專利名稱：一種空氣凈化器測試裝置及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于室內(nèi)環(huán)境檢測領(lǐng)域，特別涉及到一種空氣凈化器測試裝置及利用該測試裝置來測試和評價室內(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)無法滿足人們對健康的追求，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，到2011年為止室內(nèi)凈化產(chǎn)業(yè)在全國的總規(guī)模達(dá)到400億人民幣，預(yù)計到2015年將會達(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，在商場和超市可購的品牌室內(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，且凈化效果會隨著時間的延長而降低。為了評價空氣凈化器性能，一般在一個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)測試方法存在諸多不合理之處。以專利“用于測定吸附劑的甲醛吸附性能的實驗裝置及其測定方法”(申請?zhí)?101644666)為例:首先，該方法中的實驗初始濃度設(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)裝置中的測試結(jié)果無法代表凈化器在實際使用中的效果；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，因此在實驗設(shè)定溫濕度的條件下得出的結(jié)果，也無法代表凈化器在實際使用中的效果；最后，室內(nèi)污染物具有持續(xù)揮發(fā)的特點，許多新裝修房屋在I年后仍能檢測出濃度高于室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的污染物，因此靜態(tài)測試方法中，通過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)有裝置和測試方法無法準(zhǔn)確評價空氣凈化器在實際使用中的效果和壽命，我們有必要對現(xiàn)有方法進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠更為準(zhǔn)確地評價室內(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驗裝置和方法的不足，提供一種空氣凈化器測試裝置及其測試方法，從而準(zhǔn)確地評價室內(nèi)空氣凈化器的凈化性能，操作簡便，具有較高的可信度。
本發(fā)明的空氣凈化器測試裝置包括環(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)性氣源通過管路與一個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、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、且裝有潔凈氣體的壓縮氣瓶構(gòu)成。利用連接有流量計的壓縮氣瓶來充當(dāng)持續(xù)性氣源，具有占地面積小、控制方便的優(yōu)點。進(jìn)一步地，所述氣體流量控制器的輸出端與一個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)境艙的出氣口通過三通閥分別與氣體采樣裝置、大氣相通，所述污染物檢測裝置設(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檢測環(huán)境艙的污染物濃度，在無需檢測污染物濃度時，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，對環(huán)境艙內(nèi)的空氣進(jìn)行擾動，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，使其滿足測試要求。本發(fā)明提出的應(yīng)用上述的空氣凈化器測試裝置的測試方法包括如下步驟:A:打開環(huán)境艙，將待測 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間，檢測環(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，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:利用污染物檢測裝置監(jiān)測環(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，記錄污染物濃度作為實驗初始濃度；E:開啟空氣凈化器，并繼續(xù)利用污染物檢測裝置監(jiān)測環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度變化，直至出口濃度與所述實驗初始濃度相同，記錄空氣凈化器使用時間；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裝置，取出空氣凈化器，計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試裝置的測試方法的步驟G中，計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為待測空氣凈化器在運行時間t內(nèi)的污染物降解量，單位為mg ； η為待測空氣凈化器在t時刻的降解率，單位為％ ；Q為環(huán)境艙進(jìn)氣口的流量，單位為m3/h ；C0為所述實驗初始濃度，單位為mg/m3 ；Ct為t時刻時環(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試裝置的測試方法的步驟C中通過配氣所得到穩(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，相比傳統(tǒng)測試方法能夠更為合理地測試室內(nèi)空氣凈化器的性能，可信度高；同時，在測試過程中，可以直觀地記錄凈化器的使用壽命，為凈化器性能評價提供另一種可靠依據(jù)。


圖1是本發(fā)明的空氣凈化器測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
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)說明。實施例1:如圖1所示，本實施例的空氣凈化器測試裝置包括內(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2、且裝有污染氣體(本實施例為甲苯)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通過管路與一個氣體流量控制器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)有污染物檢測裝置12。應(yīng)用上述的空氣凈化器測試裝置的測試方法包括如下步驟:A:打開環(huán)境艙I，將待測空氣凈化器放置在環(huán)境艙I中；B:關(guān)閉環(huán)境艙1，開啟污染物檢測裝置12(本實施例采用氣相色譜儀，福立GC9790-1I型，配氫離子化檢測器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和采樣時間2min，檢測環(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)(本實施例為低于0.2mg/m3)時，打開進(jìn)氣口 6，開啟壓縮氣瓶3、壓縮氣瓶5，通過調(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，在本實施例中，設(shè)定甲苯流量為0.2m3/h，總流量為30m3/h，理論計算濃度為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，利用污染物檢測裝置12監(jiān)測環(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(判斷平衡狀態(tài)的原則為前后30min內(nèi)的平均濃度的相對誤差小于1% )，記錄污染物濃度作為實驗初始濃度，本實施例將甲苯濃度1.97mg/m3作為實驗初始濃度；E:開啟空氣凈化器，并繼續(xù)利用污染物檢測裝置12監(jiān)測環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度變化，直至出口濃度與所述實驗初始濃度相同(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和污染物檢測裝置12，取出空氣凈化器，計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試裝置的測試方法的步驟G中，計算空氣凈化器的凈化性能的公式及其推理過程如下:假設(shè)經(jīng)過單位時間At后，測得出氣口濃度為Ct，根據(jù)質(zhì)量守恒方程QC0 Δ t+VCt^t = QCt Δ t+VCt+ Δ m(I)單位時間甲苯降解量Am = QAt (C0-Ct) +V (Ct^t-Ct)(2)每隔一段時間測定出口濃度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)性氣源通過管路與一個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裝置。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化器測試裝置，其特征在于所述污染氣體持續(xù)性氣源由連接有流量計、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、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試裝置，其特征在于所述氣體流量控制器的輸出端與一個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試裝置，其特征在于所述環(huán)境艙的出氣口通過三通閥分別與氣體采樣裝置、大氣相通，所述污染物檢測裝置設(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試裝置的測試方法，其特征在于包括如下步驟: A:打開環(huán)境艙，將待測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間，檢測環(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，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:利用污染物檢測裝置監(jiān)測環(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，記錄污染物濃度作為實驗初始濃度； E:開啟空氣凈化器，并繼續(xù)利用污染物檢測裝置監(jiān)測環(huán)境艙內(nèi)污染物濃度變化，直至出口濃度與所述實驗初始濃度相同，記錄空氣凈化器使用時間； 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裝置，取出空氣凈化器，計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試裝置的測試方法，其特征在于所述步驟G中計算空氣凈化器的凈化性能的公式如下: η =esz^XIOO CQ 其中，m為待測空氣凈化器在運行時間t內(nèi)的污染物降解量，單位為mg ； η為待測空氣凈化器在t時刻的降解率，單位為％;Q為環(huán)境艙進(jìn)氣口的流量，單位為m3/h A為所述實驗初始濃度，單位為mg/m3 ；Ct為t時刻時環(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試裝置的測試方法，其特征在于所述步驟C通過配氣所得到穩(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試裝置及其測試方法，從而準(zhǔn)確地評價室內(nèi)空氣凈化器的凈化性能，操作簡便，具有較高的可信度。該空氣凈化器測試裝置包括環(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)性氣源通過管路與一個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裝置。本發(fā)明的空氣凈化器測試裝置通過調(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，相比傳統(tǒng)測試方法能夠更為合理地測試室內(nèi)空氣凈化器的性能，可信度高。
文檔編號G01N30/02GK103091121SQ201310005490
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者郭森, 郭國良, 呂文韜, 周劍峰, 吳忠標(biāo) 申請人: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)