CN104458801B - 动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置和方法，主要为了提供一种适用于有空腔的构件的动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置和方法。本发明包括一个用于容置构件的防护箱，所述构件将防护箱分隔为热室、冷室，在所述构件内设有贯穿空腔，所述防护箱箱体上对应所述空腔两端分别设置有通气口，在所述通气口处设有气流引导装置。由于构件的空腔是与大气环境连通的，本发明考虑到了不同大气环境可能会对构件的传热性质造成影响，所以本发明相对于现有技术中的方法更适合有空腔的构件，得到的传热系数和热阻更贴近真实数值，所以在实际应用中更具指导意义。

Description

动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置和方法

技术领域

本发明涉及一种动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置和方法。

背景技术

目前在实验室检测围护结构热工性能的热室法是按现行的国家标准《建筑构件稳态热传递性质的测定—标定和防护热室法》(GB/T13475-2008)进行的。热室法分为防护热室法和标定热室法，两者都是通过模仿构件两边为均匀温度的流体的边界条件，从而测定构件的传热系数及热阻。具体为将构件放置在已知环境温度的热室与冷室之间，在稳定状态下测量空气温度和表面温度以及输入热室的功率，从而计算出构件的传热性质。

然而有的构件内设置有空腔，空腔内气体与外界连通，所以空腔会受大气环境的影响。由于大气环境是动态的，变换多样，而上述方法是基于静态材料进行的热阻及传热系数的测定，所以将上述方法应用到有空腔的构件上时，无法检测空腔内气流会对热传导系数和热阻产生怎样的影响，检测结果并不贴近实际，所以上述方法并不适用于有空腔的构件的热传导系数和热阻的检测。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种适用于有空腔的构件的动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置和方法。

为达到上述目的，本发明动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置，包括一个用于容置构件的防护箱，所述构件将防护箱分隔为热室、冷室，在所述构件内设有贯穿空腔，所述防护箱箱体上对应所述空腔两端分别设置有通气口，在所述通气口处设有气流引导装置。

本发明动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的方法，所述构件设置在一防护箱内，在所述构件内设有贯穿空腔，在测量过程中，至少包括一个从防护箱外部向构件空腔内引入气流的步骤。

相对于现有技术中的检测装置，本发明在防护箱上开设了通气口，利用气流引导装置从通气口向空腔内输入气流，测定在气流通过空腔时构件的传热系数和热阻。由于构件的空腔是与大气环境连通的，本发明考虑到了不同大气环境可能会对构件的传热性质造成影响，所以本发明相对于现有技术中的方法更适合有空腔的构件，得到的传热系数和热阻更贴近真实数值，所以在实际应用中更具指导意义。

附图说明

图1是本发明动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

本发明所提到的构件是指建筑中的围护构件，例如墙体。

本发明动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置，包括一个容置构件2的防护箱1，所述构件将防护箱分隔为热室11、冷室12，所述构件内设有贯穿空腔21，所述防护箱箱体上设置有通气口，分别为进气口13、出气口14，所述的进气口和出气口分别对应所述空腔两端的开口。在所述通气口处设有气流引导装置，利用气流引导装置向空腔内导入气流。

作为上述方案的进一步改进，所述气流引导装置包括气流引导单元和气流速度调节单元，所以不仅可以向空腔内引入气流，还可以对气流的速度进行调节。气流引导装置可以选用气泵或风扇等装置。

具体地，所述气流引导单元为设置在进风口处的气流输入单元或设置在出风口处的气流吸入单元。

当然，还可以在气流进入的通气口即进风口处设有气流温度调节装置，用来调节气流的进气温度。

气流温度调节装置和气流引导装置可以为分体的两个装置，这样的话，气流引导装置可采用气泵或风扇。当然，气流温度调节装置和气流引导装置也可以为一体的一个装置，此时，该装置可选用类似电吹风的装置，即能控制风速，又能控制风温，使装置简化，控制方便。

由于大气环境不仅有风速、温度，还有湿度等变量，所以本发明还可以在通气口处设置一气流湿度调节装置，例如加湿机、除湿机等。

本发明是针对有空腔的构件的检测装置，相对于现有技术中的检测装置，本发明的改进之处在于防护箱上开设了通气口，至于热室、冷室内加热装置或制冷装置、空气温度检测装置、表面温度检测装置、温度的采集与处理装置等均采用现有技术中常用的装置即可。

相应的，本发明动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的方法为：从防护箱外部向构件空腔内引入气流，测定在气流通过空腔时下构件的热传导系数和热阻。

上述方法具体步骤为：

保持热室内的热量均匀分布，构件面对热室的表面温度恒定；以减少热室内温度分布不均对测定结果造成影响。

采集构件面对热室和冷室的表面温度；可使用温度传感器进行采集，温度传感器可选用电热偶；

向空腔内引导一次以上的受控气流；

采集每次气流通过空腔时构件面对热室和冷室的表面温度；

测定构件热传导系数和热阻。

在上述具体步骤中，每次向空腔内引入的受控气流的速度和/或进气温度不同。即每次受控气流的变量可为速度，也可为进气温度，还可为速度和进气温度的组合。

上述具体步骤中，所述采集构件面对热室的表面温度或采集每次气流通过空腔时构件面对热室和冷室的表面温度具体为：采集构件面对热室的多个位置点的表面温度，并将各位置点表面温度的平均值作为构件面对热室的表面温度。

相应的，采集构件面对冷室的表面温度或者采集每次气流通过空腔时构件面对冷室的表面温度具体为：采集构件面对冷室的多个位置点的表面温度，并将各位置点表面温度的平均值作为构件面对冷室的表面温度。

其中上述构件面对热室的位置点与构件面对冷室的位置点一一对应，所述表面温度是指构件侧壁上的温度。通过多个位置点的表面温度的平均值作为表面温度，由于平均值比某个位置点的表面温度值更能反应出构件的表面温度，避免了个别位置点的误差对整个测量过程的影响。

一种所述向空腔内引导一次以上的受控气流的具体方法为：

引入受控气流的次数为10-20次，每20分钟引入一次气流，每次气流引入时间为10分钟，每次气流升温5摄氏度。

另一种所述向空腔内引导一次以上的受控气流的具体方法为：

引入受控气流的次数为10-20次，每15分钟引入一次气流，每次气流引入时间为10分钟，每次以阶梯形式增加气流或减小气流速度。

当然，引入受控气流的具体方法不限于上述两种，具体引入方法在实践中根据具体情况而定。

由于大气环境的变量还有湿度，所以也可以向空腔内引入不同湿度的受控气流，检测湿度是否会对构件的热传导系数和热阻产生影响。

利用气流引导装置向空腔内输入不同速度的气流，利用气流温度调节装置控制气流的进气温度，利用气流湿度调节装置调节气流的湿度，使不同的受控气流来模拟各种大气环境，从而得知不同大气环境是否会影响到构件的传热性质。如有影响，在不同的大气环境下，构件的传热性质有怎样的变化等。

由于有空腔的构件的空腔是与大气环境连通的，本发明考虑到了不同大气环境可能会对构件的传热性质造成影响，所以本发明相对于现有技术中的方法更适合有空腔的构件，得到的传热系数和热阻更贴近真实数值，所以在实际应用中更具指导意义。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的检测装置，包括一个用于容置构件的防护箱，所述构件将防护箱分隔为热室、冷室，在所述构件内设有贯穿空腔，其特征在于：所述防护箱箱体上对应所述空腔两端分别设置有通气口，在所述通气口处设有气流引导装置；所述气流引导装置包括气流引导单元和气流速度调节单元；在气流进入的通气口处设有气流温度调节装置；所述气流温度调节装置和所述气流引导装置为一体结构；在所述通气口处设置有气流湿度调节装置。

2.一种动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的方法，所述构件设置在一防护箱内，在所述构件内设有贯穿空腔，其特征在于，在测量过程中，至少包括一个从防护箱外部向构件空腔内引入气流的步骤；所述方法具体为：

保持热室内的热量均匀分布，构件面对热室的表面温度恒定；

采集构件面对热室和冷室的表面温度；

向空腔内引导一次以上的受控气流；

采集每次气流通过空腔时构件面对热室和冷室的表面温度；

测定构件热传导系数和热阻；

向空腔内引导受控气流时，改变每次引入受控气流的速度和/或进气温度；

所述向空腔内引导一次以上的受控气流具体为：

引入受控气流的次数为10-20次，每20分钟引入一次气流，每次气流引入时间为10分钟，每次气流升温5摄氏度。

3.一种动态热箱法测量构件热传导系数和热阻的方法，所述构件设置在一防护箱内，在所述构件内设有贯穿空腔，其特征在于，在测量过程中，至少包括一个从防护箱外部向构件空腔内引入气流的步骤；所述方法具体为：

保持热室内的热量均匀分布，构件面对热室的表面温度恒定；

采集构件面对热室和冷室的表面温度；

向空腔内引导一次以上的受控气流；

采集每次气流通过空腔时构件面对热室和冷室的表面温度；

测定构件热传导系数和热阻；

向空腔内引导受控气流时，改变每次引入受控气流的速度和/或进气温度；

所述向空腔内引导一次以上的受控气流具体为：

引入受控气流的次数为10-20次，每15分钟引入一次气流，每次气流引入时间为10分钟，每次以阶梯形式增加气流或减小气流速度。