漏风量测试装置及方法与流程

本发明涉及空调系统技术领域，特别涉及一种漏风量测试装置及方法。

背景技术：

随着我国机电空调系统的日益发展，全社会对空调系统的需求渐渐从单纯的舒适性上升为满足舒适性的同时需兼具一定的节能潜力。目前，我国公共建筑中，暖通空调系统是最主要的耗能设备，其运行能耗占建筑能耗的50％～60％。相关研究表明，由于接缝不严而漏掉的风量常常高达系统总送风量的10％～15％。空调系统制冷能耗的10％～40％是由风系统的漏风、输送及对流等原因损失掉的。当风管漏风率达到20％时，空调系统能耗会上升10％～65％，若能消除风管漏风，建筑可以节能10kw/(m²·a)。carrie和mcwilliams等人通过研究发现风系统的漏风、输送以及对流等原因可造成空调系统损失10％～40％的制冷能耗。franconi等人通过调研测试发现当风管漏风率达到20％时，空调系统能耗会上升10％～65％。由此可见，过量的漏风会影响整个系统功能的实现和能源的大量浪费。

空调系统在输送风量的过程中，若风管的严密性不足，会造成冷量的大量损失，末端风量不足导致空调效果较差，严重时甚至会引起吊顶结露(夏季)。因此在施工过程中，及时的发现空调系统的系统漏风量将会有效的降低空调风系统的能量损失从而大幅度提高空调系统的节能潜力。

我国目前规范规定的分段式漏风量测试方法，由于漏风量测试时，采用分段漏风测试且在风管吊装前进行。风管与其他设备对接组合时，总会不可避免的产生缝隙，缝隙越大，空调系统实际运行时的漏风量越大。空调系统在设计静压下工作时，通过连接处(如法兰连接、局部阻力管件连接处)造成的漏风量损失要大于风管本体接缝的漏风量损失。工地现场中，受现场条件和施工进度的限制，风管变径的位置和转接头的位置经常出现漏风量超标的现象。法兰连接系统在管节法兰间采用条状密封垫料密封以减少管内介质泄露，但在实际工程中存在诸多因素，导致法兰连接系统的密封性能部分丧失，漏风量增大。由此可见，对风管漏风量的测试，仅测试风管自身接缝处的漏风量是远远不够的。空调系统实际运行时，因法兰连接及局部阻力管件(两通、三通、变径和转接头等)封堵不严造成的系统漏风量往往要大于风管自身接缝处造成的漏风量。因此该方法只能测试出风管自身接缝处是否存在漏风问题，至于风管吊装完成后法兰连接处是否存在漏风的问题，该方法无法测试。目前，我国的新建项目的空调系统送风静压普遍为中压系统，风管的尺寸也较大。风管连接处通常使用角钢法兰进行连接，若因施工质量造成角钢法兰铆接不严密则会造成法兰连接处漏风过大。因此分段漏风量测试法，无法测量因法兰连接不严等造成的系统漏风量。测试方法上存在缺陷。

目前国内并未有相关的系统漏风量测试方法及配套装置。我国现有的对风管漏风量测试的方法为分段漏风量测试法配套的相关测试仪器为孔板压差流量计，测试通常在风管吊装前进行。通常选用孔板(风管式)和喷嘴(风室式)这两种形式，使用节流元件差压测量法进行漏风量的测试。测试时，被测风管管段的一端与节流元件后部的软管连接，其余部分全部使用盲板进行封堵。打开风机使管内静压值达到工作静压值并保持静压值恒定，测量出节流元件前后的压差值，通过该压差值计算出的流量即为工作静压下，被测试风管管段的漏风量。按照该方法，依次对被测试风系统的所有风管进行分段漏风量测试。若该风系统所有风管的分段漏风量测试结果皆合格，则判定风管的漏风量符合设计要求。

该方法的理论依据为流体的连续流动能量方程，理论可靠，数据采集较为方便快捷，但是计算过程十分复杂。同时，该方法使用的测试装置的元件及仪器(例如：孔板压差流量计)多属于流体力学试验装用仪器，安装要求高、精密度要求更高(远高于建筑施工要求精度)。为保证使用精度及不同的风管管段的使用尺寸，所需应用的元件较多，非常不利于施工单位使用和保存，所以现场应用极难，通常作为实验室分段风管漏风量抽检使用，不适合于对整体风管系统进行漏风量测试。同时，孔板压差流量计等节流元件，因其结构特点，造成其测试时适用于小流量大压差的系统。对于分段漏风量测试，将风系统的所有风管皆依次进行测试，因此孔板压差流量计的流量测试范围可满足测试要求。对于系统漏风量测试，孔板压差流量计的流量测试量程过小无法满足测试要求。孔板压差流量计，体积较大且安装较为复杂繁琐，因此若要对风系统的所有风管进行分段漏风量测试消耗时间较长。

综上，较之于系统漏风量测试，分段漏风量测试法由于在吊装前进行，因此测量精度较小(无法测量风管法兰连接处存在的漏风量)、无法测试系统漏风量。规范中的风管允许漏风量是单位面积的风管漏风量，仅能反应风管自身因接缝封堵不严密而造成的漏风量，而相关专业人员更关注的是风管系统的系统漏风量；孔板压差流量计测试流量量程过小、使用繁琐，因此无法应用在系统漏风量的测试中。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够在风管吊装完成后，对空调系统的风管进行漏风量测试的漏风量测试装置。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述漏风量测试装置进行漏风量测试的漏风量测试方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种漏风量测试装置，其包括：

打压组件，其包括空气开关、变频器和风机，所述空气开关与所述变频器电连接，所述变频器与所述风机的电机电连接；

风速测量仪，其通过检测管路与所述风机的出口相连通。

如上所述的漏风量测试装置，其中，所述检测管路为铁皮风管或者检测软管。

如上所述的漏风量测试装置，其中，所述风速测量仪为皮托管式风速传感器。

本发明还提供了一种漏风量测试方法，其用上述的漏风量测试装置，所述漏风量测试方法包括：

封堵待测试的空调系统的风管的所有风口，并在所述风管的末端设置静压测试装置；

通过连接软管连通所述风管与所述漏风量测试装置的风速测量仪；

以预设的启动频率使所述漏风量测试装置的风机运行第一预设时间；

逐步提高所述风机的运行频率，当所述静压测试装置检测到的检测静压等于所述风管的设计静压时，使所述风机以当前的运行频率运行第二预设时间，获取所述风速测量仪检测的当前动压和所述静压测试装置检测的当前静压；

根据获取的所述当前动压、所述风速测量仪的截面面积以及预设的漏风量模型，得出所述风管的漏风量。

如上所述的漏风量测试方法，其中，所述预设的漏风量模型为：

其中，q为实测的风管的漏风量，单位：m³/h；

pd为风速测量仪检测的当前动压，单位：pa；

s为风速测量仪的截面面积，单位：m²。

如上所述的漏风量测试方法，其中，当所述静压测试装置检测到的检测静压无法达到所述风管的设计静压时，根据获取的所述当前动压、所述当前静压以及预设的实测漏风量模型，得出所述风管的实测漏风量。

如上所述的漏风量测试方法，其中，所述预设的实测漏风量模型为：

q1＝q×(p0/p)^0.65

其中，q1为风管的计算漏风量，单位：m3/h；

q为实测的风管的漏风量，单位：m3/h；

p0为风管的设计静压，单位：pa；

p为静压测试装置检测的当前静压，单位：pa。

如上所述的漏风量测试方法，其中，所述漏风量测试方法还包括：

当所述得出的风管的漏风量大于预设量时，对所述风管进行检修作业，并间隔第三预设时间进行第二次漏风量测试。

如上所述的漏风量测试方法，其中，所述连接软管的长度小于或者等于2米。

如上所述的漏风量测试方法，其中，所述风速测量仪的测试风速大于3m/s。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的漏风量测试装置，结构简单，可解决现有的节流元件无法对空调系统的漏风量进行测试的弊端，并且能够在风管吊装完成后，针对风管整体的漏风量进行测试，并能针对风管接缝处及风管连接处法兰及风管管路中所有阀门、两通、三通和转接头等局部阻力构件处的漏风量进行测试；

本发明的漏风量测试方法，操作简单方便、测试准确性较高、计算方便，并能有效解决分段式漏风量测试法无法测量风管连接处(法兰、两通、三通和转接头处)的漏风量的问题。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的漏风量测试装置的结构示意图；

图2是图1所示的漏风量测试装置中打压组件的结构示意图；

图3是本发明的漏风量测试装置的使用原理图；

图4是本发明的漏风量测试方法的流程图；

图5是本发明的漏风量测试方法的另一流程图。

附图标号说明：

100、打压组件；110、空气开关；120、变频器；130、风机；131、出口；132、电机；

200、风速测量仪；

300、风管；

400、检测管路；

500、连接软管。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施方式一

如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种漏风量测试装置，适用于对空调系统的风管300的漏风量进行检测，漏风量测试装置包括打压组件100和风速测量仪200，其中：

打压组件100包括空气开关110、变频器120和风机130，空气开关110与变频器120电连接，变频器120与风机130的电机132电连接，较佳的，风机130采用离心风机，且离心风机的设计静压至少为被测试风管300的设计静压的1.2倍；变频器120采用abb变频器，且根据现场实际需求选定为三相200v/60hz进线，以适应不同现场标准的电压和频率的交流供电电源，从而增强设备适应性，变频器120能够改变风机130的运行频率，即风机130能够实现变频调速，这样不但能改善风机130的性能，而且具有明显的节能效果和降噪效果，并且使得风机130的寿命得到明显的提高；空气开关110能够提高现场用电的安全性，具体的，空气开关110是低压配电网络和该系统中非常重要的一种提升设备安全的电器，它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接触和分断电路外，尚能对设备电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护，并且空气开关110也是一种用来防止人身触电和漏电引起事故的一种接地保护装置，当电路或用电设备漏电电流大于装置的整定值，或人、动物发生触电危险时，它能迅速动作，切断事故电源，避免事故的扩大，也即当电路中电流超过额定电流时，空气开关110就会自动断开，以保证用电的安全性，需要说明的是，空气开关110、变频器120和风机130的具体结构及具体连接方式为现有技术，在此不再赘述；

风速测量仪200通过检测管路400与风机130的出口131相连通，风速测量仪200能够在被测试风管300系统达到设计静压时，测得被测风管300的系统漏风量。

漏风量的定义为：空调机组运行时，由空调机组的风机130出口131处至风管300最末端处，因风管300接缝及法兰连接处或局部阻力管件(如静压箱、消声器和三通等)封堵不严造成的所有风量损失，因此，漏风量应在风管300吊装完成且与空调机组连接后进行；本发明的漏风量测试装置可以在风管300吊装完成且与空调机组连接后，将风速测量仪200通过连接软管500与待检测的空调系统的风管300相连通，并密封风管300的封口；启动风机130，并通过变频器120实时调节风机130的运行频率，当检测到风管300的静压等于设计静压时，通过风速测量仪200的检测结果即可得知风管300的漏风量。

本发明的漏风量测试装置的测量原理为：在理想状态下向一个密闭容器注入气体，保持容器内压力恒定，此时注入的气体流量与密闭容器的泄漏量相等。

需要说明的是，在进行测试时，需专业人员指导现场施工人员，将风机130接入施工现场的电箱，并由专业的安全人员，确认无误后，方可进行测试。

本发明的漏风量测试装置，结构简单，可解决现有的节流元件无法对空调系统的漏风量进行测试的弊端，并且能够在风管300吊装完成后，针对风管300整体的漏风量进行测试，并能针对风管300接缝处及风管300连接处法兰及风管300管路中所有阀门、两通、三通和转接头等局部阻力构件处的漏风量进行测试。

进一步，检测管路400为铁皮风管300或者检测软管，在实际使用时，可以根据实际工况选择使用铁皮风管300或者检测软管。

进一步，风速测量仪200为皮托管式风速传感器，皮托管式风速传感器使用方便，便于与被测试的风管300连接，并且与压力(动压)测试装置(如微压计、风速仪等)连接使用匹配性较高。

实施方式二：

如图4所示，本发明提供了一种漏风量测试方法，其适用于所有的全空气空调系统，该漏风量测试方法采用上述的漏风量测试装置，该漏风量测试方法包括：

步骤210、封堵待测试的空调系统的风管的所有风口，并在风管的末端设置静压测试装置，具体的，使用盲板对待测试的风管的所有风口进行封堵，并在最不利通风的末端风口的盲板上预留一个直径不超过10mm的小圆孔作为静压测试口，在静压测试口处安装静压测试装置，静压测试装置可使用微压计；

步骤220、通过连接软管连通风管与漏风量测试装置的风速测量仪，以使得风速测量仪能够检测风管内的动压；

步骤230、以预设的启动频率使漏风量测试装置的风机运行第一预设时间，具体的，预设的启动频率为30hz～40hz，较佳的，预设的启动频率为35hz左右，以避免风管瞬间静压过大造成风管局部受损，第一预设时间为3分钟～7分钟，较佳的，第一预设时间为5分钟；

步骤240、逐步提高风机的运行频率，当静压测试装置检测到的检测静压等于风管的设计静压时，使风机以当前的运行频率运行第二预设时间，具体的，第二预设时间为至少0.8小时，较佳的，第二预设时间为1小时，获取风速测量仪检测的当前动压和静压测试装置检测的当前静压；

步骤250、根据获取的当前动压、风速测量仪的截面面积以及预设的漏风量模型，得出风管的漏风量，具体的，风速测量仪的截面面积可以由实际测量得知，根据预设的漏风量模型，经由简单的计算即可获知风管的漏风量。

其中，风管的漏风率＝漏风量/风管设计风量×100％。

本发明的漏风量测试方法，操作简单方便、测试准确性较高、计算方便，并能有效解决分段式漏风量测试法无法测量风管连接处(法兰、两通、三通和转接头处)的漏风量的问题。

进一步，连接软管的长度小于或者等于2米，以避免连接软管过长，影响检测结果，并且所选用的连接软管的阻力较小且连入风管时，应注意风管避免弯折，否则阻力过大会导致被测试风管的静压无法达到设计静压。

进一步，风速测量仪的测试风速大于3m/s，以确保测量的准确性。

进一步，预设的漏风量模型为：

其中，q为实测的风管的漏风量，单位：m³/h；

pd为风速测量仪检测的当前动压，单位：pa；

s为风速测量仪的截面面积，单位：m²。

进一步，由测试的基本原理，需要在风管实测静压达到设计静压时方可进行，而对于个别风管管路过长或风管管路阻力过大，系统漏风量测试装置在最高频率下运行也无法使实测静压达到设计静压时，上述预设的漏风量模型的计算结果可能不准确，考虑到这个问题，本发明设计在当静压测试装置检测到的检测静压无法达到风管的设计静压时，根据获取的当前动压、当前静压以及预设的实测漏风量模型，得出风管的实测漏风量，以使得计算结果更加准确。

再进一步，预设的实测漏风量模型为：

q1＝q×(p0/p)^0.65

其中，q1为风管的计算漏风量，单位：m³/h；

q为实测的风管的漏风量，单位：m³/h；

p0为风管的设计静压，单位：pa；

p为静压测试装置检测的当前静压，单位：pa。

进一步，如图5所示，漏风量测试方法还包括：

步骤260、当得出的风管的漏风量大于预设量时，对风管进行检修作业，并间隔第三预设时间进行第二次漏风量测试，其中，第三预设时间至少为8小时，以保证进行漏风量测试时，修补处不会被损坏，第二次漏风量测试即为重复上述步骤210至步骤250。

下面结合具体示例说明本发明的漏风量测试方法的具体过程：

空调系统每层使用两台全空气空调机组，每台空调机组的设计风量为16000m³/h，风管的设计静压为660pa；

实际测试时，先使用盲板对风管的各风口进行封堵，因该空调系统的空调机组设置在北侧，空调系统的末端位于南侧，因此在最南侧的末端风口处封堵的盲板上预留一个直径不超过10mm的小圆孔作为静压测试口，该点的测试静压值即作为风管的实测静压，在静压测试口处设置微压计；随后，将风速测量仪使用连接软管与风管进行连接，之后，启动漏风量测试装置，使用微压计在静压测试口处对风管的静压进行测试，调节风机的运行的频率以改变风管的静压，直至静压测试口处测得的静压达到风管设计静压660pa为止，此时在皮托管式风速传感器处的测量结果即为风管的漏风量，测得的结果为1520m³/h，漏风率＝漏风量/风管设计风量×100％＝9.5％。

综上所述，本发明的漏风量测试装置，结构简单，可解决现有的节流元件无法对空调系统的漏风量进行测试的弊端，并且能够在风管吊装完成后，针对风管整体的漏风量进行测试，并能针对风管接缝处及风管连接处法兰及风管管路中所有阀门、两通、三通和转接头等局部阻力构件处的漏风量进行测试；

本发明的漏风量测试方法，操作简单方便、测试准确性较高、计算方便，并能有效解决分段式漏风量测试法无法测量风管连接处(法兰、两通、三通和转接头处)的漏风量的问题。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。