CN109270115A - 一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法 - Google Patents

一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109270115A
CN109270115A CN201810979441.9A CN201810979441A CN109270115A CN 109270115 A CN109270115 A CN 109270115A CN 201810979441 A CN201810979441 A CN 201810979441A CN 109270115 A CN109270115 A CN 109270115A
Authority
CN
China
Prior art keywords
space
infinitesimal
ground heating
wood floors
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810979441.9A
Other languages
English (en)
Inventor
曹正彬
刘晓平
马啸天
罗瑞
刘大伟
周玉成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Jianzhu University
Original Assignee
Shandong Jianzhu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Jianzhu University filed Critical Shandong Jianzhu University
Priority to CN201810979441.9A priority Critical patent/CN109270115A/zh
Publication of CN109270115A publication Critical patent/CN109270115A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • 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

本发明公开了一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法，通过将地采暖木质地板蓄存的热量释放到封闭的绝热空间中，通过计算封闭空间内空气吸收的热量来间接表达地采暖木质地板的蓄热量，本发明达到采用有限数量的温度传感器对空间内的温度值进行采集，并依据该温度值建立预测模型对更多空间点上的温度值进行预测，减少了封装在试验设备上的传感器数量，并节省了开发成本；采用增量空间微元思想和微元积分的方法减少了计算整个封闭空间内空气吸收总热量的误差，空间微元数目可以任意增加，后期数据更新方便的优点。

Description

一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法
技术领域
本发明涉及一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法，属于地采暖木质地板蓄热性能检测领域。
背景技术
木质地板由于受细胞组成、排列方式和生长周期的影响，使得木质地板具有各向异性的特点，因此要想检测它的蓄热特性，不能使用对均质材料的检测方法和检测理论，必须针对地采暖木质地板研究新的检测手段和计算方法,因此急需一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在问题，提供一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法，以解决现在木质地板具有各向异性的特点，因此要想检测它的蓄热特性，不能使用对均质材料的检测方法和检测理论的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供了一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法，包括以下步骤：
(1)将加热到设定温度的地采暖木质地板推送到具有温度传感器阵列的圆柱形封闭腔内，当温度达到平衡后获取每个传感器位置对应空间点上的温度值。
(2)建立支持向量机预测模型并利用每个传感器位置对应空间点上的获得的温度值进行训练。
(3)在圆柱形封闭腔中对相邻的传感器之间插入多个预测点，构成增量空间微元，用训练好的支持向量机模型对该增量空间点上的温度值进行预测。
(4)以增量空间微元中的预测温度值与试验采集的温度值组合起来形成新的训练样本，并以该样本对支持向量机重新进行训练，生成新的预测模型，并对下一组增量空间微元中的温度值进行预测。
(5)当空间微元数量足够多时，可认为每个空间微元中的空气为均质的，即空间微元中空气的密度、温度和热熔认为是均匀的。
(6)根据均质材料蓄热量计算公式Q＝C·M·△T对每个空间微元内空气的蓄热量进行计算；根据微元积分原理分别在笛卡尔坐标上计算封闭空间内总的蓄热量。
优选的，任意选取圆柱形封闭腔内的空间微元数目，空间微元的大小根据柱坐标半径r，旋转角θ和坐标z共同决定，其中△V＝△r·△θ·△z为每个空间微元的体积，ρ为空气密度，ri为每个空间微元对应的柱坐标半径，多个空间微元的蓄热总量积分公式为
优选的，均质材料蓄热量计算公式中假设空气比热容C在一定的温度下视为恒定，△T为圆柱形封闭腔内空气温度的变化值，M为空气质量。
这样，通过使用本发明的地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法，通过将地采暖木质地板蓄存的热量转移到均质材料中来计算，解决了地采暖木质地板由于具有各向异性而无法通过常规途径计算蓄热量的难题，通过支持向量机方法建立预测模型，可对无法直接测量的空间点温度进行预测，结合微元积分原理将每个空间微元的蓄热量进行累加，在细分空间单元的同时，减少了预测误差，增加了该方法检测和计算地采暖木质地板蓄热量的准确性。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法的结构示意图；
图2是本发明实施例的地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法的计算原理示意图。
附图标记说明：
在图1-图2中，圆柱形封闭腔1；温度传感器2；地采暖木质地板3。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考的附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面结合附图进一步说明。
如图1-图2所示，本发明的地采暖木质地板蓄热性能检测装置，包括圆柱形封闭腔1，所述圆柱形封闭腔1内呈阵列设置温度传感器2，所述圆柱形封闭腔1内设有地采暖木质地板3。
此外，温度传感器2阵列在圆柱形封闭腔1内呈同心圆分布,同心圆半径r由小到大分别为0mm、25mm、50mm、75mm，排列的传感器数目分别为0、4、8、12个，其圆心与柱坐标圆心的距离分别为20mm、40mm、60mm。
本实施例地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法如下：
(1)将加热到设定温度的地采暖木质地板3推送到具有温度传感器2阵列的圆柱形封闭腔1内，当温度达到平衡后获取每个传感器位置对应空间点上的温度值。
(2)建立支持向量机预测模型并利用每个传感器位置对应空间点上的获得的温度值进行训练。
(3)在圆柱形封闭腔1中对相邻的传感器之间插入多个预测点，构成增量空间微元，用训练好的支持向量机模型对该增量空间点上的温度值进行预测。
(4)以增量空间微元中的预测温度值与试验采集的温度值组合起来形成新的训练样本，并以该样本对支持向量机重新进行训练，生成新的预测模型，并对下一组增量空间微元中的温度值进行预测。
(5)当空间微元数量足够多时，可认为每个空间微元中的空气为均质的，即空间微元中空气的密度、温度和热熔认为是均匀的。
(6)根据均质材料蓄热量计算公式Q＝C·M·△T对每个空间微元内空气的蓄热量进行计算；根据微元积分原理分别在笛卡尔坐标上计算封闭空间内总的蓄热量。
此外，任意选取圆柱形封闭腔1内的空间微元数目，空间微元的大小根据柱坐标半径r，旋转角θ和坐标z共同决定，其中△V＝△r·△θ·△z为每个空间微元的体积，ρ为空气密度，ri为每个空间微元对应的柱坐标半径，多个空间微元的蓄热总量积分公式为均质材料蓄热量计算公式中假设空气比热容C在一定的温度下视为恒定，△T为圆柱形封闭腔1内空气温度的变化值，M为空气质量。
本发明通过将地采暖木质地板3蓄存的热量转移到均质材料当中来计算，解决了地采暖木质地板3由于具有各向异性而无法通过常规途径计算蓄热量的难题，通过支持向量机方法建立预测模型可对无法直接测量的空间点温度进行预测，结合微元积分原理将每个空间微元的蓄热量进行累加，在细分空间单元的同时，减少了预测误差，增加了该方法检测和计算地采暖木质地板3蓄热量的准确性。
圆柱形封闭腔1空间内设有由多个温度传感器2组成的阵列，具体方法如下：
(1)将加热到设定温度的地采暖木质地板3放置到该圆柱形封闭腔1内自由放热；
(2)当圆柱形封闭腔1内的温度达到平衡后，先利用传感器阵列采集每个空间微元所对应的温度值；
(3)利用采集的温度值建立支持向量机预测模型；
(4)用向量机预测模型对传感器阵列未涉及到的增量空间微元中的温度进行预测，以增量空间微元中的温度值与已测得的温度值组成新的训练样本并以该样本生成新的支持向量机模型；
(5)并用新的支持向量机模型来对下一个增量空间微元中的温度值进行预测，直到所取空间点对应的空间微元体积之和与圆柱形封闭腔1空间体积接近或相等为止；
(6)最后采用对均质材料蓄热量计算的方法对每个空间微元的蓄热量进行计算，即对每个空间微元分别在笛卡尔坐标的三个方向上进行积分，求得的蓄热量之和即为封闭空间内地采暖木质地板3的蓄热总量。
有益效果：采用有限数量的温度传感器2对空间内的温度值进行采集，并依据该温度值建立预测模型对更多空间点上的温度值进行预测，减少了封装在试验设备上的传感器数量，并节省了开发成本；采用增量空间微元思想和微元积分的方法减少了计算整个封闭空间内空气吸收总热量的误差，空间微元数目可以任意增加，后期数据更新方便。
本专利所提及的训练，即机器学习训练，通过已获得的实验数据对支持向量机模型进行训练，输入变量为采样点温度值的空间坐标和时间，输出变量为采样点温度值，分别将输入变量和输出变量带入到支持向量机模型中进行机器学习，并调整训练参数，以得到训练效果最好的支持向量机预测模型，利用该模型可预测任意空间位置上的温度值，并得到该温度值随时间变化的曲线。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将加热到设定温度的地采暖木质地板推送到具有温度传感器阵列的圆柱形封闭腔内，当温度达到平衡后获取每个传感器位置对应空间点上的温度值；
(2)建立支持向量机预测模型并利用步骤1)中获取的温度值进行训练；
(3)在圆柱形封闭腔中对相邻的传感器之间插入多个预测点，构成增量空间微元，用训练好的支持向量机模型对该增量空间点上的温度值进行预测；
(4)以所述增量空间微元中的预测温度值与试验采集的温度值组合起来形成新的训练样本，并以该样本对支持向量机重新进行训练，生成新的预测模型，并对下一组增量空间微元中的温度值进行预测；
(5)当空间微元数量足够多时，可认为所述每个空间微元中的空气为均质的，即所述空间微元中空气的密度、温度和热熔认为是均匀的；
(6)根据均质材料蓄热量计算公式Q＝C·M·△T对每个空间微元内空气的蓄热量进行计算；根据微元积分原理分别在笛卡尔坐标上计算封闭空间内总的蓄热量。
2.根据权利要求1所述的地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法的检测计算方法，其特征在于，任意选取圆柱形封闭腔内的空间微元数目，空间微元的大小根据柱坐标半径r，旋转角θ和坐标z共同决定，其中△V＝△r·△θ·△z为每个空间微元的体积，ρ为空气密度，ri为每个空间微元对应的柱坐标半径，多个空间微元的蓄热总量积分公式为
3.根据权利要求1所述的地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法，其特征在于，所述均质材料蓄热量计算公式中假设空气比热容C在一定的温度下视为恒定，△T为圆柱形封闭腔内空气温度的变化值，M为空气质量。
CN201810979441.9A 2018-12-11 2018-12-11 一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法 Pending CN109270115A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810979441.9A CN109270115A (zh) 2018-12-11 2018-12-11 一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810979441.9A CN109270115A (zh) 2018-12-11 2018-12-11 一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109270115A true CN109270115A (zh) 2019-01-25

Family

ID=65154231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810979441.9A Pending CN109270115A (zh) 2018-12-11 2018-12-11 一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109270115A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR8100259A (pt) * 1980-01-18 1981-08-04 Kaelle Eur Control Processo e aparelho para determinar o teor de lignina em polpa
CN106442617A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 山东建筑大学 一种测定板材蓄热效能的方法及装置
CN108691402A (zh) * 2018-06-27 2018-10-23 四川大学 一种相变蓄热地板构造
CN108872308A (zh) * 2018-09-28 2018-11-23 山东建筑大学 一种针对地采暖木质地板热缓释规律的检测和研究方法
CN108918587A (zh) * 2018-09-28 2018-11-30 山东建筑大学 一种非均质材料热缓释规律的研究方法
CN109000828A (zh) * 2018-08-23 2018-12-14 山东建筑大学 一种用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR8100259A (pt) * 1980-01-18 1981-08-04 Kaelle Eur Control Processo e aparelho para determinar o teor de lignina em polpa
CN106442617A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 山东建筑大学 一种测定板材蓄热效能的方法及装置
CN108691402A (zh) * 2018-06-27 2018-10-23 四川大学 一种相变蓄热地板构造
CN109000828A (zh) * 2018-08-23 2018-12-14 山东建筑大学 一种用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法
CN108872308A (zh) * 2018-09-28 2018-11-23 山东建筑大学 一种针对地采暖木质地板热缓释规律的检测和研究方法
CN108918587A (zh) * 2018-09-28 2018-11-30 山东建筑大学 一种非均质材料热缓释规律的研究方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杜光月: "实木地采暖地板蓄热性能检测技术", 《林业科学》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104237305B (zh) 一种岩体热导率测试装置及测试系统
CN109000828A (zh) 一种用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法
EP2427740B1 (en) Volume gauge
CN102706417B (zh) 平房仓浅圆仓储粮数量检测方法
CN108169679B (zh) 电池比热容检测方法及系统
CN103307976B (zh) 粮仓中粮食存储量的监测方法
CN104751252B (zh) 利用实测表面散热系数进行滨海电厂温排水预测的方法
CN204348858U (zh) 电池箱内部温度检测装置
CN206177491U (zh) 一种测量土壤表面压力的压力盒固定装置
CN103760189A (zh) 墙面对流热量与辐射热量分离的测量方法
CN104792815A (zh) 相变调温建材检测装置及其检测方法
CN109270115A (zh) 一种地采暖木质地板蓄热性能检测和计算的方法
CN116337934A (zh) 一种磁补偿法模拟微重力热管综合测试装置及测试方法
CN108519171B (zh) 一种仓储谷物粮情的判定方法
CN105352571A (zh) 一种基于指数关系估计的粮仓重量检测方法及装置
CN218469894U (zh) 一种导管式温湿度传感器标定使用的装置
CN216484472U (zh) 一种土壤水分传感器标定装置
CN108896606A (zh) 一种非稳态柱面热源法温变有效导热系数测定装置及方法
KR101471435B1 (ko) 보로노이 다각형을 이용한 저장고 내부의 센서 배치 방법
CN204575580U (zh) 相变调温建材检测装置
CN206740572U (zh) 一种连续标定土壤含水量探头的装置
CN107727685B (zh) 一种自平衡土体冻胀量测试装置及测试方法
CN208026579U (zh) 一种用于水稻的湿度检测装置
CN207703755U (zh) 一种混凝土热膨胀系数测量装置
WO2011157993A1 (en) Air flow measurement

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190125