CN106568797B - 一种检测板材节能性能的方法及装置 - Google Patents

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    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity

Abstract

本发明公开了一种检测板材节能性能的方法，包括：1）提供一个由绝热材料制成的检测室和调温室，检测室内带有密闭的检测腔，调温室内带有调温装置，调温室与检测腔之间通过缓释口连通，待检样品将缓释口封堵；2）测量检测腔的初始温度T0，控制调温装置，使调温室内温度尽快达到目标温度T；3）保持调温室内的温度T，待检测腔内温度变化达到稳定状态，测量检测腔内温度Te；4）利用下列各式计算得到待检样品的节能效能Se。利用本发明的方法检测由多种材料复合或多种材料层积复合所构成的板材或地采暖地板的散热性能，精度达到99%以上。本发明还公开了一种检测板材节能性能的装置。

Description

一种检测板材节能性能的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种检测实木质、实木复合及强化地板或由木基所构成的板材节能性能的方法与仪器。为建筑、装修装饰材料和木材科学等领域提供鉴定与评价木基复合材料属性的科学方法、量化指标和分析鉴定仪器。
背景技术
由于木质地采暖地板以其节省空间、热力分布均匀、舒适等优点在我国已经得到广泛应用，已普及到住宅、办公和公共等场所。随着我国人民住房条件改善和科学技术发展，地采暖在我国渐受青睐。
现代广泛应用的采暖地板或板材是由实木或多层实木复合而成，有其自身的复杂性。在当今世界上生物质资源紧缺的情况下，为高效利用资源，地板厂商将导热地板做成三层甚至更多层，即地板的表面用珍贵树种，中间或下面用廉价的人工林树种。或在强化地板的下表面裱装一层金属薄膜使其提高导热效率，到目前为止，国内外尚未见检测像地采暖地板的板材节能检测原理、方法和仪器。
然而在建筑，装修以及地热住宅行业飞速发展的今天，世界各国相关领域的科学家都急切地想知道由多种材料复合或多种材料层积复合的生物质材料导热性、蓄能性能、缓释性能和节能性能的确切的量化指标与具体而规范的检测方法，进而制定国家或行业采暖地板或板材的标准去规范市场，使得生产厂家有章可循、有法可依。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种检测板材节能性能的方法，以及实施该方法的一种用来检测板材节能性能的装置。具体技术方案为：
一种检测板材节能性能的方法，该方法包括以下步骤：
1）提供一个由绝热材料制成的检测室和调温室，所述检测室内带有密闭的检测腔，所述调温室内带有调温装置，调温室与所述检测腔之间通过缓释口连通，待检样品将所述缓释口封堵；
2）测量所述检测腔的初始温度T0，控制所述调温装置，使所述调温室内温度尽快达到目标温度T；
3）保持所述调温室内的温度T，待检测腔内温度变化达到稳定状态，测量检测腔内温度Te，其中，所述稳定状态是指：按设定时间间隔s采集的2次检测腔内温度的差值≤0.1℃，s取值在1—20分钟之间；
4）利用下列各式计算得到待检样品的节能效能Se:，
Q1=M空气*c空气（Te-T0） ……1
Q2=M侧壁*c侧壁（Te-T0） ……2
Q=（Q1+Q2）×ε ……3
Se=Q/A ……4
其中，Q1为检测腔内空气吸收的热量，Q2为检测腔内壁吸收的热量，Q为待检样品在检测腔内释放的热量，M空气为检测腔内空气的质量，c空气为检测腔内空气的比热，M侧壁为检测腔内壁的质量，c侧壁为检测腔内壁的比热，ε为修正系数，A为待检样品面向检测腔的端面面积。
进一步，所示检测腔的侧壁具有三层绝热结构，所述三层绝热结构为：绝热内壁、真空绝热层和绝热外壁。
进一步，所述检测腔的所述绝热内壁上和检测腔内空间中均设置有温度传感器。
进一步，所述修正系数ε，按如下方法获得：
①模拟待检样品的尺寸配备一个质量和比热已知的替换件；
②利用所述替换件取代待检样品按照步骤1）到步骤3）进行操作；
③根据步骤4）中的公式1至公式3计算修正系数ε。
一种实施上述方法的检测板材节能性能的装置，该装置包括：由绝热材料制成的检测室和调温室，其中，所述检测室内设置有密闭的检测腔，所述检测腔与调温室之间通过缓释口连通，待检样品封堵在所述缓释口上，所述调温室内设置有调温装置，所述调温装置用于将调温室内温度迅调整至温度T。
进一步，所示检测腔的壁具有三层绝热结构，所述三层绝热结构为：绝热内壁、真空绝热层和绝热外壁。
进一步，所述检测腔与所述调温室之间具有隔壁，所述缓释口开设在该隔壁上，待检样品卡置在缓释口上。
进一步，所述缓释口为与待检样品形状匹配得圆形口。
进一步，所述检测室和所述调温室呈圆柱型。
本发明研究开发出针对由多种材料复合或多种材料层积复合的板材材料的节能性能及其规律的测试方法和分析仪器，解决我国木材科学研究及建筑、装饰材料飞速发展的今天，所急需的地板材节能规律分析、检测和评价问题。利用本发明的方法检测由多种材料复合或多种材料层积复合所构成的板材或地采暖地板的节能性能，精度达到99%以上。
附图说明
图1为本发明检测板材节能性能的装置的结构示意图；
图2为检测板材节能性能的装置的内部结构示意图；
图3为检测室与调温室的结构示意图；
图4为检测室的半剖图；
图5为调温室外壳结构示意图；
图中：1人机交互单元、2盖板、3箱体、3-1前门、3-2脚轮、4上盖、4-1电缆孔、4-2线路板安装柱、5检测室、5-1真空绝热层、6调温室、6-1换热管、6-2调温室外壳、6-2.2管孔、7空压机、8散热风扇。
具体实施方式
下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
图1、图2、图3、图4和图5所示的检测板材节能性能的装置包括：箱体3，箱体3的底部安装有四个脚轮3-2，脚轮3-2便于操作人员移动箱体3，箱体3的前侧壁上设置有前门3-1，箱体3顶部设置有人机交互单元1和盖板2，检测板材节能性能的装置的主要部件设置在箱体3的内部。前门3-1和盖板2均可以打开，便于对操作人员对箱体3内的部件进行维修和保养，同时待检样品可以通过前门3-1固定在该测定装置上，人机交互单元1具有显示屏和控制按键，显示屏可以是触屏的，控制按键为虚拟按键，人机交互单元1与箱体3内的通电部件连接，监测其工作状态并控制。箱体3后侧壁上开设有网孔，有利于安装在外壳内部的制冷系统散热。
箱体3内设置有：检测室5和调温室6，检测室5和调温室6均为圆筒结构，检测室5安装在调温室6上，调温室外壳6-2的顶壁中心设置有圆形的缓释口，调温室6内腔通过缓释口与检测室5中的检测腔相连通，待检样品卡置在缓释口上，检测室5的顶部设置有上盖4，上盖4将检测室5的顶部封闭，上盖4上设置有将温度传感器的连线引出检测腔的电缆孔4-1和线路板安装柱4-2。检测室5、调温室外壳6-2和上盖4均是由不锈钢板焊接而成，采用三层绝热结构，三层绝热结构为：绝热内壁、真空绝热层5-1和绝热外壁。提高检测腔和调温室6内腔与外界环境的换热能力，提高测定实验数据的准确性。在检测室5上端面或者上盖4的下端面添加隔热材料制成的密封环，将进一步降低外部环境温度对检测室5内部的空气的影响。检测腔的绝热内壁上和检测腔内空间中均设置有温度传感器。
本实施例中的检测室5和调温室6除了圆筒结构外，还可以是多棱柱状，或者立方体，采用圆筒结构，不仅加工简单，还可以利用其周向面的弧度有效对抗抽真空给侧壁带来的压力。
检测室5的下端侧壁内侧也设置有台阶面，与调温室外壳6-2上部的台阶面适配用于密封。缓释口的侧壁与双层壁之间密封。缓释口的底面设置有凸出的台阶面，用于托住待检样品；待检样品与缓释口的尺寸适配，样板的边与缓释口的对应边之间的间隙不大于0.5mm。
可以在调温室外壳6-2外壁下部焊接有4个固定底脚，在固定底脚上设有通孔，螺栓穿过通孔将调温室外壳6-2固定在底板上。
调温室6内还设置有调温装置，通过加热管或者与空压机7连接的制冷管，可以对调温室6内部空气的温度进行调整。其中，加热管的控制器和空压机7、散热风扇8安装在调温室6外，通过侧壁上的密封管孔6-2.2与内部的换热管6-1连接。
上盖4的底面向下焊接有线路板安装柱，用于固定焊接有温度传感器的条状线路板；形成检测检测室5内空气温度的传感器。传感器沿条状线路板应尽可能均布。
实施例中的密封通孔是通过在两层不锈钢板之间打孔，用无缝不锈钢管穿过孔，通过焊接，在两层不锈钢板之间形成通孔，并保证该通孔与不锈钢板之间的夹层密封。
将不同尺寸的环齿垫圈9放在板材样本与调温室6顶部的环状平面之间，可以测得该环齿垫圈9对应的拼接工艺对应的节能效能。采用环齿垫圈9可以评估蓄能和缓释性能与拼接工艺的相关性。
利用上述装置检测板材节能性能时，按以下步骤进行：
1）提供一个由绝热材料制成的检测室5和调温室6，检测室5内带有密闭的检测腔，调温室6与检测腔之间通过缓释口连通，待检样品将缓释口封堵；
2）测量检测腔的初始温度T0，控制调温装置，使调温室6内温度尽快达到目标温度T；
3）保持调温室6内的温度T，待检测腔内温度变化达到稳定状态，测量检测腔内温度Te，其中，所述稳定状态是指：按设定时间间隔s采集的2次检测腔内温度的差值≤0.1℃，s取值在1—20分钟之间；
4）利用下列各式计算得到待检样品的绝对节能效能Se，
Q1=M空气*c空气（Te-T0） ……1
Q2=M侧壁*c侧壁（Te-T0） ……2
Q=（Q1+Q2）×ε ……3
Se=Q/A ……4
其中，Q1为检测腔内空气吸收的热量，Q2为检测腔内壁吸收的热量，Q为待检样品在检测腔内释放的热量，M空气为检测腔内空气的质量，c空气为检测腔内空气的比热，M侧壁为检测腔内壁的质量，c侧壁为检测腔内壁的比热，ε为修正系数，A为待检样品面向检测腔的端面面积。
修正系数ε，按如下方法获得：
①模拟待检样品的尺寸配备一个质量和比热已知的替换件；
②利用所述替换件取代待检样品按照步骤1）到步骤3）进行操作；
③根据步骤4）中的公式1至公式3计算修正系数ε。
可以多次重复步骤①至步骤③，获得修正系数ε的平均值，将修正系数ε的平均值代入步骤4的公式中计算Se更加精确。
实施例1
制备一个直径为210mm、厚度为15mm的复合板材作为待检样品，将板材样本设置在缓释口上，获得检测腔内初始温度T0为20℃，利用调温装置将调温室6的温度迅速提升至设定温度T为70℃，保持调温室6内温度不变，每隔5分钟采集检测腔内的温度（空气温度），当温度变化值≤0.1℃时，即认为检测腔内的温度达到稳定状态，获取此时检测腔内的温度Te为65.3℃，根据已知的质量和比热，分别计算出检测腔内空气吸收总热量Q1=351.62J、侧壁吸收总热量Q2=51774.49J，利用直径为210mm、厚度15mm的铁板作为替换件，获得修正系数ε=1.0370，待检样品在检测腔内释放的热量Q=54054.78J，节能效能Se=1721.49KJ/m2。
实施例2
制备一个直径为210mm、厚度15mm的复合板材作为待检样品，将板材样本设置在缓释口上，获得检测腔内初始温度T0为20℃，利用调温装置将调温室6的温度迅速提升至设定温度T为60℃，保持调温室6内温度不变，每隔2分钟采集检测腔内的温度（空气温度），当温度变化值≤0.1℃时，即认为检测腔内的温度达到稳定状态，获取此时检测腔内的温度Te为64.2℃，根据已知的质量和比热，分别计算出检测腔内空气吸收总热量Q1=343.08J、侧壁吸收总热量Q2=50517.27J，利用直径为210mm、厚度15mm的铁板作为替换件，获得修正系数ε=1.0294，待检样品在检测腔内释放的热量Q=52355.65J，绝对节能效能Se=1667.37KJ/m2。
实施例3
制备一个直径为210、厚度为15mm的复合板材作为待检样品，将板材样本设置在缓释口上，获得检测腔内初始温度T0为20℃，利用调温装置将调温室6的温度迅速提升至设定温度T为60℃，保持调温室6内温度不变，每隔20分钟采集检测腔内的温度（空气温度），当温度变化值≤0.1℃时，即认为检测腔内的温度达到稳定状态，获取此时检测腔内的温度Te为64.6℃，根据已知的质量和比热，分别计算出检测腔内空气吸收总热量Q1=346.18J、侧壁吸收总热量Q2=50974.44J，利用直径为210mm、厚度为15mm的铁板作为替换件，获得修正系数ε=50974.44J，待检样品在检测腔内释放的热量Q=53793.53J，节能效能Se=1681.32KJ/m2。
利用本发明的原理、方法和仪器，对检测板材节能性能指标，为我国的质量监督检验，木材科学研究和鉴定检验等法定部门提供一种先进的分析方法与仪器；同时也为企业改进板材的节能设计提供有效的测试平台。
上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (2)

1.一种检测板材节能性能的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)提供一个由绝热材料制成的检测室和调温室，所述检测室内带有密闭的检测腔，所述调温室内带有调温装置，调温室与所述检测腔之间通过缓释口连通，待检样品将所述缓释口封堵；
2)测量所述检测腔的初始温度T0，控制所述调温装置，使所述调温室内温度尽快达到目标温度T；
3)保持所述调温室内的温度T，待检测腔内温度变化达到稳定状态，测量检测腔内温度Te，其中，所述稳定状态是指：按设定时间间隔s采集的2次检测腔内温度的差值≤0.1℃，s取值在1—20分钟之间；
4)利用下列各式计算得到待检样品的节能效能Se，
Q1＝M空气*c空气(Te-T0)……1
Q2＝M侧壁*c侧壁(Te-T0)……2
Q＝(Q1+Q2)×ε……3
Se＝Q/A……4
其中，Q1为检测腔内空气吸收的热量，Q2为检测腔内壁吸收的热量，Q为待检样品在检测腔内释放的热量，M空气为检测腔内空气的质量，c空气为检测腔内空气的比热，M侧壁为检测腔内壁的质量，c侧壁为检测腔内壁的比热，ε为修正系数，A为待检样品面向检测腔的端面面积；所示检测腔的侧壁具有三层绝热结构，所述三层绝热结构为：绝热内壁、真空绝热层和绝热外壁；所述修正系数ε，按如下方法获得：
①模拟待检样品的尺寸配备一个质量和比热已知的替换件；
②利用所述替换件取代待检样品按照步骤1)到步骤3)进行操作；
③根据步骤4)中的公式1至公式3计算修正系数ε；
检测室和调温室均为圆筒结构，检测室的下端侧壁内侧设置有台阶面，与调温室外壳上部的台阶面适配用于密封，缓释口的底面设置有凸出的台阶面，用于托住待检样品；待检样品与缓释口的尺寸适配，所述检测腔的所述绝热内壁上和检测腔内空间中均设置有温度传感器。
2.一种实施权利要求1所述方法的检测板材节能性能的装置，其特征在于，该装置包括：由绝热材料制成的检测室和调温室，其中，所述检测室内设置有密闭的检测腔，所述检测腔与调温室之间通过缓释口连通，待检样品封堵在所述缓释口上，所述调温室内设置有调温装置，所述调温装置用于将调温室内温度迅速调整至温度T；所述检测腔的壁具有三层绝热结构，所述三层绝热结构为：绝热内壁、真空绝热层和绝热外壁；所述检测腔与所述调温室之间具有隔壁，所述缓释口开设在该隔壁上，待检样品卡置在缓释口上；所述缓释口为与待检样品形状匹配得圆形口；所述检测室和所述调温室均为圆筒结构，检测室的下端侧壁内侧设置有台阶面，与调温室外壳上部的台阶面适配用于密封，缓释口的底面设置有凸出的台阶面，用于托住待检样品；待检样品与缓释口的尺寸适配，所述检测腔的所述绝热内壁上和检测腔内空间中均设置有温度传感器。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110361415A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 深圳带路科技有限公司 一种散热指数测量及动态增容方法
CN110133042A (zh) * 2019-05-21 2019-08-16 河北道尔门窗科技有限公司 门窗保温性能检测设备
CN113654691A (zh) * 2020-05-12 2021-11-16 上海硕物天成信息科技有限公司 一种土壤温度传感器的校准仪器与校准方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101017146A (zh) * 2006-02-08 2007-08-15 周玉成 板材导热效能的检测分析方法及其系统
CN103344666A (zh) * 2013-07-05 2013-10-09 徐州市若愚机械科技发展有限公司 一种材料导热性能测试仪

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8628238B2 (en) * 2009-06-12 2014-01-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Insulation test cryostat with lift mechanism

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101017146A (zh) * 2006-02-08 2007-08-15 周玉成 板材导热效能的检测分析方法及其系统
CN103344666A (zh) * 2013-07-05 2013-10-09 徐州市若愚机械科技发展有限公司 一种材料导热性能测试仪

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
实木复合地板导热性能的检测及建模方法;周玉成等;《木材工业》;20070731;第21卷(第4期);第9-11页 *

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