動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置和方法，主要為了提供一種適用于有空腔的構(gòu)件的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置和方法。本發(fā)明包括一個用于容置構(gòu)件的防護箱，所述構(gòu)件將防護箱分隔為熱室、冷室，在所述構(gòu)件內(nèi)設有貫穿空腔，所述防護箱箱體上對應所述空腔兩端分別設置有通氣口，在所述通氣口處設有氣流引導裝置。由于構(gòu)件的空腔是與大氣環(huán)境連通的，本發(fā)明考慮到了不同大氣環(huán)境可能會對構(gòu)件的傳熱性質(zhì)造成影響，所以本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方法更適合有空腔的構(gòu)件，得到的傳熱系數(shù)和熱阻更貼近真實數(shù)值，所以在實際應用中更具指導意義。
【專利說明】動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在實驗室檢測圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的熱室法是按現(xiàn)行的國家標準《建筑構(gòu)件穩(wěn)態(tài)熱傳遞性質(zhì)的測定一標定和防護熱室法》(GB/T13475-2008)進行的。熱室法分為防護熱室法和標定熱室法，兩者都是通過模仿構(gòu)件兩邊為均勻溫度的流體的邊界條件，從而測定構(gòu)件的傳熱系數(shù)及熱阻。具體為將構(gòu)件放置在已知環(huán)境溫度的熱室與冷室之間，在穩(wěn)定狀態(tài)下測量空氣溫度和表面溫度以及輸入熱室的功率，從而計算出構(gòu)件的傳熱性質(zhì)。
[0003]然而有的構(gòu)件內(nèi)設置有空腔，空腔內(nèi)氣體與外界連通，所以空腔會受大氣環(huán)境的影響。由于大氣環(huán)境是動態(tài)的，變換多樣，而上述方法是基于靜態(tài)材料進行的熱阻及傳熱系數(shù)的測定，所以將上述方法應用到有空腔的構(gòu)件上時，無法檢測空腔內(nèi)氣流會對熱傳導系數(shù)和熱阻產(chǎn)生怎樣的影響，檢測結(jié)果并不貼近實際，所以上述方法并不適用于有空腔的構(gòu)件的熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供一種適用于有空腔的構(gòu)件的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置和方法。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置，包括一個用于容置構(gòu)件的防護箱，所述構(gòu)件將防護箱分隔為熱室、冷室，在所述構(gòu)件內(nèi)設有貫穿空腔，所述防護箱箱體上對應所述空腔兩端分別設置有通氣口，在所述通氣口處設有氣流引導裝置。
[0006]本發(fā)明動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的方法，所述構(gòu)件設置在一防護箱內(nèi)，在所述構(gòu)件內(nèi)設有貫穿空腔，在測量過程中，至少包括一個從防護箱外部向構(gòu)件空腔內(nèi)引入氣流的步驟。
[0007]相對于現(xiàn)有技術(shù)中的檢測裝置，本發(fā)明在防護箱上開設了通氣口，利用氣流引導裝置從通氣口向空腔內(nèi)輸入氣流，測定在氣流通過空腔時構(gòu)件的傳熱系數(shù)和熱阻。由于構(gòu)件的空腔是與大氣環(huán)境連通的，本發(fā)明考慮到了不同大氣環(huán)境可能會對構(gòu)件的傳熱性質(zhì)造成影響，所以本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方法更適合有空腔的構(gòu)件，得到的傳熱系數(shù)和熱阻更貼近真實數(shù)值，所以在實際應用中更具指導意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。
[0010]本發(fā)明所提到的構(gòu)件是指建筑中的圍護構(gòu)件，例如墻體。
[0011]本發(fā)明動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置，包括一個容置構(gòu)件2的防護箱1，所述構(gòu)件將防護箱分隔為熱室11、冷室12，所述構(gòu)件內(nèi)設有貫穿空腔21，所述防護箱箱體上設置有通氣口，分別為進氣口 13、出氣口 14，所述的進氣口和出氣口分別對應所述空腔兩端的開口。在所述通氣口處設有氣流引導裝置，利用氣流引導裝置向空腔內(nèi)導入氣流。
[0012]作為上述方案的進一步改進，所述氣流引導裝置包括氣流引導單元和氣流速度調(diào)節(jié)單元，所以不僅可以向空腔內(nèi)引入氣流，還可以對氣流的速度進行調(diào)節(jié)。氣流引導裝置可以選用氣泵或風扇等裝置。
[0013]具體地，所述氣流弓I導單元為設置在進風口處的氣流輸入單元或設置在出風口處的氣流吸入單元。
[0014]當然，還可以在氣流進入的通氣口即進風口處設有氣流溫度調(diào)節(jié)裝置，用來調(diào)節(jié)氣流的進氣溫度。
[0015]氣流溫度調(diào)節(jié)裝置和氣流引導裝置可以為分體的兩個裝置，這樣的話，氣流引導裝置可采用氣泵或風扇。當然，氣流溫度調(diào)節(jié)裝置和氣流引導裝置也可以為一體的一個裝置，此時，該裝置可選用類似電吹風的裝置，即能控制風速，又能控制風溫，使裝置簡化，控制方便。
[0016]由于大氣環(huán)境不僅有風速、溫度，還有濕度等變量，所以本發(fā)明還可以在通氣口處設置一氣流濕度調(diào)節(jié)裝置，例如加濕機、除濕機等。
[0017]本發(fā)明是針對有空腔的構(gòu)件的檢測裝置，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的檢測裝置，本發(fā)明的改進之處在于防護箱上開設了通氣口，至于熱室、冷室內(nèi)加熱裝置或制冷裝置、空氣溫度檢測裝置、表面溫度檢測裝置、溫度的采集與處理裝置等均采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的裝置即可。
[0018]相應的，本發(fā)明動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的方法為:從防護箱外部向構(gòu)件空腔內(nèi)引入氣流，測定在氣流通過空腔時下構(gòu)件的熱傳導系數(shù)和熱阻。
[0019]上述方法具體步驟為:
[0020]保持熱室內(nèi)的熱量均勻分布，構(gòu)件面對熱室的表面溫度恒定；以減少熱室內(nèi)溫度分布不均對測定結(jié)果造成影響。
[0021]采集構(gòu)件面對熱室和冷室的表面溫度；可使用溫度傳感器進行采集，溫度傳感器可選用電熱偶；
[0022]向空腔內(nèi)引導一次以上的受控氣流；
[0023]采集每次氣流通過空腔時構(gòu)件面對熱室和冷室的表面溫度；
[0024]測定構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻。
[0025]在上述具體步驟中，每次向空腔內(nèi)引入的受控氣流的速度和/或進氣溫度不同。即每次受控氣流的變量可為速度，也可為進氣溫度，還可為速度和進氣溫度的組合。
[0026]上述具體步驟中，所述采集構(gòu)件面對熱室的表面溫度或采集每次氣流通過空腔時構(gòu)件面對熱室和冷室的表面溫度具體為:采集構(gòu)件面對熱室的多個位置點的表面溫度，并將各位置點表面溫度的平均值作為構(gòu)件面對熱室的表面溫度。
[0027]相應的，采集構(gòu)件面對冷室的表面溫度或者采集每次氣流通過空腔時構(gòu)件面對冷室的表面溫度具體為:采集構(gòu)件面對冷室的多個位置點的表面溫度，并將各位置點表面溫度的平均值作為構(gòu)件面對冷室的表面溫度。
[0028]其中上述構(gòu)件面對熱室的位置點與構(gòu)件面對冷室的位置點——對應，所述表面溫度是指構(gòu)件側(cè)壁上的溫度。通過多個位置點的表面溫度的平均值作為表面溫度，由于平均值比某個位置點的表面溫度值更能反應出構(gòu)件的表面溫度，避免了個別位置點的誤差對整個測量過程的影響。
[0029]一種所述向空腔內(nèi)引導一次以上的受控氣流的具體方法為:
[0030]引入受控氣流的次數(shù)為10-20次，每20分鐘引入一次氣流，每次氣流引入時間為10分鐘，每次氣流升溫5攝氏度。
[0031]另一種所述向空腔內(nèi)引導一次以上的受控氣流的具體方法為:
[0032]引入受控氣流的次數(shù)為10-20次，每15分鐘引入一次氣流，每次氣流引入時間為10分鐘，每次以階梯形式增加氣流或減小氣流速度。
[0033]當然，引入受控氣流的具體方法不限于上述兩種，具體引入方法在實踐中根據(jù)具體情況而定。
[0034]由于大氣環(huán)境的變量還有濕度，所以也可以向空腔內(nèi)引入不同濕度的受控氣流，檢測濕度是否會對構(gòu)件的熱傳導系數(shù)和熱阻產(chǎn)生影響。
[0035]利用氣流引導裝置向空腔內(nèi)輸入不同速度的氣流，利用氣流溫度調(diào)節(jié)裝置控制氣流的進氣溫度，利用氣流濕度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)氣流的濕度，使不同的受控氣流來模擬各種大氣環(huán)境，從而得知不同大氣環(huán)境是否會影響到構(gòu)件的傳熱性質(zhì)。如有影響，在不同的大氣環(huán)境下，構(gòu)件的傳熱性質(zhì)有怎樣的變化等。
[0036]由于有空腔的構(gòu)件的空腔是與大氣環(huán)境連通的，本發(fā)明考慮到了不同大氣環(huán)境可能會對構(gòu)件的傳熱性質(zhì)造成影響，所以本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方法更適合有空腔的構(gòu)件，得到的傳熱系數(shù)和熱阻更貼近真實數(shù)值，所以在實際應用中更具指導意義。
[0037]以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置，包括一個用于容置構(gòu)件的防護箱，所述構(gòu)件將防護箱分隔為熱室、冷室，在所述構(gòu)件內(nèi)設有貫穿空腔，其特征在于:所述防護箱箱體上對應所述空腔兩端分別設置有通氣口，在所述通氣口處設有氣流引導裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置，其特征在于:所述氣流弓I導裝置包括氣流弓I導單元和氣流速度調(diào)節(jié)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置，其特征在于:在氣流進入的通氣口處設有氣流溫度調(diào)節(jié)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置，其特征在于:所述氣流溫度調(diào)節(jié)裝置和所述氣流引導裝置為一體結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的檢測裝置，其特征在于:在所述通氣口處設置有氣流濕度調(diào)節(jié)裝置。
6.一種動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的方法，所述構(gòu)件設置在一防護箱內(nèi)，在所述構(gòu)件內(nèi)設有貫穿空腔，其特征在于，在測量過程中，至少包括一個從防護箱外部向構(gòu)件空腔內(nèi)引入氣流的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的方法，其特征在于，所述方法具體為: 保持熱室內(nèi)的熱量均勻分布，構(gòu)件面對熱室的表面溫度恒定； 采集構(gòu)件面對熱室和冷室的表面溫度； 向空腔內(nèi)引導一次以上的受控氣流； 采集每次氣流通過空腔時構(gòu)件面對熱室和冷室的表面溫度； 測定構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的方法，其特征在于，向空腔內(nèi)引導受控氣流時，改變每次引入受控氣流的速度和/或進氣溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的方法，其特征在于，所述向空腔內(nèi)引導一次以上的受控氣流具體為: 引入受控氣流的次數(shù)為10-20次，每20分鐘引入一次氣流，每次氣流引入時間為10分鐘，每次氣流升溫5攝氏度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動態(tài)熱箱法測量構(gòu)件熱傳導系數(shù)和熱阻的方法，其特征在于，所述向空腔內(nèi)引導一次以上的受控氣流具體為: 引入受控氣流的次數(shù)為10-20次，每15分鐘引入一次氣流，每次氣流引入時間為10分鐘，每次以階梯形式增加氣流或減小氣流速度。
【文檔編號】G01N25/20GK104458801SQ201410768736
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】吳耀華, 蔡昭昀, 林莉, 高杰, 吳穎, 曹奕, 李箋, 張嘉 申請人:中冶建筑研究總院有限公司, 中國京冶工程技術(shù)有限公司