[發明專利]一種空氣凈化器除臭氧性能的測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202011297522.4
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112284786A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 馬德軍;賀泓;莫金漢;張曉;朱焰;黃海;馬金珠;趙爽;張維超
• 申請（專利權）人: 中國家用電器研究院;中國科學院生態環境研究中心;清華大學;上品健康科技（廣東）有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 馬莉

1.一種空氣凈化器除臭氧性能的測試裝置，其特征在于，包括：

試驗艙(20)，用于容置待測空氣凈化器，模擬實際室內使用環境；

臭氧發生裝置(10)，所述臭氧發生裝置(10)與試驗艙(20)的進風口相連通，用于持續向所述試驗艙(20)內輸送臭氧；以及

排風凈化裝置(30)，所述排風凈化裝置(30)與試驗艙(20)排風口相連通，且所述排風凈化裝置(30)連通室外。

2.根據權利要求1所述的測試裝置，其特征在于，所述臭氧發生裝置(10)包括依次連接的風機(13)、污染物投放口(14)、風量測定裝置(15)及上游采樣口(16)，其中，

所述風機(13)用于提供送風動力，向試驗艙(20)內輸送臭氧，并調節輸送流量；

污染物投放口(14)設置于風機(13)和試驗艙(20)的連接處，用于投放臭氧；

風量測定裝置(15)設置于風機(13)的下游，用于測定風機(13)提供的風量；

上游采樣口(16)用于測定試驗艙(20)進風口的臭氧濃度。

3.根據權利要求2所述的測試裝置，其特征在于，還包括：

過濾器，所述過濾器包括顆粒物凈化裝置及氣態污染物去除裝置，用于凈化試驗艙(20)本底濃度；或者

純凈氣源，用于連接至臭氧發生裝置(10)的氣源口，提供氣源。

4.根據權利要求2所述的測試裝置，其特征在于，所述臭氧發生裝置(10)還包括濕度調節器，用于調節輸送至試驗艙(20)的氣體濕度。

5.根據權利要求1所述的測試裝置，其特征在于，所述試驗艙(20)包括試驗艙本體(21)、氣流控制裝置(22)、傳送裝置(23)、進風閥(24)、排風閥(25)、采樣點和溫濕度調節裝置，其中，

所述試驗艙本體(21)用于容置待測空氣凈化器，構成封閉的測試環境；

所述氣流控制裝置(22)用于控制臭氧和氣流的均勻混合；

所述傳送裝置(23)，所述傳送裝置(23)能夠實現空氣凈化器在試驗艙操作窗口與指定測試位置之間的相互傳送，包括放置待測空氣凈化器的可升降移動平臺(23)，用于調節待測空氣凈化器的位置；

所述進風閥(24)設置于試驗艙(20)的進風口，用于實現試驗艙(20)與臭氧發生裝置(10)的連接處的開閉；

所述排風閥(25)設置于試驗艙(20)的出風口，用于實現試驗艙(20)與排風凈化裝置(30)的連接處的開閉；

所述采樣點設置于所述試驗艙(20)內，用于采集試驗艙(20)內的氣體濃度；

所述溫濕度調節裝置設置于所述試驗艙(20)內，用于調節所述驗艙(20)的溫濕度至預定值。

6.根據權利要求5所述的測試裝置，其特征在于，所述氣流控制裝置(22)包括：

攪拌風扇(221)，所述攪拌風扇(221)設置于試驗艙(20)的進風口處，用于均勻混合臭氧發生裝置(10)輸出的氣體；以及

循環風扇(222)，所述循環風扇(222)用于測試過程中保證試驗艙(20)內的氣流充分混合。

7.根據權利要求5所述的測試裝置，其特征在于，試驗艙本體(21)的內壁采用抗臭氧氧化腐蝕的材料。

8.根據權利要求1所述的測試裝置，其特征在于，所述排風凈化裝置(30)包括下游采樣口，用于測定試驗艙(20)出風口的臭氧濃度。

9.一種采用如權利要求1-8任一項所述的空氣凈化器除臭氧性能的測試裝置的測試方法，包括：

將待測空氣凈化器固定于試驗艙內，在預定條件下完成臭氧自然衰減系數測試；

以預定濃度向所述試驗艙內輸入臭氧，當試驗艙排風口的臭氧濃度穩定后，開啟待測空氣凈化器；

持續以預定濃度向所述試驗艙內輸入臭氧，當待上游持續通入的臭氧氣體累積量達到限值時，或者試驗艙排風口濃度達到與試驗艙進風口投放的臭氧濃度相同后，關閉空氣凈化器與臭氧發生裝置，計算臭氧累積凈化量和潔凈空氣量。

10.根據權利要求9所述的測試方法，其特征在于：

所述將待測空氣凈化器固定于試驗艙內，在預定條件下完成臭氧自然衰減系數測試包括：

將待測空氣凈化器固定于試驗艙內的傳送裝置上，自然衰減系數測試過程中待測樣機處于關機狀態；

開啟試驗艙的溫濕度調節裝置，并開啟臭氧發生裝置的風機，降低試驗艙本底污染物濃度，待試驗艙內本底濃度、溫度和相對濕度達到規定狀態；

開啟攪拌風扇和循環風扇，打開臭氧發生裝置及試驗艙的進風閥和排風閥，往試驗艙的進風口內持續穩定通入氣態濃度為(0.48±0.04)mg/m³的臭氧，同時持續監測試驗艙進風口臭氧濃度和風量，以及排風口處臭氧濃度；

持續監測排風口臭氧濃度，待預定時長內排風口臭氧濃度變化范圍小于等于5％時，則試驗艙處于上穩定狀態，記錄半小時內的臭氧濃度，取其平均值記為C₀；

計算自然衰減系數K_e，包括：

艙內臭氧污染物的質量傳遞過程滿足質量守恒：

式中：

C——試驗艙內污染物濃度，單位為毫克每立方米；

C_in——試驗過程中進風口持續恒定投放的臭氧濃度，單位為毫克每立方米；

Q_in——試驗艙進風口風量，單位為立方米每小時；

k₀——污染物的自然沉降率，單位為每小時；

k——試驗艙的換氣次數，單位為每小時；

V——試驗艙體積，單位為立方米；

O——凈化器去除臭氧的潔凈空氣量，單位為立方米每小時；

當試驗艙處于上穩定狀態時，式1中的dC/dt＝0且CADR＝0，從而得到自然衰減常數為：

式中：

C₀——上穩定狀態時，試驗艙內污染物濃度，單位為毫克每立方米；

進行總衰減測試，包括：

所述以預定濃度向所述試驗艙內輸入臭氧，當試驗艙排風口的臭氧濃度穩定后，開啟待測空氣凈化器包括：

自然衰減系數完成后，開啟待測樣機至額定狀態，開啟的時刻記為t＝0h；

保持攪拌風扇和循環風扇開啟，試驗艙的進風口仍穩定持續通入濃度為0.48±0.04mg/m³的臭氧，同時持續監測試驗艙排風口處臭氧濃度，每各預定時長記錄一次數據，包括進風口風量、進風口污染物濃度、排風口污染物濃度，待排風口的臭氧濃度下降至預定時長內變化范圍小于等于超過5％時，則試驗艙第一次處于下穩定狀態，記錄半小時內的臭氧濃度，取其平均值記為下穩定狀態的濃度Ct；

計算待測樣機的臭氧潔凈空氣量，包括：

當試驗艙處于上穩定狀態時，式1中的dC/dt＝0，從而得到待測樣機去除臭氧的潔凈空氣量：

式中：

C_t——下穩定狀態時，試驗艙內污染物濃度，單位為毫克每立方米；

進行累積凈化量的測試，包括：

待進風口持續通入的臭氧氣體累積量達到機器針對目標污染物潔凈空氣量設定對應的累積凈化量限值時，或下穩定狀態濃度高于預定規定的限值，兩者取最先到達的時間，結束試驗；

計算臭氧累積凈化量：

式中：

C_out，n——試驗過程中，待測樣機運行后從t＝0h開始，排風口在n時刻的實時臭氧濃度，單位為毫克每立方米；

q——每小時艙內換氣量，單位為立方米每小時；

t——試驗結束點的時刻，單位為小時；

Δt——臭氧儀器記錄每個臭氧濃度的時間步長，單位為小時；

k_e——總衰減常數，單位為每小時。