研发风管承压漏风量及管壁耐压变形量试验装置
研发风管承压漏风量及管壁耐压变形量试验装置
简介： 本文主要提出LF4000型风管承压漏风量及管壁耐压变形量检测装置的制发目的，设计参数，装置结构，工作原理以及技术特点。本装置为提高工程施工安装质量和全面落实国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243—2002的要求，提供一种可行性的检测手段，以满足市场的需要。
关键字：风管承压漏风量 试验装置 风管壁变形量 检测装置
０ 索引
对于一个高质量的通风空调净化系统，不但要有高质量的空调设备、自控设备相匹配，还必须要有施工质量高的风管系统和水管系统做保证。在现场施工安装风管系统和工厂机械化生产风管中，如何鉴别风管承压(低、中、高压)后的严密性和耐压强度(即耐压变形量)，已成为现行国标《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243—2002和2004年出台的《通风管道施工技术规程》中主控项目的要求。本装置为配合GB50243的贯彻执行，提供了具有可操作性强的检测手段和准确数据，以便能够实施 “规范”中 所限定的允许指标之内，从而大大提高了施工的质量，将以往风管系统任意漏风浪费能量的弊病得到进一步改进，对于推动提高我国的施工技术水平，有着重要的现实意义。
本装置主要技术参数：
1、漏风量测量范围：2～500m3/h，可满足一个具有235 m2的风管系统做工作压力为高压系统(1500Pa＜P≤3000Pa＝时的漏风量试验。
2、作压力范围：0～4000Pa，可满足施工现场或风管生产企业试验室内检测风管漏风量或管壁耐压变形量时，所保持风管内最大静压值(一般高压系统在3000Pa之内)的需要。
3、频范围：0～50ZH(电机功率1.5kW)，可灵活地调节供风管内所需要的工作压力(即静压值)。
本装置主要技术特点：
1、简单紧凑、移动方便、操作简单、美观适用；
2、采用普通孔板节流装置，漏风量测量极简单、可靠、准确。本装置用国家质检中心
的标准空气动力试验台检定出孔板压差(△P)与流量(Q)的关系曲线，并拟合成计算公式Q=K(△P)β，由公式直接计算出漏风量。
1 研发目的
对于一个高质量的通风空调净化系统，不但要有高质量的空调设备、节能自控设备，还必须要有高质量施工安装的风管系统、水管系统做保证。在施工中，如何鉴别风管系统的施工安装质量，其中检测风管承压后的漏风量及管壁变形量尤为重要，这在现行的国家标准GB 50243—2002《通风与空调工程施工质量验收规范》和正在制订的《通风管道施工技术规程》(报批稿)中提出了严格要求。97年以前在GB 50243中无要求，风管系统中的漏风量得不到有效控制，无形中浪费了空调能量。从97年修改后的GB 50243中提出了要求，但执行的不好，基本上是纸上谈兵，落实不利，且无可行的漏风量检测装置在施工现场中供使用。自2002年4月实施了新修改的GB 50243之后，由于有关方面的重视，人们开始认识了它对施工质量保证的重要性，并加强了施工现场的监理力度，要求国家空调设备质检中心做漏风量检验的数量越来越多，为此我们开发研制出LF4000型风管承压漏风量检测装置，以适应市场的需求。其意义在于尽快提高我国的施工技术水平，赶上超过国际现代建筑施工水平，并与国际接轨。
2 适用范围
2.1 本装置可用于生产加工风管成品的工厂或检测机构在试验室对成品风管做漏风量和承压风管管壁变形量的出厂检验或委托检验。
2.2 本装置可用于施工现场按国家标准GB 50243的要求，做风管系统漏风量的验收检测。
2.3 本装置亦可用于有类似要求的空调设备(如组合式空调机组、风阀等)做漏风率检测。例如组合式空调机组在GB/T 14294中要求做漏风率的检测项目。
3 设计技术参数的确定
根据国家标准GB 50243所规定的风管系统工作压力大于1500Pa为高压系统，经了解在实际使用的通风空调风管系统中，其工作压力一般不会超过3000Pa；其风管系统的长度一般不会超过30米。按照标准中规定的中压系统（500P＜P≤1500Pa＝漏风量的允许值最大为4.08m3/h•m2，若满足一个125 m2的风管系统所需的允许漏风量为500m3/h ；若漏足一个高压系统（1500P＜P≤3000Pa），则有235 m2的风管系统所需允许漏风量也是500m3/h。
鉴于以上的分析，确定本装置的设计技术参数为：风量定为500m3/h ，风压定为4000 Pa ，是充分考虑本装置适用范围的能力。根据上述参数，经反复筛选出的高压风机为CJ13—J型，其功率为1.5kW。
4 设备结构
为了美观适用，产品的结构采用可移动式不锈钢支架和不锈钢管做漏风量测量段，外形尺寸600(长)×450(宽)×700(高)mm。
设备组成：由①风机；②漏风量测量段；③孔板流量计；④变频器；⑤连接软管；⑥倾斜式微压计等组成(见图1)。
图1 LF4000型风管漏风量试验装置
4.2 设备各部件的功能
4.2.1 风机—风管进行打压(风管内静压)的气源泵；
4.2.2 漏风量测量段—漏风量测量的风筒，包括孔板流量计2个(Φ70、Φ20)可相互更换。
4.2.3 变频器—调节风机的转速，以改变风管内的静压值符合要求的工作压力。
4.2.4 倾斜式微压计—测量孔板前后的压差值及风管内的静压值。
5、工作原理
将本装置风机①的出口用软管连接到漏风量测量段②上，然后将测量段②直接(或使用软管)连到封闭的被试风管(或风管系统)上。开启风机①的电源，调节本装置的变频器频率，使风管(或风管系统)内的静压值达到要求的工作压力时，测量孔板前后的压差值。根据此压差值(ΔP)，利用预先检定的压差(ΔP)与风量(Q)关系曲线(见图2)查出漏风量值(Q)，亦可将Q=f(ΔP)的关系曲线拟合成计算公式Q=K(ΔP)β来计算漏风量(Q)。
6 研发技术基点
本装置的设计技术，除满足上述要对低、中、高压系统风管漏风量和管壁变形量试验的要求之外，主要在结构上，测量技术上，更适合施工现场使用，要求结构轻便、简单适用，测量技术简单、方便、准确。根据这一出发点，我们考虑采用孔板测量漏风量更为合适，因为它比喷嘴、温丘里管、涡街流量计都简单，占据空间小，更换方便，采用一般孔板，加工更容易。为了保证孔板的测量精度，根据目前市场上倾斜微压计的最小测量值，采用2种孔板尺寸(Φ70、Φ20)满足漏风量为2～500 m3/h的使用范围，否则单采用Φ70孔板测量漏风量在25m3/h以下时，在倾斜微压计(最小比例为0.2时)上的读数是1mm以下即0.2mmH2O以下，就无法测出25m3/h以下的漏风量；若采用Φ20的孔板，就可以测出2～40m3/h的漏风量。将孔板安装在中间带有活接头的不锈钢管上，即可方便地更换孔板尺寸(Φ70或Φ20)，又能解决了仪表的测试精度问题。
鉴于本装置采用的是一般加工要求的孔板，若使用标准孔板的计算公式，一则太复杂，二则附加因素太多也不准确，因此考虑采用国家级标准流量试验台(即国家空调设备质检中心的标准风口试验装置，流量测量误差为2%)来检定本装置孔板流量与压差的关系曲线，并可拟合成计算公式，从而保证了本装置的测量精度。
7 主要技术参数及特点
7.1 主要技术参数
7.1.1 漏风量测量范围：2～500m3/h，其中Φ20孔板为2～40m3/h，Φ70孔板为25～500m3/h。
7.1.2 试验压力范围：0～4000Pa。
7.1.3 风机电机功率：1.5kW(输入电压220V或380V)。
7.1.4 变频器调频范围：0～50Hz(即风机转速可调节0～2900r/min)。
7.2 技术特点
7.2.1 结构简单紧凑、移动方便、操作简单，适合施工现场和试验室使用。
7.2.2 漏风量测量简捷、快速、准确。工作压力范围广，最高可达4000Pa，适用能力强。
7.2.3 可用于低、中、高压风管系统漏风量和风管耐压变形量试验的专用设备。
参考文件
(1)《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243—2002 北京：中国 计划出版社，2002.
(2)《组合式空调机组》GB/T 14294—93 北京：中国标准出版社1994.
