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

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑節(jié)能領域，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】
[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 的熱工性能是關鍵，也是解決這一類科技合成材料大規(guī)模推廣到建設領域應用的當務之 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)材料采用的導熱系數(shù)與 厚度的乘積。不體現(xiàn)在傳導方式熱傳遞環(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)明內容】

[0005] 為了解決上述技術問題，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，所述熱箱中設置有電加熱器和控濕裝置，所述冷箱中設置有與冷凍 機連接的蒸發(fā)器、加熱器和風機，風機上部設置有隔風板，所述熱工性能檢測裝置與溫度控 制與數(shù)據采集系統(tǒng)連接，熱箱和冷箱中還分別設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)據采集系統(tǒng)連接，所述熱箱中的電加 熱器模仿工程應用實際環(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，熱箱內表面總的半球發(fā)射率大于0. 85,熱箱外壁材料由均質材料制成，冷 箱外壁采用不吸濕的保溫材料，內表面采用不吸水、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設置，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，熱箱溫度設定為40°C，測試冬季室內保溫效果 時，熱箱溫度設定為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)據基本穩(wěn)定后，進入數(shù)據檢測記錄 階段，檢測數(shù)據每30分鐘更新或每分鐘記錄一次讀數(shù)連續(xù)記錄30分鐘做加權平均，然后按 照如下公式計算試件的傳熱系數(shù)：

【權利要求】
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，所述熱箱中設置有電加熱器和控濕裝置，所述冷箱中設置有與冷凍機連 接的蒸發(fā)器、加熱器和風機，風機上部設置有隔風板，所述熱工性能檢測裝置與溫度控制與 數(shù)據采集系統(tǒng)連接，熱箱和冷箱中還分別設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)據采集系統(tǒng)連接，所述熱箱中的電加熱器 模仿工程應用實際環(huán)境，其熱福射波長選擇200- 2500nm。
2. 如權利要求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，熱箱內表面總的半球發(fā)射率大于0. 85,熱箱外壁材料由均質 材料制成，冷箱外壁采用不吸濕的保溫材料，內表面采用不吸水、耐腐蝕的材料。
3. 如權利要求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寬度相同。
4. 如權利要求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設 置，溫度傳感器數(shù)量至少為每平方米2個。
5. 如權利要求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 箱和冷箱的外部設置有防護箱。
6. 使用如權利要求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，熱箱溫度設定為4(TC，測試冬季室內保溫效果 時，熱箱溫度設定為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)據基本穩(wěn)定后，進入數(shù)據檢測記錄 階段，檢測數(shù)據每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、外表面面積加權平均溫度之差，K ; A5,-試件框熱側冷側表面面積加權平均溫度之差，Ki ; S-填充板的面積，m2 ; A-填充板的熱導率，W/(m2 ? K); -填充板熱側表面與冷側表面的平均溫差，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