CN104897721A - 建筑墙体相变保温隔热效果测试系统及其使用方法 - Google Patents

建筑墙体相变保温隔热效果测试系统及其使用方法 Download PDF

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梁云
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一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统，其特征在于：它包括冷水机组(1)，计算机台(2)，控制柜(3)，风机盘管(4)，电加热器(5)，测试箱体(6)，防护箱体(7)，测试墙体(8)，本发明用于测试建筑墙体相变保温系统相对于常规建筑墙体保温系统的保温隔热效果，给建筑工程选择相变材料提供可靠数据保障。

Description

建筑墙体相变保温隔热效果测试系统及其使用方法
技术领域
本发明属于建筑科学技术领域，具体讲就是涉及一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统及其使用方法，用于测试建筑墙体相变保温系统相对于常规建筑墙体保温系统的保温隔热效果。
背景技术
建筑节能标准实施之前建筑的设计和建造不注重外围护结构的保温隔热，导致室内热环境恶劣。而随着人民生活水平的提高，对室内热环境的舒适性提出了越来越高的要求。随着空调的普及，室内热环境得到了改善，但同时带来的却是建筑能耗的急剧增加。如何在保证人员热舒适的前提下尽量减少空调能耗，成为越来越紧迫的问题。
相变材料的投入使用，使建筑外墙的热惰性和蓄热能力显著提高，有效降低建筑能耗，有利于降低室内温度波动，从而满足建筑物内人们对于热舒适性的需求。可以与建筑物的采暖和空调系统结合使用，结合峰谷电价的政策，利用夜间廉价电运行，以提供白天全部或部分采暖或制冷所需的热量或冷量，缓解建筑物的能量供求在时间和强度上不匹配的矛盾，起到削峰填谷的作用，达到节能减排的目的。同时减少了外墙厚度，有效减轻建筑物本身重量，从另一方面看，节约了建筑材料，达到了节约资源以及成本的效果，并且相变材料能够循环使用，热性能基本不变。
中国专利201210381729.9公开了一种在建筑物上使用的相变建筑保温材料热工性能的测试方法，将模拟试验箱箱体分为热室和冷室，热室和冷室间用相变储能建筑材料待测试件隔断，热室和冷室内装有发热和制冷装置，热室内待测试件中央位置上粘贴上热流计，热流计上下边各粘贴热电阻，冷室内对应热室内热流计位置粘贴热电阻，热流计和热电阻与无纸记录仪联接，开启发热和制冷装置，待冷室温度降至采暖期室外平均气温，模拟试验箱的热室温度达到18℃，自动记录处于热室和冷室中的试件两侧温度和热流密度，求出相变储能材料层的热阻后，按热工学规定的传热系数的关系计算。但是该测试方法仅在一个箱体内的冷侧热侧进行传热效果测试，测试得到的参数值过少，且无法准确得到相变材料的各种性能。
发明内容
目前工程应用中,相变材料在建筑外墙中还没有得到普遍应用，重要的原因是相变墙体节能效果测试方法波动过大，无法准确测试出建筑墙体相变保温系统保温隔热效果，是相变材料无法按实际需要投入建筑工程使用，本发明的目的就是针对现有的相变建筑材料测试技术存在的测试精度不准确的技术缺陷，提供一种建筑墙体相变保温隔热效果测试方法及其专用测试系统，用于测试建筑墙体相变保温系统相对于常规建筑墙体保温系统的保温隔热效果，给建筑工程选择相变材料提供可靠数据保障。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明设计的一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统，其特征在于：它包括冷水机组，计算机台，控制柜，风机盘管，电加热器，测试箱体，防护箱体，测试墙体，所述测试箱体置于防护箱体内，防护箱体前壁及顶面上设有防护洞，测试箱体前壁及顶面与防护洞口对应的位置设有测试洞口，测试洞口上装有测试墙体，测试箱内安装有风机盘管和电加热器，风机盘管和电加热器与冷水机组连接，风机盘管和电加热器组合控制防护箱体内温度，冷水机组受计算机台控制，计算机台与控制柜连接在一起。
进一步，所述计算机台与控制柜装在防护箱体后仓内，防护箱体后仓设置有水平移动门。
进一步，所述风机盘管和电加热器连接有风管，通过风管调节防护箱体内温度。
进一步，所述风机盘管和电加热器分别有3个，测试箱体有2个，测试箱体分别置于防护箱体内两个防护腔体中,其中2个风机盘管和电加热器组合分别控制2个防护腔体中温度,另一个风机盘管和电加热器组合通过风管调节防护箱体内温度。
进一步，所述测试系统放置在转盘上，转盘由电机带动能够360°旋转。
上述建筑墙体相变保温隔热效果测试系统的使用方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(i)根据测试工况要求，准备箱体，在两个测试箱体的洞口砌筑待测墙体及保温材料，调试冷水机组设备；
(ii)根据测点布置方案布置测点，连接温度传感器、测试仪和计算机；
(iii)关闭恒温防护箱体、防护箱体所有门窗，根据测试工况要求，决定是否启动冷水机组，待测试箱体房内温度达到设定值，并保持稳定；
(iv)启动计算机、测试仪及配套测试软件，设置测试记录时间间隔为15min，开始测试并自动记录，连续测试时间72小时以上；
(v)测试结束，关闭测试仪、整理测试设备，从计算机导出测试数据，进行数据分析处理。
进一步，所述步骤i中测试工况包括4种工况，具体分为：
(a)基层墙体测试工况：两个测试箱体洞口填充190mm厚空心砖，双面抹20mm厚水泥砂浆，作为基层墙体，在室外天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度26℃，测试两个测试箱体的基层墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(b)夏季空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组，右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在夏季室外天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度26℃，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(c)过渡季节非空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组；右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在过渡季节天气条件下，不开冷水机组，保持自然室温，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(d)冬季空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组；右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在冬季天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度18℃，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度。
进一步，所述步骤(ii)中测点布置方案为温度测点共计27个，具体布置是分别在2个测试箱体中心各1个，室外空气温度测点1个，测试箱体洞口填充墙体内壁、外壁、相变保温材料与基墙之间各均匀布置4个；热流密度测点共计8个，具体布置是分别在2个测试箱体洞口填充墙体的相变保温层两个表面各布置2个。
有益效果
本发明提供的一种建筑墙体相变保温隔热效果测试方法及其专用测试系统，用于测试建筑墙体相变保温系统相对于常规建筑墙体保温系统的保温隔热效果，给建筑工程选择相变材料提供可靠数据保障。
附图说明
附图1是本发明中测试系统结构示意图。
附图2是本发明中测试系统中风管安装结构示意图。
附图3是本发明中测试点布置图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
实施例
如附图1和2所示，一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统，其特征在于：它包括冷水机组1，计算机台2，控制柜3，风机盘管4，电加热器5，测试箱体6，防护箱体7，测试墙体8，所述测试箱体6置于防护箱体7内，防护箱体7前壁及顶面上设有防护洞701，测试箱体6前壁及顶面与防护洞口701对应的位置设有测试洞口601，测试洞口601上装有测试墙体8，测试箱体6内安装有风机盘管4和电加热器5，风机盘管4和电加热器5与冷水机组1连接，风机盘管4和电加热器5组合控制防护箱体7内温度，冷水机组3受计算机台2控制，计算机台2与控制柜3连接在一起。
所述计算机台2与控制柜3装在防护箱体7后仓内，防护箱体7后仓设置有水平移动门9。
所述风机盘管4和电加热器5连接有风管10，通过风管10调节防护箱体7内温度。
所述风机盘管4和电加热器5分别有3个，测试箱体6有2个，测试箱体6分别置于防护箱体7内两个防护腔体702中,其中2个风机盘管4和电加热器5组合分别控制2个防护腔体702中温度,另一个风机盘管4和电加热器5组合通过风管10调节防护箱体7内温度。
所述测试系统放置在转盘上，转盘由电机带动能够360°旋转。
上述建筑墙体相变保温隔热效果测试系统的使用方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
第一步，根据测试工况要求，准备箱体，在两个测试箱体的洞口砌筑待测墙体及保温材料，调试冷水机组设备；
测试工况包括4种工况，具体分为：
(a)基层墙体测试工况：两个测试箱体洞口填充190mm厚空心砖，双面抹20mm厚水泥砂浆，作为基层墙体，在室外天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度26℃，测试两个测试箱体的基层墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(b)夏季空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组，右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在夏季室外天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度26℃，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(c)过渡季节非空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组；右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在过渡季节天气条件下，不开冷水机组，保持自然室温，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(d)冬季空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组；右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在冬季天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度18℃，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度。
第二步，如附图3所示，根据测点布置方案布置测点，连接温度传感器、测试仪和计算机；具体的测点布置方案为温度测点共计27个，具体布置是分别在2个测试箱体中心各1个，室外空气温度测点1个，测试箱体洞口填充墙体内壁、外壁、相变保温材料与基墙之间各均匀布置4个；热流密度测点共计8个，具体布置是分别在2个测试箱体洞口填充墙体的相变保温层两个表面各布置2个。
第三步，关闭恒温防护箱体、防护箱体所有门窗，根据测试工况要求，决定是否启动冷水机组，待测试箱体房内温度达到设定值，并保持稳定；
第四步，启动计算机、测试仪及配套测试软件，设置测试记录时间间隔为15min，开始测试并自动记录，连续测试时间72小时以上；
第五步，测试结束，关闭测试仪、整理测试设备，从计算机导出测试数据，进行数据分析处理。
本发明提供的一种建筑墙体相变保温隔热效果测试方法及其专用测试系统，用于测试建筑墙体相变保温系统相对于常规建筑墙体保温系统的保温隔热效果，给建筑工程选择相变材料提供可靠数据保障。

Claims (8)

1.一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统，其特征在于：它包括冷水机组(1)，计算机台(2)，控制柜(3)，风机盘管(4)，电加热器(5)，测试箱体(6)，防护箱体(7)，测试墙体(8)，所述测试箱体(6)置于防护箱体(7)内，防护箱体(7)前壁及顶面上设有防护洞(701)，测试箱体(6)前壁及顶面与防护洞口(701)对应的位置设有测试洞口(601)，测试洞口(601)上装有测试墙体(8)，测试箱体(6)内安装有风机盘管(4)和电加热器(5)，风机盘管(4)和电加热器(5)与冷水机组(1)连接，风机盘管(4)和电加热器(5)组合控制防护箱体(7)内温度，冷水机组(3)受计算机台(2)控制，计算机台(2)与控制柜(3)连接在一起。
2.如权利要求1所述的一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统，其特征在于：所述计算机台(2)与控制柜(3)装在防护箱体(7)后仓内，防护箱体(7)后仓设置有水平移动门(9)。
3.如权利要求1所述的一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统，其特征在于：所述风机盘管(4)和电加热器(5)连接有风管(10)，通过风管(10)调节防护箱体(7)内温度。
4.如权利要求3所述的一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统，其特征在于：所述风机盘管(4)和电加热器(5)分别有3个，测试箱体(6)有2个，测试箱体(6)分别置于防护箱体(7)内两个防护腔体(702)中,其中2个风机盘管(4)和电加热器(5)组合分别控制2个防护腔体(702)中温度,另一个风机盘管(4)和电加热器(5)组合通过风管(10)调节防护箱体(7)内温度。
5.如权利要求1所述的一种建筑墙体相变保温隔热效果测试系统，其特征在于：所述测试系统放置在转盘上，转盘由电机带动能够360°旋转。
6.一种上述建筑墙体相变保温隔热效果测试系统的使用方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(i)根据测试工况要求，准备箱体，在两个测试箱体的洞口砌筑待测墙体及保温材料，调试冷水机组设备；
(ii)根据测点布置方案布置测点，连接温度传感器、测试仪和计算机；
(iii)关闭恒温防护箱体、防护箱体所有门窗，根据测试工况要求，决定是否启动冷水机组，待测试箱体房内温度达到设定值，并保持稳定；
(iv)启动计算机、测试仪及配套测试软件，设置测试记录时间间隔为15min，开始测试并自动记录，连续测试时间72小时以上；
(v)测试结束，关闭测试仪、整理测试设备，从计算机导出测试数据，进行数据分析处理。
7.如权利要求6所述的筑墙体相变保温隔热效果测试系统的使用方法，其特征在于:
所述步骤(i)中测试工况包括4种工况，具体分为：
(a)基层墙体测试工况：两个测试箱体洞口填充190mm厚空心砖，双面抹20mm厚水泥砂浆，作为基层墙体，在室外天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度26℃，测试两个测试箱体的基层墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(b)夏季空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组，右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在夏季室外天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度26℃，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(c)过渡季节非空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组；右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在过渡季节天气条件下，不开冷水机组，保持自然室温，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度；
(d)冬季空调工况：左侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚相变保温材料，作为测试组；右侧箱体房基层墙体外表面抹20mm厚无机保温砂浆，作为对照组，在冬季天气条件下，打开冷水机组，保持室内温度18℃，测试两个测试箱体的墙体内外表面温度、热流密度和测试箱体内空气温度。
8.如权利要求6所述的筑墙体相变保温隔热效果测试系统的使用方法，其特征在于:
所述步骤(ii)中测点布置方案为温度测点共计27个，具体布置是分别在2个测试箱体中心各1个，室外空气温度测点1个，测试箱体洞口填充墙体内壁、外壁、相变保温材料与基墙之间各均匀布置4个；热流密度测点共计8个，具体布置是分别在2个测试箱体洞口填充墙体的相变保温层两个表面各布置2个。
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