專利名稱：一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種建筑用的檢測儀器，具體是指一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢 測儀，可適用于實(shí)驗(yàn)室或者現(xiàn)場的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測。
背景技術(shù)：
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測是建筑節(jié)能檢測評(píng)價(jià)技術(shù)的主要內(nèi)容之一。一般來 說圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)是按照一維熱傳導(dǎo)的理論進(jìn)行的，在被測部位的兩側(cè)需要一冷一熱的 環(huán)境，而且需要有比較大的溫差，此外還需要準(zhǔn)確計(jì)量通過被測部位的傳熱量。目前，用于 實(shí)驗(yàn)室的檢測設(shè)備，都是由機(jī)械熱泵直接制冷的，在進(jìn)行溫度控制時(shí)需要很大的加熱量，溫 度不均勻性和穩(wěn)定性都有所欠缺，而且設(shè)備體積和重量較大，不適于用于現(xiàn)場測試。而用于 現(xiàn)場的檢測設(shè)備，則主要是熱流計(jì)和熱電偶組成的采集系統(tǒng)，由于沒有比較穩(wěn)定的冷熱環(huán) 境，無法排除墻體熱惰性等因素的影響，測量結(jié)果不是一個(gè)穩(wěn)定值，而是取幾個(gè)波動(dòng)周期的 平均值，因此在試驗(yàn)過程中所需的穩(wěn)定時(shí)間較長，一般試驗(yàn)周期需要7天左右；還由于試驗(yàn) 過程的穩(wěn)定依賴于外界環(huán)境，為保證測量精度，要求室內(nèi)外溫必須大于20°C，因此這種試驗(yàn) 方法的適用性比較差，必須在采暖期的最冷月進(jìn)行，而且對(duì)南方地區(qū)不適用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、采集方便且適用范圍廣的一種建筑圍護(hù) 結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀。本實(shí)用新型的上述目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù) 檢測儀，其特征在于它包括配電箱、控制器、防護(hù)箱、計(jì)量箱、冷箱和冷水機(jī)組，控制器安裝 在配電箱內(nèi)，所述控制器包括PID控制模塊、溫度采集模塊、調(diào)節(jié)功率模塊和功率傳感器， 所述防護(hù)箱的箱體內(nèi)腔與建筑試件的一側(cè)密閉接觸，所述建筑試件的另一側(cè)與所述冷箱的 箱體內(nèi)腔密閉接觸，所述計(jì)量箱位于防護(hù)箱的中間，并且計(jì)量箱的箱體內(nèi)腔與建筑試件密 閉接觸，所述防護(hù)箱、計(jì)量箱和冷箱內(nèi)均安裝有加熱機(jī)構(gòu)，所述防護(hù)箱、計(jì)量箱和冷箱的加 熱機(jī)構(gòu)分別與調(diào)節(jié)功率模塊、PID控制模塊依次連接，所述計(jì)量箱、防護(hù)箱和冷箱內(nèi)均設(shè)置 有與溫度采集模塊相連的多個(gè)溫度傳感器，所述功率傳感器設(shè)置在計(jì)量箱的電路上，所述 防護(hù)箱和冷箱內(nèi)均安裝有換熱器，所述的冷水機(jī)組分別與所述防護(hù)箱和冷箱內(nèi)的換熱器相 連。本實(shí)用新型中，所述防護(hù)箱、計(jì)量箱和冷箱的加熱機(jī)構(gòu)相同，均為電加熱器，所述 電加熱器分別與所述控制器內(nèi)的調(diào)節(jié)功率模塊、PID控制模塊依次相連，調(diào)節(jié)功率模塊接收 PID控制模塊傳輸來的控制信號(hào)從而調(diào)整每個(gè)電加熱器的加熱功率。所述計(jì)量箱內(nèi)安裝有具有強(qiáng)化對(duì)流功能的風(fēng)機(jī)，所述的功率傳感器分別安裝在計(jì) 量箱的電加熱器和風(fēng)機(jī)的電路上。所述計(jì)量箱內(nèi)豎向設(shè)有能夠使建筑試件表面形成穩(wěn)定對(duì)流的導(dǎo)流屏。本實(shí)用新型中，所述防護(hù)箱和冷箱的換熱器以并聯(lián)方式與所述冷水機(jī)組連通，所述防護(hù)箱和冷箱內(nèi)均安裝有具有強(qiáng)化對(duì)流功能的風(fēng)機(jī)。所述冷箱內(nèi)豎向設(shè)有能夠使建筑試件表面形成穩(wěn)定對(duì)流的導(dǎo)流屏。所述換熱器為翅片換熱器。所述計(jì)量箱的風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)，防護(hù)箱和冷箱內(nèi)的風(fēng)機(jī)為離心風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀中采用翅片換熱器和電加熱使得防護(hù)箱、計(jì)量箱、冷 箱都形成穩(wěn)定可調(diào)的溫度場；采用小型的冷水機(jī)組為翅片換熱器供冷，并采用乙醇或乙二 醇等低冰點(diǎn)物質(zhì)作為載冷劑，防護(hù)箱、計(jì)量箱和冷箱的敞口端緊靠在被測試件并采取可靠 的措施進(jìn)行密封式固定，建筑試件表面、計(jì)量箱和冷箱各有關(guān)表面都貼有溫度傳感器，計(jì)量 箱的電加熱和風(fēng)扇的電路上都裝有功率傳感器，傳感器將電信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊，數(shù) 據(jù)采集模塊再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或觸摸屏，計(jì)算機(jī)或觸摸屏對(duì)測試過程進(jìn)行監(jiān)測，并進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著效果(1)本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀采用內(nèi)通乙醇或乙二醇等低冰點(diǎn)液體的換熱器制 冷，減小了熱慣性，并利用PID控制模塊精確控制電加熱器的加熱量，充分保證了控溫準(zhǔn)確 性和工作過程的穩(wěn)定性。(2)本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀采用的防護(hù)熱箱法檢測建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)的 原理，防護(hù)箱與計(jì)量箱能形成溫度一致的均勻穩(wěn)定的溫度場，防護(hù)箱與計(jì)量箱之間的傳熱 非常小，從而保證了整套儀器的精度和重現(xiàn)性。(3)本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀采用冷水機(jī)組作為冷源，實(shí)現(xiàn)了冷源和檢測箱體 之間的分離，保證檢測儀每個(gè)部件的重量都不大，而且各部件僅需要進(jìn)行幾根水管或電纜 的連接，因此檢測儀的機(jī)動(dòng)性比較好，便于運(yùn)輸和安裝等特點(diǎn)，適用于墻體等建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu) 傳熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)室檢測和現(xiàn)場檢測。(4)本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀不受環(huán)境條件的影響，一年四季都可以用于全國 各地的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測。(5)本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程的快速穩(wěn)定，試驗(yàn)周期一般不 超過兩天。(6)本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀具有控溫準(zhǔn)確、工作穩(wěn)定、精度高、重現(xiàn)性好，且機(jī) 動(dòng)性比較好，便于運(yùn)輸和安裝等特點(diǎn)，適用于墻體等建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)室檢測 和現(xiàn)場檢測。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示的一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，它包括配電箱2、控制器、 防護(hù)箱3、計(jì)量箱4、冷箱6和冷水機(jī)組7，控制器安裝在配電箱2內(nèi)，控制器可以直接操控， 也可通過與之相連的觸摸屏1進(jìn)行操控，控制器包括PID控制模塊、溫度采集模塊、調(diào)節(jié)功率模塊和功率傳感器，防護(hù)箱3的箱體內(nèi)腔與建筑試件5的一側(cè)密閉接觸，建筑試件5的另 一側(cè)與冷箱6的箱體內(nèi)腔密閉接觸，計(jì)量箱4位于防護(hù)箱3的中間，并且計(jì)量箱4的箱體內(nèi) 腔與建筑試件5密閉接觸，防護(hù)箱3、計(jì)量箱4和冷箱6內(nèi)均安裝有加熱機(jī)構(gòu)，防護(hù)箱3、計(jì) 量箱4和冷箱6的加熱機(jī)構(gòu)分別與調(diào)節(jié)功率模塊、PID控制模塊依次連接，計(jì)量箱4、防護(hù)箱 3和冷箱6內(nèi)均設(shè)置有與溫度采集模塊相連的多個(gè)溫度傳感器，功率傳感器設(shè)置在計(jì)量箱4 的電路上，防護(hù)箱3和冷箱6內(nèi)均安裝有換熱器10a、10c，冷水機(jī)組7分別與防護(hù)箱3和冷 箱6內(nèi)的換熱器10a、IOc相連。所述防護(hù)箱3、計(jì)量箱4和冷箱6的加熱機(jī)構(gòu)相同，均為電加熱器9a、9b、9c，電加 熱器9a、9b、9c分別與控制器內(nèi)的調(diào)節(jié)功率模塊、PID控制模塊依次相連，調(diào)節(jié)功率模塊接 收PID控制模塊傳輸來的控制信號(hào)從而調(diào)整每個(gè)電加熱器9a、9b、9c的加熱功率。計(jì)量箱 4內(nèi)還安裝有具有強(qiáng)化對(duì)流功能的風(fēng)機(jī)8b，功率傳感器分別安裝在計(jì)量箱的電加熱器9b和 風(fēng)機(jī)8b的電路上。計(jì)量箱4內(nèi)還豎向設(shè)有能夠使建筑試件5表面形成穩(wěn)定對(duì)流的導(dǎo)流屏 lib。本實(shí)施例計(jì)量箱4中利用PID控制模塊精確控制電加熱的加熱量，導(dǎo)流屏lib使 得建筑試件5表面形成穩(wěn)定的自然對(duì)流，而且計(jì)量箱4內(nèi)部形成均勻穩(wěn)定的溫度場，可模擬 20 40°C的室內(nèi)側(cè)環(huán)境。本實(shí)施例中，所述防護(hù)箱3的換熱器IOa和冷箱6的換熱器IOc以并聯(lián)方式與冷 水機(jī)組7連通，防護(hù)箱3和冷箱6內(nèi)均安裝有具有強(qiáng)化對(duì)流功能的風(fēng)機(jī)8a、8c。冷箱6內(nèi)還 豎向設(shè)有能夠使建筑試件表面形成穩(wěn)定對(duì)流的導(dǎo)流屏11c。所述防護(hù)箱3和冷箱6的換熱器IOaUOc為管殼式換熱器，其中管內(nèi)通乙醇或乙 二醇等低冰點(diǎn)的液體，減小防護(hù)箱3的熱慣性，并利用PID控制模塊精確控制加熱器的加熱 量，使得防護(hù)箱3內(nèi)部形成與計(jì)量箱4溫度一致的均勻穩(wěn)定的溫度場，將防護(hù)箱3與計(jì)量箱 4之間的傳熱減到最小。冷箱6內(nèi)采用風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫對(duì)流，將冷箱6的內(nèi)部溫度降低，并利用PID控制模塊 精確控制加熱器的加熱量，使得冷箱6內(nèi)部形成均勻穩(wěn)定的溫度場，可模擬-10 10°C的室 外側(cè)環(huán)境。冷水機(jī)組7采用風(fēng)冷型式，并采用乙醇或乙二醇等低冰點(diǎn)液體作為載冷劑，且在 載冷劑出口設(shè)有恒溫水箱，并且保持恒溫水箱的出口溫度恒定。本實(shí)施例中的溫度傳感器分布在計(jì)量箱4和冷箱6的空氣當(dāng)中，及計(jì)量箱4、冷箱 6和建筑試件5的各表面，并且將采集的溫度信息傳輸給溫度采集模塊，當(dāng)測試系統(tǒng)穩(wěn)定 后，利用計(jì)量箱4的平均加熱功率，計(jì)量箱4和冷箱6的空氣溫度，及計(jì)量箱4、冷箱6和建筑 試件5的各表面溫度，即可計(jì)算出建筑試件的傳熱系數(shù)。溫度傳感器要采集的溫度信息包 括試件內(nèi)表面溫度、試件外表面溫度、計(jì)量箱空氣溫度、冷箱空氣溫度、計(jì)量箱導(dǎo)流屏溫度、 冷箱導(dǎo)流屏溫度、計(jì)量箱內(nèi)表明溫度、計(jì)量箱外表面溫度，溫度傳感器的位置設(shè)置可由實(shí)驗(yàn) 員根據(jù)普通實(shí)驗(yàn)常識(shí)自行設(shè)置即可。本實(shí)施例中的換熱器IOaUOc均為結(jié)構(gòu)相同的翅片換熱器，計(jì)量箱4的風(fēng)機(jī)8b為 軸流風(fēng)機(jī)，防護(hù)箱3和冷箱6內(nèi)的風(fēng)機(jī)8a、8c為離心風(fēng)機(jī)，所有的電加熱器9a、9b、9c均為 結(jié)構(gòu)相同的電加熱器。本實(shí)用新型傳熱系數(shù)檢測儀的安裝過程和測試過程如下1、選定有代表性部位作為被測位置；[0033]2、將溫度傳感器固定到被測位置；3、將冷箱、防護(hù)箱和計(jì)量箱的敞口端緊靠在被測位置并采取可靠的措施進(jìn)行固 定，確保封閉空間密閉良好，試件外露部分需做好保溫處理；4、聯(lián)接各個(gè)電纜、水管，打開水路閥門；5、接通電源，開啟計(jì)算機(jī)或觸摸屏，打開測試程序，檢查測試設(shè)備是否正常；6、將防護(hù)箱、計(jì)量箱和冷箱分別設(shè)定在需要的溫度，依次啟動(dòng)小型冷水機(jī)組的水 泵和壓縮機(jī)以及冷箱、防護(hù)箱和計(jì)量箱的風(fēng)機(jī)和電加熱器，檢測儀開始工作；7、測試程序會(huì)一直監(jiān)測各個(gè)表面的溫度和計(jì)量箱的輸入功率，并進(jìn)行處理計(jì)算， 還按設(shè)定的時(shí)間段(一般取半小時(shí))提供報(bào)表數(shù)據(jù)，在連續(xù)6小時(shí)內(nèi)，測試的溫度、功率和 計(jì)算結(jié)果的波動(dòng)均不超過3%，即可以結(jié)束試驗(yàn)；8、導(dǎo)出試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)和報(bào)表數(shù)據(jù)，并進(jìn)行人工核對(duì)。
權(quán)利要求一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于它包括配電箱(2)、控制器、防護(hù)箱(3)、計(jì)量箱(4)、冷箱(6)和冷水機(jī)組(7)，控制器安裝在配電箱(2)內(nèi)，所述控制器包括PID控制模塊、溫度采集模塊、調(diào)節(jié)功率模塊和功率傳感器，所述防護(hù)箱(3)的箱體內(nèi)腔與建筑試件(5)的一側(cè)密閉接觸，所述建筑試件(5)的另一側(cè)與所述冷箱(6)的箱體內(nèi)腔密閉接觸，所述計(jì)量箱(4)位于防護(hù)箱(3)的中間，并且計(jì)量箱(4)的箱體內(nèi)腔與建筑試件(5)密閉接觸，所述防護(hù)箱(3)、計(jì)量箱(4)和冷箱(6)內(nèi)均安裝有加熱機(jī)構(gòu)，所述防護(hù)箱(3)、計(jì)量箱(4)和冷箱(6)的加熱機(jī)構(gòu)分別與調(diào)節(jié)功率模塊、PID控制模塊依次連接，所述計(jì)量箱(4)、防護(hù)箱(3)和冷箱(6)內(nèi)均設(shè)置有與溫度采集模塊相連的多個(gè)溫度傳感器，所述功率傳感器設(shè)置在計(jì)量箱(4)的電路上，所述防護(hù)箱(3)和冷箱(6)內(nèi)均安裝有換熱器，所述的冷水機(jī)組(7)分別與所述防護(hù)箱(3)和冷箱(6)內(nèi)的換熱器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于所述防護(hù)箱 (3)、計(jì)量箱⑷和冷箱(6)的加熱機(jī)構(gòu)相同，均為電加熱器，所述電加熱器分別與所述控制 器內(nèi)的調(diào)節(jié)功率模塊、PID控制模塊依次相連，調(diào)節(jié)功率模塊接收PID控制模塊傳輸來的控 制信號(hào)從而調(diào)整每個(gè)電加熱器的加熱功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于所述計(jì)量箱(4) 內(nèi)安裝有具有強(qiáng)化對(duì)流功能的風(fēng)機(jī)(8b)，所述的功率傳感器分別安裝在計(jì)量箱的電加熱器 (9b)和風(fēng)機(jī)(8b)的電路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于所述計(jì)量箱(4) 內(nèi)的風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于所述計(jì)量箱(4) 內(nèi)豎向設(shè)有能夠使建筑試件表面形成穩(wěn)定對(duì)流的導(dǎo)流屏(lib)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于所述防護(hù)箱(3) 和冷箱(6)的換熱器以并聯(lián)方式與所述冷水機(jī)組連通，所述防護(hù)箱(3)和冷箱(6)內(nèi)均安 裝有具有強(qiáng)化對(duì)流功能的風(fēng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于所述冷箱(6) 內(nèi)豎向設(shè)有能夠使建筑試件表面形成穩(wěn)定對(duì)流的導(dǎo)流屏(Ilc)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于所述換熱器為 翅片換熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，其特征在于所述防護(hù)箱(3) 和冷箱(6)內(nèi)的風(fēng)機(jī)均為離心風(fēng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測儀，它包括配電箱、控制器、防護(hù)箱、計(jì)量箱、冷箱和冷水機(jī)組等部件，采用翅片換熱器和電加熱使得防護(hù)箱、計(jì)量箱、冷箱都形成穩(wěn)定可調(diào)的溫度場；采用小型的冷水機(jī)組為翅片換熱器供冷，并采用乙醇或乙二醇等低冰點(diǎn)物質(zhì)作為載冷劑。本實(shí)用新型具有控溫準(zhǔn)確、工作穩(wěn)定、精度高、重現(xiàn)性好，且機(jī)動(dòng)性比較好，便于運(yùn)輸和安裝等特點(diǎn)，適用于墻體等建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)室檢測和現(xiàn)場檢測。
文檔編號(hào)G01N25/20GK201673133SQ20102020824
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者吳培浩, 楊仕超, 麥粵幫 申請(qǐng)人:廣東省建筑科學(xué)研究院