一种移动式户用采暖炉具测试实验室的制作方法

本实用新型涉及一种实验设备技术领域，特别是关于一种移动式户用采暖炉具测试实验室。

背景技术：

我国是世界上采暖炉具生产大国，我国北方农村地区以固体燃料为主的采暖能源结构，使得分散采暖面临很大的环境保护压力，再加上清洁高效采暖炉具的普及率仍然很低，导致由于采暖产生的大气污染问题十分突出。深入认识居民燃煤的燃烧及排放特点，实现高效燃烧、降低污染物排放，是实现居民燃煤采暖供给侧改革的关键。据国际能源署预计，到2030年，现代清洁替代能源(如电力等)由于成本及配套设施建设等原因仍不能全面覆盖中国人口，中国仍会有2.8亿人依赖固体燃料进行炊事和采暖。因此在当前阶段，推广清洁高效户用采暖炉具，控制户用采暖炉具的质量成为政府和检测机构所面临的的难题。

我国现有的户用测采暖炉具测试实验室一般是在固定实验室内对炉具进行检测，包括对其采暖功率、热效率热性能以及烟气污染物的测试。这种在实验室内的测试只是针对送检产品的测试，测试的对象一般为新型炉具产品，不具备完全的普遍性，其测试结果不能代表用户实际正在使用的采暖炉具的性能。由于现有的户用采暖炉具测试实验室不能移动，只能在当地进行测试，而在较远地方重新建立测试实验室的时间较长，成本较高，因此对用户所实际使用的炉具进行实地性能测试非常困难，而且测试效率低。

技术实现要素：

为解决现有的户用采暖炉具测试实验室不能进行实地测试的问题，本实用新型的目的是提供一种移动式户用采暖炉具测试实验室，其成本较低，测试效率高。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种移动式户用采暖炉具测试实验室，其特征在于：它包括由集装箱构成的腔室，所述腔室内中部设置有隔板墙，由所述隔板墙将所述腔室分割成位于测试室和控制室，位于所述隔板墙上设置有具有密封结构的推拉门；位于所述测试室内设置有起吊装置、烟囱、冷却循环水机、炉具、电子称台、稀释气罐放置区和发电机箱；所述电子称台设置在所述测试室内中部前侧，所述电子称台上部设置有所述炉具，所述炉具上部设置有所述烟囱；位于所述电子称台后侧设置有内部装有发电机的所述发电机箱；所述测试室内右侧设置有用于放置稀释气罐的所述稀释气罐放置区，所述稀释气罐放置区前侧设置有所述冷却循环水机，所述冷却循环水机的水路与所述炉具上的进出水口连接；所述起吊装置通过双滑轨滑动设置在所述测试室内顶壁上。

进一步，所述烟囱采用两段式结构，其中一段所述烟囱位于所述测试室内，顶部出口位于集装箱顶壁，底部与所述炉具出烟口固定连接；另一段所述烟囱位于所述测试室外部，另一段所述烟囱底部通过法兰结构与集装箱顶部垂直固定。

进一步，位于所述冷却循环水机的水路进出口处分别设置有测温用的热电偶，位于水路内设置有液体流量计。

进一步，位于所述测试室左侧集装箱壁面上设置有测试室外门，后部集装箱壁面上设置有测试室窗户。

进一步，位于所述控制室内设置有烟气测试系统、热电偶温度采集卡、仪表区、电子计算机、空调、仪器柜、控制台和座位；所述控制室内左前侧设置有所述控制台及座位，所述控制台和座位与集装箱的底部都采用螺栓紧固，位于所述控制台上设置有所述电子计算机和用于安装仪表的所述仪表区；所述控制室内右侧设置有所述热电偶温度采集卡，用于将采集到的温度信息传输到所述电子计算机；所述控制室内右前侧设置有所述仪器柜，所述仪器柜与所述控制台之间设有互相连接的通讯线路和气体管路，所述仪器柜内设置有所述烟气测试系统，所述烟气测试系统的采样端穿过所述隔板墙与位于所述测试室内的所述烟囱连通；所述控制室内右后侧顶部设有所述空调。

进一步，位于所述控制室前侧箱壁上设置有仪器室门，所述仪器室门与箱壁之间设有密封橡胶；位于所述控制室后侧壁设置有外部梯子。

进一步，所述烟气测试系统包括CO2浓度传感器、颗粒物在线监测仪、稀释气流量计、稀释器、待稀释气体流量计、采样送气泵、采样探头、烟气分析仪、颗粒物过滤装置和未稀释气体流量计；所述采样送气泵一端与所述采样探头连接，所述采样探头伸入位于所述测试室内的所述烟囱内，所述采样送气泵另一端经管路分别与所述待稀释气体流量计和未稀释气体流量计连接；所述采样送气泵进行采样送气，将待稀释烟气经所述待稀释气体流量计进入所述稀释器，同时所述稀释气罐内的氮气通过所述稀释气体流量计进入所述稀释器，两种气体混合后进入所述颗粒物在线监测仪，通过所述控制台调节所述稀释气体流量计和待稀释气体流流量计的流量来调节稀释比例；位于所述颗粒物在线监测仪后端设置有所述CO2浓度传感器，所述CO2浓度传感器将测量到的稀释后的CO2浓度传输到所述电子计算机；所述采样送气泵将未稀释烟气经所述未稀释气体流量计传输至所述颗粒物过滤装置后，未稀释气体进入所述烟气分析仪，所述烟气分析仪将得到的气体成分浓度传输到所述烟气分析仪电子计算机。

进一步，所述稀释器经气体管路与所述控制台连接。

进一步，所述烟气分析仪内置有O2气体传感器、CO2气体传感器、CO气体传感器、SO2气体传感器和NO气体传感器。

进一步，所述测试室和控制室的集装箱内壁面上附有一层酚醛树脂保温材料。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型的实验室设备齐全，体积较小，移动方便，可以随时进行异地测试，减少了重新建立实验室的成本。2、由于在测试实地建立固定式新型实验室的成本高达几十万元，本实用新型可以通过车载的方式移动到较远的区域，无需花费巨资建立新的实验室，即可实现对较远区域内户用采暖炉具的大批量测试，从而可以获得大量详实的数据，对用户实际使用的采暖炉具整体质量水平得到全方位了解，进而对区域大气污染的治理提供数据支持。3、本实用新型可实现对较远区域范围内的户用采暖炉具进行实时测试。综上，本实用新型的测试实验室适用于国内炉具测试标准，包括《GB/T 16155-2005民用水暖煤炉热性能试验方法》、《NB/T 34008-2012生物质炊事采暖炉具试验方法》等测试标准。

附图说明

图1是本实用新型的外部结构正视图；

图2是本实用新型的内部结构正视图；

图3是本实用新型的内部结构俯视图；

图4是本实用新型的烟气测试系统结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1～图3所示，本实用新型提供一种移动式户用采暖炉具测试实验室，其包括由集装箱构成的腔室，腔室内中部设置有隔板墙1，由隔板墙1将腔室分割成位于左侧的测试室2和位于右侧的控制室3，用户采暖炉具的测试工作主要在测试室2内进行。位于隔板墙1上还设置有具有密封结构的推拉门4。

位于测试室2内设置有电子称台5、炉具6、烟囱7、发电机箱8、稀释气罐放置区9、冷却循环水机10和起吊装置11。电子称台5设置在测试室2内中部前侧，电子称台5上部设置有炉具6，炉具6上部设置有烟囱7；位于电子称台5后侧设置有内部装有发电机的发电机箱8。测试室2内右侧设置有用于放置稀释气罐12的稀释气罐放置区9，稀释气罐放置区9前侧设置有冷却循环水机10，冷却循环水机10的水路与炉具6上的进出水口连接，由冷却循环水机10将采暖炉具6排出至外部水箱的热水进行冷却，实现水的循环利用。起吊装置11通过双滑轨滑动设置在测试室2内顶壁上，用于移动测试室2内的重物，例如用来移动炉具6和发电机箱8。电子称台5、发电机箱8、稀释气罐12和冷却循环水机10与测试室2内集装箱底部之间都垫有橡胶垫，并用螺栓紧固。其中，稀释气罐12内的稀释气体为压缩氮气。

上述实施例中，位于测试室2左侧集装箱壁面上设置有测试室外门13，集装箱后部壁面上设置有测试室通风窗户14。测试室外门13和测试室窗户14都采用推拉式结构；隔板墙1的厚度优选为10cm，测试室外门13的宽度优选为1米，高度优选为2米，测试室窗户14的尺寸优选为1米×1米，框架为铝合金材质，窗框边缘采用橡胶密封。

上述各实施例中，烟囱7采用两段式结构，其中一段烟囱7位于测试室2内，顶部出口位于集装箱顶壁，底部与炉具6出烟口固定连接，该段烟囱7长度优选为1米。另一段烟囱7位于测试室2外部，测试时使用该段烟囱7；另一段烟囱7底部通过法兰结构与集装箱顶部垂直固定，为可拆卸结构，其总长度优选为3米。

上述各实施例中，电子称台5的量程优选为300kg，精度为1g。电子称台5的尺寸优选为宽0.8米，长1.2米，高0.15米。电子称台5表层覆有隔热的两层钢板，两层钢板对应的四个角之间分别用相同长度的螺栓连接，中部为空。

上述各实施例中，发电机箱8的尺寸优选为0.8米×1.2米、高0.8米。在发电机箱8底部设置有滑轨，可以通过底部的滑轨将其移出至室外。

上述各实施例中，位于冷却循环水机10的水路进出口处分别设置有测温用的热电偶，位于水路内设置有液体流量计15。

如图1～图3所示，位于控制室3内设置有控制台16、座位17、电子计算机18、仪表区19、热电偶温度采集卡20、仪器柜21、烟气测试系统22和空调23。控制室3内左前侧设置有控制台16及座位17，控制台16和座位17与集装箱的底部都采用螺栓紧固，位于控制台16上设置有电子计算机18和用于安装仪表的仪表区19，电子计算机18与控制台16之间设置有缓冲减震的橡胶垫，电子计算机18底部采用夹紧装置固定在控制台16上，液体流量计15将实时流量数据传输至电子计算机18。控制室3内右侧设置有热电偶温度采集卡20，用于将采集到的热电偶测温信息传输到电子计算机18。控制室3内右前侧设置有仪器柜21，仪器柜21与集装箱底部之间垫有橡胶垫，并用螺栓紧固；仪器柜21与控制台16之间设有互相连接的通讯线路和气体管路，仪器柜21内设置有烟气测试系统22，烟气测试系统22的采样端穿过隔板墙1与位于测试室2内的烟囱7连通，采样管高度为距炉具6顶部出烟口1米处。控制室3内右后侧顶部设有空调23。

上述实施例中，位于控制室3前侧箱壁上设置有仪器室门24，仪器室门24与箱壁之间设有密封橡胶，具有较高的密封性。位于控制室3后侧壁设置有外部梯子25。

上述各实施例中，仪器柜21的尺寸优选为长1米，宽0.8米，高1.8米。控制台16的尺寸优选为：长度为1.4米，宽度为0.7米，高度为1米，位于控制台16背部设置有与桌面垂直的竖板，仪表区19设置在竖板上。

上述各实施例中，电子计算机18用于实时获取热电偶温度采集卡20、液体流量计15和电子称台5传输至的数据，电子称台5实时测量炉具内燃料燃烧减少的质量，将数据传输到电子计算机18；电子计算机18进行数据的采集和存储，将采集到的数据处理后并将结果实时显示。

上述各实施例中，如图4所示，烟气测试系统22包括采样送气泵26、采样探头27、待稀释气体流量计28、未稀释气体流量计29、稀释器30、稀释气体流量计31、颗粒物在线监测仪32、CO2浓度传感器33、颗粒物过滤装置34和烟气分析仪35；所有的仪器设备与仪器柜21底部之间垫有橡胶垫，并用夹紧装置紧固。

采样送气泵26一端与采样探头27连接，采样探头27伸入位于测试室2内的烟囱7内；采样送气泵26另一端经管路分别与待稀释气体流量计28和未稀释气体流量计29连接。采样送气泵26进行采样送气，将待稀释烟气经待稀释气体流量计28进入稀释器30，同时稀释气罐12内的氮气通过稀释气体流量计31进入稀释器30，两种气体混合后进入颗粒物在线监测仪32，通过控制台16调节稀释气体流量计31和待稀释气体流量计28的流量来调节稀释比例。位于颗粒物在线监测仪32后端设置有CO2浓度传感器33，用于测量经稀释器稀释后的CO2浓度，并将数据传输到电子计算机18。量程为0-5％，精度1ppm。采样送气泵26将未稀释烟气经未稀释气体流量计29传输至颗粒物过滤装置34后，未稀释气体进入烟气分析仪35，进行气体成分(O2、CO2、CO、SO2、NO)浓度检测，并将数据传输到电子计算机18。

其中，稀释比例为稀释前CO2浓度(由烟气分析仪35所测)与稀释后CO2浓度(由CO2浓度传感器33所测)之比，稀释比例乘以颗粒物在线监测仪32所测颗粒物浓度，即为颗粒物实际浓度。

上述实施例中，稀释器30经气体管路与控制台16连接，根据烟气颗粒物浓度的变化，通过控制稀释气体流量实时调整稀释比例，防止超出仪器量程，实现颗粒物在线监测仪的长时间在线监测。

上述各实施例中，烟气分析仪35用于实时监测烟气成分(O2、CO2、CO、SO2、NO等)浓度。烟气分析仪35内置有多种气体传感器，各气体传感器的量程及精度分别为：O2气体传感器量程0-21％，精度0.1％；CO2气体传感器量程0-20％，精度0.01％；CO气体传感器量程0-30000ppm，精度1ppm；SO2气体传感器量程0-5000ppm，精度1ppm；NO气体传感器量程0-5000ppm，精度1ppm。

上述各实施例中，颗粒物在线监测仪32用于在线实时监测颗粒物PM2.5浓度，量程0-150mg/m³，精度0.001mg/m³。

上述各实施例中，测试室2和控制室3的集装箱内壁面上附有一层酚醛树脂保温材料，轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、使用温度围广(-196～+200℃)低温环境下不收缩、不脆化，可适用于室外温度变化较大的地区。

综上所述，本实用新型在使用时，工作人员坐在控制室的座位17上，实时观察控制台16上仪表区19的数据显示和电子计算机18的数据显示。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。