xù)性氣源，利用潔凈氣體持續(xù)性氣源吹掃清洗環(huán)境艙，檢測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物背景濃度，直至背景濃度降低至允許的范圍之內(nèi)；G:關(guān)閉潔凈氣體持續(xù)性氣源和污染物檢測(cè)裝置，取出空氣凈化器，計(jì)算空氣凈化器的凈化性能。進(jìn)一步地，上述的空氣凈化器測(cè)試裝置的測(cè)試方法的步驟G中，計(jì)算空氣凈化器的凈化性能的公式如下:m = Q - f (t)]dt +- F[C。- f ( )]
^=^ΓΧ10°.
其中，m為待測(cè)空氣凈化器在運(yùn)行時(shí)間t內(nèi)的污染物降解量，單位為mg ； η為待測(cè)空氣凈化器在t時(shí)刻的降解率，單位為％ ；Q為環(huán)境艙進(jìn)氣口的流量，單位為m3/h ；C0為所述實(shí)驗(yàn)初始濃度，單位為mg/m3 ；Ct為t時(shí)刻時(shí)環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度,單位為mg/m3。進(jìn)一步地，上述的空氣凈化器測(cè)試裝置的測(cè)試方法的步驟C中通過(guò)配氣所得到穩(wěn)定濃度氣源的濃度為《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中污染物濃度上限的I 10倍，流量為I 20m3/h0本發(fā)明的空氣凈化器測(cè)試裝置中，污染物發(fā)生裝置為持續(xù)性氣源，濃度穩(wěn)定，通過(guò)調(diào)節(jié)配比可得到各種不同濃度、不同流量的穩(wěn)定氣源，能夠有效模擬室內(nèi)污染物低濃度、持續(xù)釋放的特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)測(cè)試方法能夠更為合理地測(cè)試室內(nèi)空氣凈化器的性能，可信度高；同時(shí)，在測(cè)試過(guò)程中，可以直觀地記錄凈化器的使用壽命，為凈化器性能評(píng)價(jià)提供另一種可靠依據(jù)。


圖1是本發(fā)明的空氣凈化器測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施實(shí)例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1:如圖1所示，本實(shí)施例的空氣凈化器測(cè)試裝置包括內(nèi)部設(shè)有攪拌風(fēng)扇13、溫濕度調(diào)節(jié)器14的環(huán)境艙1、由連接有流量計(jì)2、且裝有污染氣體(本實(shí)施例為甲苯)的壓縮氣瓶
3的污染氣體持續(xù)性氣源、由連接有流量計(jì)4、且裝有潔凈氣體的壓縮氣瓶5構(gòu)成的潔凈氣體持續(xù)性氣源，所述環(huán)境艙I設(shè)有進(jìn)氣口 6和出氣口 7，壓縮氣瓶3、壓縮氣瓶5通過(guò)管路與一個(gè)氣體流量控制器8的輸入端相連，所述氣體流量控制器8的輸出端與一個(gè)洗氣瓶9的輸入端相連，所述洗氣瓶9的輸出端與進(jìn)氣口 6相連；所述環(huán)境艙的出氣口 7通過(guò)三通閥10分別與氣體采樣裝置11、大氣相通，所述三通閥10與氣體采樣裝置11之間設(shè)有污染物檢測(cè)裝置12。應(yīng)用上述的空氣凈化器測(cè)試裝置的測(cè)試方法包括如下步驟:A:打開環(huán)境艙I，將待測(cè)空氣凈化器放置在環(huán)境艙I中；B:關(guān)閉環(huán)境艙1，開啟污染物檢測(cè)裝置12(本實(shí)施例采用氣相色譜儀，福立GC9790-1I型，配氫離子化檢測(cè)器FID)，打開環(huán)境艙I的出氣口 7，設(shè)定氣體采樣裝置11的采樣流量為200ml/min和采樣時(shí)間2min，檢測(cè)環(huán)境艙I內(nèi)的污染物背景濃度；C:當(dāng)環(huán)境艙I內(nèi)污染物背景濃度在允許的范圍之內(nèi)(本實(shí)施例為低于0.2mg/m3)時(shí)，打開進(jìn)氣口 6，開啟壓縮氣瓶3、壓縮氣瓶5，通過(guò)調(diào)整污染氣體與潔凈氣體的流量比例，得到具有穩(wěn)定濃度的氣源，在本實(shí)施例中，設(shè)定甲苯流量為0.2m3/h，總流量為30m3/h，理論計(jì)算濃度為2.0mg/m3,即《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中甲苯濃度上限的10倍；D:開啟攪拌風(fēng)扇13，穩(wěn)定30min后，利用污染物檢測(cè)裝置12監(jiān)測(cè)環(huán)境艙I內(nèi)的污染物濃度變化，當(dāng)污染物濃度達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)(判斷平衡狀態(tài)的原則為前后30min內(nèi)的平均濃度的相對(duì)誤差小于1% )，記錄污染物濃度作為實(shí)驗(yàn)初始濃度，本實(shí)施例將甲苯濃度1.97mg/m3作為實(shí)驗(yàn)初始濃度；E:開啟空氣凈化器，并繼續(xù)利用污染物檢測(cè)裝置12監(jiān)測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度變化，直至出口濃度與所述實(shí)驗(yàn)初始濃度相同(即甲苯濃度1.97mg/m3)，記錄空氣凈化器的使用時(shí)間；F:關(guān)閉空氣凈化器和壓縮氣瓶3，利用潔凈氣體持續(xù)性氣源吹掃清洗環(huán)境艙1，檢測(cè)環(huán)境艙I內(nèi)的污染物背景濃度，直至背景濃度降低至允許的范圍之內(nèi)，即低于0.2mg/m3 ；G:關(guān)閉壓縮氣瓶5和污染物檢測(cè)裝置12，取出空氣凈化器，計(jì)算空氣凈化器的凈化性能，具體結(jié)果見表I。上述的空氣凈化器測(cè)試裝置的測(cè)試方法的步驟G中，計(jì)算空氣凈化器的凈化性能的公式及其推理過(guò)程如下:假設(shè)經(jīng)過(guò)單位時(shí)間At后，測(cè)得出氣口濃度為Ct，根據(jù)質(zhì)量守恒方程QC0 Δ t+VCt^t = QCt Δ t+VCt+ Δ m(I)單位時(shí)間甲苯降解量Am = QAt (C0-Ct) +V (Ct^t-Ct)(2)每隔一段時(shí)間測(cè)定出口濃度Ct，并將Ct_t曲線擬合得到Ct = f (t)(3)將式(3)代入到式(2)內(nèi)，并進(jìn)行積分
權(quán)利要求
1.種空氣凈化器測(cè)試裝置，其特征在于包括環(huán)境艙、污染氣體持續(xù)性氣源和潔凈氣體持續(xù)性氣源，所述環(huán)境艙設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述污染氣體持續(xù)性氣源、潔凈氣體持續(xù)性氣源通過(guò)管路與一個(gè)氣體流量控制器的輸入端相連，所述氣體流量控制器的輸出端與進(jìn)氣口相連；所述環(huán)境艙的出氣口連接有氣體采樣裝置及污染物檢測(cè)裝置。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化器測(cè)試裝置，其特征在于所述污染氣體持續(xù)性氣源由連接有流量計(jì)、且裝有污染氣體的壓縮氣瓶構(gòu)成；所述潔凈氣體持續(xù)性氣源由連接有流量計(jì)、且裝有潔凈氣體的壓縮氣瓶構(gòu)成。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣凈化器測(cè)試裝置，其特征在于所述氣體流量控制器的輸出端與一個(gè)洗氣瓶的輸入端相連，所述洗氣瓶的輸出端與進(jìn)氣口相連。
4.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣凈化器測(cè)試裝置，其特征在于所述環(huán)境艙的出氣口通過(guò)三通閥分別與氣體采樣裝置、大氣相通，所述污染物檢測(cè)裝置設(shè)置于三通閥與氣體采樣裝置之間。
5.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣凈化器測(cè)試裝置，其特征在于所述環(huán)境艙內(nèi)設(shè)有攪拌風(fēng)扇。
6.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣凈化器測(cè)試裝置，其特征在于所述環(huán)境艙內(nèi)設(shè)有溫濕度調(diào)節(jié)器。
7.種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的空氣凈化器測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于包括如下步驟: A:打開環(huán)境艙，將待測(cè)空氣凈化器放置在環(huán)境艙中； B:關(guān)閉環(huán)境艙，開啟污染物檢 測(cè)裝置，打開環(huán)境艙的出氣口，設(shè)定氣體采樣裝置的采樣流量和采樣時(shí)間，檢測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物背景濃度； C:當(dāng)環(huán)境艙內(nèi)污染物背景濃度在允許的范圍之內(nèi)時(shí)，打開進(jìn)氣口，開啟污染氣體持續(xù)性氣源和潔凈氣體持續(xù)性氣源，通過(guò)調(diào)整污染氣體與潔凈氣體的流量比例，得到具有穩(wěn)定濃度的氣源； D:利用污染物檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度變化，當(dāng)污染物濃度達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，記錄污染物濃度作為實(shí)驗(yàn)初始濃度； E:開啟空氣凈化器，并繼續(xù)利用污染物檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度變化，直至出口濃度與所述實(shí)驗(yàn)初始濃度相同，記錄空氣凈化器使用時(shí)間； F:關(guān)閉空氣凈化器和污染氣體持續(xù)性氣源，利用潔凈氣體持續(xù)性氣源吹掃清洗環(huán)境艙，檢測(cè)環(huán)境艙內(nèi)污染物背景濃度，直至背景濃度降低至允許的范圍之內(nèi)； G:關(guān)閉潔凈氣體持續(xù)性氣源和污染物檢測(cè)裝置，取出空氣凈化器，計(jì)算空氣凈化器的凈化性能。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣凈化器測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于所述步驟G中計(jì)算空氣凈化器的凈化性能的公式如下: η =esz^XIOO CQ 其中，m為待測(cè)空氣凈化器在運(yùn)行時(shí)間t內(nèi)的污染物降解量，單位為mg ； η為待測(cè)空氣凈化器在t時(shí)刻的降解率，單位為％;Q為環(huán)境艙進(jìn)氣口的流量，單位為m3/h A為所述實(shí)驗(yàn)初始濃度，單位為mg/m3 ；Ct為t時(shí)刻時(shí)環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度,單位為mg/m3。
9.據(jù)權(quán)利要求7或8所述的空氣凈化器測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于所述步驟C通過(guò)配氣所得到穩(wěn) 定濃度氣源的濃度為《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中污染物濃度上限的I 10倍，流量為1 20m3/h。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種空氣凈化器測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，從而準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣凈化器的凈化性能，操作簡(jiǎn)便，具有較高的可信度。該空氣凈化器測(cè)試裝置包括環(huán)境艙、污染氣體持續(xù)性氣源和潔凈氣體持續(xù)性氣源，環(huán)境艙設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，污染氣體持續(xù)性氣源、潔凈氣體持續(xù)性氣源通過(guò)管路與一個(gè)氣體流量控制器的輸入端相連，所述氣體流量控制器的輸出端與進(jìn)氣口相連；所述環(huán)境艙的出氣口連接有氣體采樣裝置及污染物檢測(cè)裝置。本發(fā)明的空氣凈化器測(cè)試裝置通過(guò)調(diào)節(jié)配比可得到各種不同濃度、不同流量的穩(wěn)定氣源，能夠有效模擬室內(nèi)污染物低濃度、持續(xù)釋放的特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)測(cè)試方法能夠更為合理地測(cè)試室內(nèi)空氣凈化器的性能，可信度高。
文檔編號(hào)G01N30/02GK103091121SQ201310005490
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者郭森, 郭國(guó)良, 呂文韜, 周劍峰, 吳忠標(biāo) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)蘇州工業(yè)技術(shù)研究院, 蘇州新求是環(huán)?？萍加邢薰? 浙江大學(xué)