基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置及方法，包括相互緊靠設(shè)置的熱箱和冷箱，所述熱箱和冷箱的連接處通過試件框隔開，試件放置于試件框中。本發(fā)明填補了工業(yè)規(guī)模應(yīng)用中薄體材料熱工性能檢測的空白，通過薄體材料與型體材料在相同應(yīng)用模擬環(huán)境中檢測，有利于建立起不同類型材料間熱工性能評價統(tǒng)一標準。
【專利說明】基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置與方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑節(jié)能領(lǐng)域，具體是一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置與 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 高層建筑告別型材、塊體傳統(tǒng)節(jié)能材料是大趨勢，塊體保溫材料導(dǎo)致墻體飾面開 裂、滲水、剝落、嚴重安全隱患；研究開發(fā)薄體建筑節(jié)能材料已經(jīng)是世界各國深入節(jié)能減排 的必然選擇。
[0003] 作為全新類型的建筑節(jié)能材料，如何類比評價它的節(jié)能效果，實驗檢測薄體材料 的熱工性能是關(guān)鍵，也是解決這一類科技合成材料大規(guī)模推廣到建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用的當務(wù)之 急。
[0004] 基于薄膜類材料，它的物理性能，節(jié)能作用不體現(xiàn)在傳統(tǒng)材料采用的導(dǎo)熱系數(shù)與 厚度的乘積。不體現(xiàn)在傳導(dǎo)方式熱傳遞環(huán)境的優(yōu)勢。薄體材料更多的是解決"自由程大于 顆粒直徑"，非接觸環(huán)境下對熱輻射的阻隔（當然也有薄腔真空或惰性氣體對于熱傳導(dǎo)的隔 斷)。因此通過檢測材料"得熱量"或"傳熱系數(shù)"計算材料熱阻值，是一種可以類比于傳統(tǒng) 材料評價其熱工性能，行之有效的好辦法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝 置及方法。
[0006] -種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于包括相互緊靠設(shè)置的熱 箱和冷箱，所述熱箱和冷箱的連接處通過試件框隔開，試件放置于試件框中，試件框凈空尺 寸長X寬為IOOOmmX 1000mm，試件框尺寸長X寬為1200mmX 1200mm，試件框四周邊各 IOOmm采用熱阻不小于3. 5m2K/W的絕熱材料，隔斷試件框周邊發(fā)生的熱對流、最大程度降低 試件框周邊的熱傳導(dǎo)，所述熱箱中設(shè)置有電加熱器和控濕裝置，所述冷箱中設(shè)置有與冷凍 機連接的蒸發(fā)器、加熱器和風機，風機上部設(shè)置有隔風板，所述熱工性能檢測裝置與溫度控 制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，熱箱和冷箱中還分別設(shè)置有若干個用于測量空氣溫度和試件表面 溫度的溫度傳感器，溫度傳感器與所述溫度控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，所述熱箱中的電加 熱器模仿工程應(yīng)用實際環(huán)境，其熱輻射波長選擇200- 2500nm。
[0007] 所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于所述熱箱和冷箱 的內(nèi)尺寸寬X高不小于2100mmX 2400mm，進深不小于2000mm，熱箱和冷箱外壁材料的熱阻 不小于3. 5m2K/W，熱箱內(nèi)表面總的半球發(fā)射率大于0. 85,熱箱外壁材料由均質(zhì)材料制成，冷 箱外壁采用不吸濕的保溫材料，內(nèi)表面采用不吸水、耐腐蝕的材料。
[0008] 所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于所述隔風板采用 熱阻值不小于I. 〇 m2K/W的擠塑聚苯板，隔風板面向試件的表面，隔風板總的半球發(fā)射率大 于0. 85,隔風板寬度與冷箱內(nèi)寬度相同。
[0009] 所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于所述溫度傳感器 均勻分布在試件的計量區(qū)域上，并且熱箱和冷箱中的溫度傳感器相互對應(yīng)設(shè)置，溫度傳感 器數(shù)量至少為每平方米2個。
[0010] 所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于在熱箱和冷箱的 外部設(shè)置有防護箱。
[0011] 所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置進行檢測的方法，其特征在于 包括如下步驟： 1) 選擇試件并且安裝，安裝時試件周圍進行密封； 2) 選擇測試條件，測試環(huán)境隔熱效果時，熱箱溫度設(shè)定為40°C，測試冬季室內(nèi)保溫效果 時，熱箱溫度設(shè)定為25°C，熱箱和冷箱的溫差控制在40°C以上； 3) 測量空氣溫度和試件表面溫度，由傳感裝置溫控裝置連接計算機，自動記錄； 4) 計算試件的熱阻、傳熱系數(shù)：冷熱箱各傳感記錄數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定后，進入數(shù)據(jù)檢測記錄 階段，檢測數(shù)據(jù)每30分鐘更新或每分鐘記錄一次讀數(shù)連續(xù)記錄30分鐘做加權(quán)平均，然后按 照如下公式計算試件的傳熱系數(shù)：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于包括相互緊靠設(shè)置的熱箱 和冷箱，所述熱箱和冷箱的連接處通過試件框隔開，試件放置于試件框中，試件框凈空尺寸 長X寬為lOOOmmXlOOOmm，試件框尺寸長X寬為1200mmX1200mm，試件框四周邊各100mm 采用熱阻不小于3. 5m2K/W的絕熱材料，隔斷試件框周邊發(fā)生的熱對流、最大程度降低試件 框周邊的熱傳導(dǎo)，所述熱箱中設(shè)置有電加熱器和控濕裝置，所述冷箱中設(shè)置有與冷凍機連 接的蒸發(fā)器、加熱器和風機，風機上部設(shè)置有隔風板，所述熱工性能檢測裝置與溫度控制與 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，熱箱和冷箱中還分別設(shè)置有若干個用于測量空氣溫度和試件表面溫度 的溫度傳感器，溫度傳感器與所述溫度控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，所述熱箱中的電加熱器 模仿工程應(yīng)用實際環(huán)境，其熱福射波長選擇200- 2500nm。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于所述 熱箱和冷箱的內(nèi)尺寸寬X高不小于2100mmX 2400mm，進深不小于2000mm，熱箱和冷箱外壁 材料的熱阻不小于3. 5m2K/W，熱箱內(nèi)表面總的半球發(fā)射率大于0. 85,熱箱外壁材料由均質(zhì) 材料制成，冷箱外壁采用不吸濕的保溫材料，內(nèi)表面采用不吸水、耐腐蝕的材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于所述 隔風板采用熱阻值不小于1. 0 m2K/W的擠塑聚苯板，隔風板面向試件的表面，隔風板總的半 球發(fā)射率大于0. 85,隔風板寬度與冷箱內(nèi)寬度相同。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于所 述溫度傳感器均勻分布在試件的計量區(qū)域上，并且熱箱和冷箱中的溫度傳感器相互對應(yīng)設(shè) 置，溫度傳感器數(shù)量至少為每平方米2個。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置，其特征在于在熱 箱和冷箱的外部設(shè)置有防護箱。
6. 使用如權(quán)利要求1所述的一種基于薄體類型節(jié)能材料的熱工檢測裝置進行檢測的 方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 選擇試件并且安裝，安裝時試件周圍進行密封； 2) 選擇測試條件，測試環(huán)境隔熱效果時，熱箱溫度設(shè)定為4(TC，測試冬季室內(nèi)保溫效果 時，熱箱溫度設(shè)定為25C，熱箱和冷箱的溫差控制在4(TC W上； 3) 測量空氣溫度和試件表面溫度，由傳感裝置溫控裝置連接計算機，自動記錄； 4) 計算試件的熱阻、傳熱系數(shù)；冷熱箱各傳感記錄數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定后，進入數(shù)據(jù)檢測記錄 階段，檢測數(shù)據(jù)每30分鐘更新或每分鐘記錄一次讀數(shù)連續(xù)記錄30分鐘做加權(quán)平均，然后按 照如下公式計算試件的傳熱系數(shù)：
式中： Q--加熱器加熱功率，W ; Ml-由標定試驗確定的熱箱外壁熱流系數(shù)，W/Kg ; Mt-由標定試驗確定的試件框熱流系數(shù)，W/K ; A巧一熱箱外壁內(nèi)、外表面面積加權(quán)平均溫度之差，K ; A5,-試件框熱側(cè)冷側(cè)表面面積加權(quán)平均溫度之差，Ki ; S-填充板的面積，m2 ; A-填充板的熱導(dǎo)率，W/(m2 ? K); -填充板熱側(cè)表面與冷側(cè)表面的平均溫差，K ; A-試件面積，m2;按試件外緣尺寸計算，如試件為采光罩，其面積按采光罩水平投影 面積計算； th-熱箱空氣平均溫度，°C ; t。--冷箱空氣平均溫度，°C ; 試件的傳熱系數(shù)K值取兩位有效數(shù)字， 試件的熱阻值R=l/K (m2k/W); 5)將計算結(jié)果與試驗性評估值進行比較和研究，測試熱流系數(shù)標定或熱電偶校正參考 GB/T13475、GB/T10295 中規(guī)定。
【文檔編號】G01N25/20GK104391003SQ201410684918
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】吳聞濤 申請人:浙江威廉姆節(jié)能科技有限公司