一种空调通风管路隔热材料凝露试验装置及方法与流程

1.本发明涉及于隔热材料性能试验技术领域，特别涉及一种空调通风管路隔热材料凝露试验装置及方法。


背景技术：

2.为避免空调冷气在通风管路传输过程中发生较多的冷热交换，影响空调的制冷效果并增加空调的负荷，空调通风管路外侧都会包覆一层隔热材料，对通风管路进行隔热保温。
3.对于不同应用场景下的空调，以船舶用空调为例，由于船舶所处的环境条件通常湿度较大，如果隔热材料隔热性能差，空调管路通过热传导会使隔热材料外表面温度降低，容易形成凝露滴水；另外，隔热材料若阻隔湿气的性能较差，水分将会进入隔热材料内部而且会到达空调管路表面，最终在隔热材料内部以及空调管路表面产生凝露，导致隔热材料导热性能增大，其隔热效果会急剧下降甚至丧失，隔热材料外表也会产生凝露，凝露不断在隔热材料上聚集后会发生渗水或滴水。凝露滴水现象会严重影响船舶其他设备、设施的安全。因此，为尽量避免空调通风管路上产生凝露，需要对拟在通风管路上应用的隔热材料进行阻湿、防凝露性能考核，以评估该隔热材料能否在船舶空调通风管路上应用。
4.在现有技术中，通常采用gb/t17794《柔性泡沫橡塑绝热制品》中提到的透湿系数和湿阻因子测试方法来进行隔热材料阻湿性能的考核评价，但该方法所用样品较小，不涉及隔热材料在通风管路上的包覆施工，无法反映施工过程对隔热材料阻湿性能的影响，更无从获知隔热材料的防凝露效果。因此，迫切需要提出一种能反映隔热材料工程应用环境下阻湿、防凝露性能的测试装置及方法，对空调通风管路隔热材料阻湿、防凝露性能进行准确的考核及评价。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种能反映隔热材料工程应用环境下阻湿、防凝露性能的测试装置及方法，以对空调通风管路隔热材料阻湿、防凝露性能进行准确的考核及评价。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种空调通风管路隔热材料凝露试验装置，包括环境试验间、制冷系统、试验管路，所述环境试验间内部具有试验空间；所述试验管路被设置在试验空间中，所述制冷系统与试验管路连通，用于向试验管路中输送冷风；所述试验管路外壁包覆待测隔热材料，用于对隔热材料的阻湿、防凝露性能进行试验。
8.进一步的，所述制冷系统包括制冷机组、制冷风机、冷媒循环管路，所述制冷机组被设置在环境试验间外部，所述制冷风机被设置在试验空间中，所述冷媒循环管路的一端与制冷机组连接，另一端与制冷风机连接，所述制冷风机与试验管路连通，用于向试验管路中输送冷风。
9.进一步的，所述制冷风机包括出风口、吸风口，所述试验管路的一端与出风口连接，另一端与吸风口连接。
10.进一步的，所述试验管路包括扁圆管段、矩形管段、变径管段，扁圆管段的总长度、矩形管段的总长度均不低于试验管路总长度的30％。
11.优选的，所述试验空间的温度调节范围为10～100℃，湿度调节范围为10～95％。
12.优选的，所述制冷风机输送的冷风温度为0～20℃、风量为50～5000m3/h。
13.一种空调通风管路隔热材料凝露试验方法，应用于所述的一种空调通风管路隔热材料凝露试验装置，所述试验方法包括：s1、将待测隔热材料包覆在试验管路的外壁；s2、在试验周期n内，对试验空间的试验环境进行第一状态调控，或第二状态调控，或第三状态调控；同时开启制冷系统，使试验管路的管路内部温度a恒定；s3、在经过试验周期n之后，观察并记录隔热材料外观情况、隔热材料内部凝露情况、试验管路外壁的凝露情况，并测试隔热材料的密度及导热系数；s4、综合评价隔热材料的阻湿、防凝露性能。
14.进一步的，步骤s2中，所述试验空间的试验环境至少包括试验空间的温度、湿度，试验周期n为1～100，所述第一状态调控的每个试验周期均包括一个低温低湿试验状态，所述第二状态调控的每个试验周期均包括一个高温高湿试验状态，所述第三状态调控的每个试验周期均包括一个低温低湿试验状态和一个高温高湿试验状态。
15.进一步的，所述低温低湿试验状态下，试验空间的温度为10～30℃内的任一恒定温度，试验空间的湿度为30～60％内的任一恒定湿度，持续时长为12～720h内的任一恒定时间；所述高温高湿试验状态下，试验空间的温度为30～100℃内的任一恒定温度，试验空间的湿度为60～95％内的任一恒定湿度，持续时长为12～720h内的任一恒定时间。
16.优选的，将试验空间的最低设定温度记为b，a为0～20℃，且b-a≥10℃。
17.相对于现有技术，本发明所述的一种空调通风管路隔热材料凝露试验装置及方法具有以下优势：
18.本发明所述的一种空调通风管路隔热材料凝露试验装置及方法，在试验空间中对其试验环境进行调控，如温度、湿度等试验环境参数，并通过制冷系统向试验管路中输送冷风，使得试验管路的管路内部温度低于试验空间的温度，待测隔热材料、甚至试验管路的外壁便会发生凝露过程，从而便能够简单便捷地实现对隔热材料的阻湿、防凝露性能的试验，尤其是能够模拟将隔热材料应用于空调通风管路的场景，并进行隔热材料的阻湿、防凝露性能试验，填补了隔热材料阻湿、防凝露性能工程应用考核试验方法的空白，也有利于确保隔热材料阻湿、防凝露性能试验的准确性。
19.同时，本技术还能够模拟长时间低温低湿环境、高温高湿环境或两者交替的环境，并对隔热材料在长时间低温低湿、高温高湿或两者交替环境下的阻湿、防凝露效果进行试验考核，填补了隔热材料阻湿、防凝露性能工程应用考核试验方法的空白。
附图说明
20.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明实施例所述的一种空调通风管路隔热材料凝露试验装置的结构示意图。
22.附图标记说明：
23.1、环境试验间；11、试验空间；2、制冷机组；3、冷媒循环管路；4、制冷风机；5、试验管路。
具体实施方式
24.下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本技术中湿度的百分数均是指相对湿度。
26.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
27.在现有技术中，通常采用gb/t17794《柔性泡沫橡塑绝热制品》中提到的透湿系数和湿阻因子测试方法来进行隔热材料阻湿性能的考核评价，但该方法所用样品较小，不涉及隔热材料在通风管路上的包覆施工，无法反映施工过程对隔热材料阻湿性能的影响，更无从获知隔热材料的防凝露效果。
28.为了解决现有技术难以对空调通风管路隔热材料阻湿、防凝露性能进行准确的考核及评价等问题，本实施例提出一种空调通风管路隔热材料凝露试验装置，如附图1所示，所述试验装置包括环境试验间1、制冷系统、试验管路5，所述环境试验间1内部具有试验空间11，用于提供试验空间、试验环境；所述试验管路5被设置在试验空间11中，所述制冷系统与试验管路5连通，用于向试验管路5中输送冷风；所述试验管路5外壁包覆待测隔热材料(未图示)，用于对隔热材料的阻湿、防凝露性能进行试验。
29.在试验空间11中对其试验环境进行调控，如温度、湿度等试验环境参数，通过制冷系统向试验管路5中输送冷风，使得试验管路5的管路内部温度低于试验空间11的温度，待测隔热材料、甚至试验管路5的外壁便会发生凝露过程，从而便能够简单便捷地实现对隔热材料的阻湿、防凝露性能的试验，尤其是所述检测装置能够模拟将隔热材料应用于空调通风管路的场景，并进行隔热材料的阻湿、防凝露性能试验，填补了隔热材料阻湿、防凝露性能工程应用考核试验方法的空白，也有利于确保隔热材料阻湿、防凝露性能试验的准确性。
30.其中，对于环境试验间1的试验空间11进行试验环境调控，可以在环境试验间1配置常规的温度调节、湿度调节设备，来对试验空间11的试验环境进行调控。鉴于对试验环境的调控设备及其安装情况，均可以采用现有技术，不做赘述。
31.对于所述制冷系统而言，可以采用常规的空调系统；例如：所述制冷系统包括制冷机组2、制冷风机4、冷媒循环管路3，所述制冷机组2被设置在环境试验间1外部，所述制冷风机4被设置在试验空间11中，所述冷媒循环管路3的一端与制冷机组2连接，另一端与制冷风机4连接，所述制冷风机4与试验管路5连通，用于向试验管路5中输送冷风。
32.对于制冷机组2、制冷风机4以及冷媒循环管路3而言，可以视为常规空调系统的相关组件，制冷机组2可以视为空调室外机，具有压缩机、四通阀、冷凝器、回气管路、排气管路、阀管等空调室外机常规组件，制冷风机4可以近似视为室内机，至少包括风机结构、蒸发器，通过风机结构朝向蒸发器输送气流，气流与蒸发器进行换热形成冷风，并且形成的冷风能够流向试验管路5中。冷媒循环管路3作为连接制冷机组2、制冷风机4的冷媒管路结构，具
体是，所述冷媒循环管路3的一端与制冷机组2的冷凝器连通，另一端与制冷风机4的蒸发器连通。如附图1中箭头所示，以进入试验空间11为流入方向，流出试验空间11为流出方向，所述冷媒循环管路3包括冷媒流入管、冷媒流出管，冷媒流入管的一端与冷凝器出口连接，另一端与蒸发器入口连接，冷媒流出管的一端与蒸发器出口连接，另一端与冷凝器入口连接。鉴于制冷机组2、制冷风机4以及冷媒循环管路3均可以视为常规空调系统的相关组件，也均可以采用现有的空调技术，不做赘述。
33.对于制冷风机4而言，还具有出风口、吸风口，所述试验管路5的一端与出风口连接，另一端与吸风口连接，使得试验管路5、制冷风机4能够形成一条密闭且循环的冷风通路，一方面避免制冷风机4吹出的冷风流到试验空间11中，避免对试验空间11的试验环境造成干扰，另一方面能够高效且便捷地对试验管路5进行降温以及温度调控。在满足试验管路5、制冷风机4的连接关系基础上，所述制冷风机4可以与一个试验管路5装配，也可以将制冷风机4与至少两个的试验管路5同时装配连接。
34.对于制冷机组2、制冷风机4、试验管路5的设置情况而言，一个制冷风机4与一个试验管路5构成一个试验位。本技术优选为，所述制冷风机4与试验管路5为一一对应关系。所述试验装置可以设置一个制冷机组2，一个制冷风机4，一个试验管路5，也可以设置至少一个制冷机组2，至少两个制冷风机4，至少两个试验管路5。如附图1所示，作为一个优选的实施例，所述试验装置设置一个制冷机组2，至少两个制冷风机4，至少两个试验管路5，形成至少两个试验位；此时，对于制冷机组2，制冷风机4之间可以近似视为常规的多联机空调，相应的，冷媒循环管路3具有与制冷风机4连接的冷媒支管，使得任一个制冷风机4与制冷机组2之间均能够进行冷媒流动。鉴于多联机空调的内机、外机设置情况均为现有技术，在此不做赘述。需要说明的是，鉴于附图示意基本保持一致，附图1中对三个及三个以上的试验位布置情况进行了省略，相应的，冷媒循环管路3也进行了相应省略。
35.考虑到整个试验的进行以及相应试验环境的调控，所述试验空间11的容积为50～1000m3，试验空间11中的温度调节范围为10～100℃，湿度调节范围为10～95％(相对湿度)；对于任一个制冷风机4输送的冷风而言，所述冷风的温度为0～20℃、风量为50～5000m3/h。由于本技术中优选将冷风在试验管路5内进行循环流动，从而在长时间的试验进行过程中，本技术中试验管路5的管路内部温度可以等同于冷风温度，即所述试验管路5的管路内部温度为0～20℃。为了确保凝露过程的正常进行，在试验过程中，将所述试验管路5的管路内部温度记为a，将试验空间11的最低设定温度记为b，b-a≥10℃。
36.对于试验管路5而言，所述试验管路5的总长度为3～20m，管截面的周长为0.5～5m，所述试验管路5包括扁圆管段、矩形管段、变径管段中的至少一种，可以由多个管段进行组合连接而成，本技术对管段之间的组合方式、连接顺序不做限定。
37.优选为，所述试验管路5包括扁圆管段、矩形管段、变径管段，本技术对各个管段之间的连接顺序不做具体限定，对于任意两个管段之间通过法兰连接。其中，扁圆管段的总长度、矩形管段的总长度均不低于试验管路5总长度的30％。
38.此外，在所述试验装置中，环境试验间1设置相应的温度检测装置、湿度检测装置，用于对试验空间11的温度、湿度等参数进行检测；所述试验管路5设置温度检测装置，用于对试验管路5的管路内部温度进行检测；鉴于温度、湿度等参数的检测均可以采用现有技术，不做赘述。
39.在所述试验装置的基础上，本技术还提出一种空调通风管路隔热材料凝露试验方法，包括如下步骤：
40.s1、将待测隔热材料包覆在试验管路5的外壁；
41.其中，试验管路5的外壁应全部被待测隔热材料包覆，包覆的方法可以采用常规的粘接、贴合等方式。需要额外说明的是，在包覆时若使用了胶粘剂，应待胶粘剂完全固化后方可继续进行试验。同时，在包覆前可以对试验前的待测隔热材料外观、密度、导热系数进行记录。
42.s2、在试验周期n内，对试验空间11的试验环境进行第一状态调控，或第二状态调控，或第三状态调控；同时开启制冷系统，使试验管路5的管路内部温度a恒定；
43.其中，所述试验空间11的试验环境至少包括试验空间11的温度环境、湿度环境，试验周期n为1～100次，所述第一状态调控的每个试验周期均包括一个低温低湿试验状态，所述第二状态调控的每个试验周期均包括一个高温高湿试验状态，所述第三状态调控的每个试验周期均包括一个低温低湿试验状态和一个高温高湿试验状态。
44.所述低温低湿试验状态下，试验空间11的温度为10～30℃内的某一恒定温度，试验空间11的湿度为30～60％内的某一恒定湿度，持续时长为12～720h内的某一恒定时间；所述高温高湿试验状态下，试验空间11的温度为30～100℃内的某一恒定温度，试验空间11的湿度为60～95％内的某一恒定湿度，持续时长为12～720h内的某一恒定时间。
45.作为优选的，为了便于试验操作以及维持试验环境的稳定，可以根据实际的待测隔热材料、实际试验需要，在试验前确定具体的状态调控，并确定状态调控过程所对应试验状态的温度、湿度、持续时长，然后按照试验周期n，将相关的试验状态循环重复执行。其中，若是在第三状态调控的单个试验周期中，可以先执行一个低温低湿试验状态，然后执行一个高温高湿试验状态，并按照试验周期n进行循环重复执行；也可以先执行一个高温高湿试验状态，然后执行一个低温低湿试验状态，并按照试验周期n进行循环重复执行。
46.其中，由于制冷系统能够直接对a进行调控，从而可以预先设置制冷系统的设定温度t，使得a＝t时，可以视为达温，制冷系统并调控a恒定保持为t。在本技术的正常试验过程中，a为0～20℃，且b-a≥10℃，相应的，t也为0～20℃，且b-t≥10℃。
47.s3、在经过试验周期n之后，观察并记录隔热材料外观情况、隔热材料内部凝露情况、试验管路5外壁的凝露情况，并测试隔热材料的密度及导热系数。
48.在步骤s2经过试验周期n的试验过程之后，应立即观察并记录隔热材料外观情况，并分别选取扁圆管段、矩形管段、变径管段的具体采样位置，对所述采样位置的隔热材料进行切割取样，观察并记录采样位置处的隔热材料内部凝露情况、试验管路5外壁的凝露情况。此外，取样后应立即对隔热材料试样进行密封，并尽快测试其密度及导热系数。
49.s4、综合评价隔热材料的阻湿、防凝露性能。
50.通过试验前后的隔热材料外观变化情况、隔热材料内部凝露情况、试验管路5外壁的凝露情况，以及试验前后的隔热材料密度变化情况、导热系数变化情况，综合评价价隔热材料的阻湿、防凝露性能。
51.从而通过所述试验方法，能够模拟长时间低温低湿环境、高温高湿环境或两者交替的环境，并对隔热材料在长时间低温低湿、高温高湿或两者交替环境下的阻湿、防凝露效果进行试验考核，填补了隔热材料阻湿、防凝露性能工程应用考核试验方法的空白，也有利
于确保隔热材料阻湿、防凝露性能试验的准确性。
52.实施例1
53.按照本技术的方案，搭建一套空调通风管路隔热材料凝露试验装置，试验空间11的容积为300m3，制冷系统包括一台制冷风机4，制冷风机4的最大风量为1500m3/h，试验管路5的总长度约为6m，其中，扁圆管段长约2.5m，管截面的周长约1m，矩形管段长约2.5m，管截面的周长约1.2m，扁圆管段、矩形管段通过变径管段连接。
54.在试验管路5外壁包覆一种气凝胶复合隔热材料。试验空间11中的状态调控过程为低温低湿试验状态和高温高湿试验状态交替进行，低温低湿试验状态为温度30℃、湿度50％、恒定时间24h，高温高湿试验状态为温度45℃，湿度95％，恒定时间24h，试验周期n为30次，试验管路5的管路内部温度a为12℃。
55.在状态调控过程结束后，进行观测、取样、检测、记录等操作，具体记录内容为：气凝胶复合隔热材料外观良好，对扁圆管段、矩形管段和变径管段均进行切割取样，气凝胶复合隔热材料内部干燥，管体外壁无凝露，隔热材料试样在试验前后的密度变化、导热系数变化均很小，说明该隔热材料具有较好的阻湿、防凝露性能。
56.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。