CN110672660A - 一种低能耗的建筑外窗节能性能快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种建筑外窗节能性能快速检测装置，包括设有右侧壁的外环境箱、计量箱、加热器、第三温度传感器、设有水泵的恒温水箱和控制系统，所述右侧壁上设有安装外窗试件的第一洞口和第二洞口，所述建筑外窗节能性能快速检测装置还包括安装在第二洞口内的电致变色玻璃、第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器用于检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度，所述第二温度传感器用于检测外窗试件计量箱侧的空气温度，所述控制系统分别与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、电致变色玻璃、水泵、加热器和恒温水箱电连接。本发明可大大减少装置的检测时间和检测能耗，扩大了建筑外窗节能性能快速准确检测的应用范围。

Description

一种低能耗的建筑外窗节能性能快速检测装置

技术领域

本发明涉及一种建筑外窗检测领域，具体地说是一种低能耗的建筑外窗节能性能快速检测装置。

背景技术

建筑外窗是建筑物外围护结构中保温隔热的薄弱环节，其热工性能的改善对建筑节能与室内热环境的改善有重要意义。近年来，随着国家对建筑节能的重视，建筑外窗的相关节能指标要求进一步提高，如《公共建筑节能设计标准》GB50189 ---2015对外窗的最低传热系数要求为1.8 W/(m².K)以下，太阳得热系数为0.24以下，又如浙江省《居住建筑节能设计标准》对外窗的最低传热系数要求为2.0W/(m².K)以下，遮阳系数为0.3以下。

目前评价建筑外窗夏季节能性能指标主要是遮阳系数或太阳得热系数，建筑行业标准《建筑门窗遮阳性能检测方法》JG/T440-2014详细介绍采用人工光源检测外窗遮阳系数或太阳得热系数的检测设备及检测方法，该标准基于稳态传热原理，采用标定热箱发检测建筑外窗的遮阳系数SC或太阳得热系数SHGC，上述检测方法虽然可较好地检测建筑外窗夏季的节能性能，但由于建筑外窗不同产品的遮阳系数差别较大，有的外窗遮阳系数为0.15，有的外窗遮阳系数为0.3，有的外窗遮阳系数为0 .6，在相同光照强度下进入计量箱的得热量差别很大。

为了满足不同建筑外窗遮阳系数的检测，现有技术通常采用大功率的制冷系

统和大功率的加热器进行检测，虽然可以较好的检测不同外窗的遮阳系数，但检测数据准确性一般，检测能耗高。例如采用制冷功率1800W的制冷系统和最大功率1600W的加热器，虽然该系统可以满足不同遮阳系数的外窗得热量检测，但对于小得热量的建筑外窗，加热器或制冷系统的误差对检测数据影响很大。

为解决上述问题，专利号为201810017746.1，名称为“一种建筑遮阳隔热性能检测设备及其控制方法”的发明专利公开了一种快速检测建筑遮阳隔热性能的检测设备及其控制方法，该专利在检测设备连续运行一段时间后通过模拟光照射到遮阳试件表面的总辐射强度、透过试件进入冷箱的冷箱辐射强度、经试件反射的热箱辐射强度和预估得热量计算公式计算预估得热量，并根据所述预估得热量调节制冷系统以与所述遮阳试件匹配的制冷功率运行及选择相应的预设功率的加热器运行，使不同隔热性能的建筑遮阳采用了相应的制冷功率和加热功率来控制冷箱空气温度，避免了现有技术中多余制冷功率和多余加热功率的浪费，有效提高了检测设备的检测效率与检测数据的准确性，同时有效减少了检测设备的运行能耗。

上述专利虽然可快速检测建筑遮阳的隔热性能，但仅适用于建筑遮阳和透光率较大的建筑外窗，对于中透光Low-e玻璃窗和低透光Low-e玻璃窗，计算预估得热量较为不准确，这是由于外窗的得热量一部分是直接透过外窗进入室内的太阳辐射热，另一部分是外窗吸收太阳辐射热后再向室内辐射的热量，中透光Low-e玻璃窗和低透光Low-e窗由于透光率较低，其得热量中直接透过外窗进入室内的太阳辐射热占比不会很大，吸收太阳辐射热后再向室内辐射的热量会占比较大，如果该类外窗根据外窗室内外侧的太阳光的辐射强度计算预估得热量，数据会较为不准确，相应的控制也不能快速实现建筑外窗节能性能的准确检测。

目前，现有技术还缺乏低能耗且快速检测所有类型外窗的节能性能的检测技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种低能耗的建筑外窗节能性能快速检测装置，将可调节不同遮阳系数的电致变色玻璃与外窗试件进行节能性能对比快速准确得出进入计量箱内的预估得热量，并根据预估得热量控制恒温水箱和加热器的工作使计量箱的空气温度快速处于预设温度区间，大大减少装置的检测时间和检测能耗，扩大了建筑外窗节能性能快速准确检测的应用范围。

为此，本发明采用如下的技术方案： 一种建筑外窗节能性能快速检测装置，包括设有右侧壁的外环境箱、计量箱、太阳能辐射仪、加热器、第三温度传感器、设有水泵的恒温水箱、控制系统和数据采集处理系统，所述右侧壁上设有第一洞口和第二洞口，所述第一洞口内安装外窗试件，所述太阳能辐射仪用于检测外窗试件表面的太阳辐射强度，所述建筑外窗节能性能快速检测装置还包括安装在第二洞口内的电致变色玻璃、安装在电致变色玻璃右侧的第一温度传感器和安装在外窗试件右侧的第二温度传感器，所述第一温度传感器用于检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度，所述第二温度传感器用于检测外窗试件计量箱侧的空气温度，所述控制系统分别与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、电致变色玻璃、水泵、加热器和恒温水箱电连接，用于调节电致变色玻璃的电压和根据电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度确定外窗试件的预估得热量，还用于根据所述外窗试件的预估得热量和根据第三温度传感器采集的空气温度分别控制恒温水箱、水泵、加热器的工作使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

进一步地，所述第二洞口的面积是第一洞口面积的0.05～0.1倍。

进一步地，所述电致变色玻璃与第一温度传感器之间设有黑色的第一金属导热片，所述外窗试件与第二温度传感器之间设有黑色的第二金属导热片。

进一步地，所述控制系统包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置包括第一检测模块、第一控制模块、第一获取模块、比较模块、第一确定模块和第二确定模块；所述第一检测模块用于在所述建筑外窗节能性能快速检测装置启动后实时检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A和外窗试件计量箱侧的空气温度B；所述第一控制模块用于控制电致变色玻璃依次以第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压分别运行第一预设时间；所述第一获取模块用于在电致变色玻璃以第一预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1、外窗试件计量箱侧的空气温度B1和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1与外窗试件计量箱侧的空气温度B1的温差绝对值T1，在电致变色玻璃以第二预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2、外窗试件计量箱侧的空气温度B2和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2与外窗试件计量箱侧的空气温度B2的温差绝对值T2，在电致变色玻璃以第三预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3、外窗试件计量箱侧的空气温度B3和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3与外窗试件计量箱侧的空气温度B3的温差绝对值T3，在电致变色玻璃以第四预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4、外窗试件计量箱侧的空气温度B4和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4与外窗试件计量箱侧的空气温度B4的温差绝对值T4，在电致变色玻璃以第五预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5、外窗试件计量箱侧的空气温度B5和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5与外窗试件计量箱侧的空气温度B5的温差绝对值T5；

所述比较模块用于比较温差绝对值T1、温差绝对值T2、温差绝对值T3、温差绝对值T4和温差值T5得出其中的最小温差绝对值，并将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压记为标准电压值；

所述第一确定模块用于根据预设的电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系确定所述标准电压值所对应的遮阳系数；

所述第二确定模块用于根据外窗试件表面的太阳辐射强度、预设的外窗试件面积与所述标准电压值对应的遮阳系数计算外窗试件的预估得热量。

进一步地，所述第二控制装置包括第三确定模块、第三控制模块和第四控制模块，所述第三确定模块用于根据预设的预估得热量与预设水温和预设水泵流量的对应关系确定所述预估得热量对应的预设水温和预设水泵流量；第三控制模块用于调节恒温水箱运行至预设水温和调节水泵运行至预设水泵流量；所述第四控制模块用于根据第三温度传感器采集的空气温度与预设计量箱温度控制所述加热器的运行使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

进一步地，所述第二控制装置包括第三确定模块、第三控制模块和第四控制模块，所述第三确定模块用于据预设的预估得热量与预设水温和预设水泵流量区间之间的对应关系确定所述预估得热量对应的预设水温和预设水泵流量区间，

所述第三控制模块用于控制所述加热器关闭和控制恒温水箱以所述预估得热量对应的预设水温运行；所述第四控制模块用于根据第三温度传感器采集的空气温度与预设计量箱温度控制水泵在所述预估得热量对应的预设水泵流量区间内运行使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

进一步地，所述控制系统包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置包括第一检测模块、第一控制模块、第一获取模块、第一确定模块和第二确定模块；所述第一检测模块用于在所述建筑外窗节能性能快速检测装置启动后实时检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A和外窗试件计量箱侧的空气温度B；所述第一控制模块用于控制电致变色玻璃依次以第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压分别运行第一预设时间；所述第一获取模块用于在电致变色玻璃以第一预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1、外窗试件计量箱侧的空气温度B1和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1与外窗试件计量箱侧的空气温度B1的温差绝对值T1，在电致变色玻璃以第二预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2、外窗试件计量箱侧的空气温度B2和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2与外窗试件计量箱侧的空气温度B2的温差绝对值T2，在电致变色玻璃以第三预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3、外窗试件计量箱侧的空气温度B3和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3与外窗试件计量箱侧的空气温度B3的温差绝对值T3，在电致变色玻璃以第四预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4、外窗试件计量箱侧的空气温度B4和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4与外窗试件计量箱侧的空气温度B4的温差绝对值T4，在电致变色玻璃以第五预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5、外窗试件计量箱侧的空气温度B5和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5与外窗试件计量箱侧的空气温度B5的温差绝对值T5；所述第二比较模块用于比较温差绝对值T1、温差绝对值T2、温差绝对值T3、温差绝对值T4和温差值T5得出其中的最小温差绝对值，还用于将最小温差绝对值与预设温差绝对值进行比较和将最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度进行比较，若最小温差绝对值小于或等于预设温差绝对值，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压记为标准电压值，若最小温差绝对值大于预设温差绝对值且最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度大于外窗试件计量箱侧的空气温度，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压和预设偏差电压值之差记为标准电压值，若最小温差绝对值大于预设温差绝对值且最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度小于外窗试件计量箱侧的空气温度，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压和预设偏差电压值之和记为标准电压值；所述第一确定模块用于根据预设的电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系确定所述标准电压值所对应的遮阳系数；所述第二确定模块用于根据外窗试件表面的太阳辐射强度、预设的外窗试件面积与所述标准电压值对应的遮阳系数计算外窗试件的预估得热量。

本发明的有益效果是：

（1）在检测装置刚启动后一段时间内，将可调节不同遮阳系数的电致变色玻璃与外窗试件进行节能性能对比快速准确得出外窗试件进入计量箱内的预估得热量，并根据所述预估得热量控制恒温水箱、水泵和加热器分别以与所述外窗试件匹配的参数工作，使不同节能性能的建筑外窗采用了相应的制冷功率和加热功率来控制计量箱空气温度，避免了现有技术中多余制冷功率和多余加热功率的浪费，有效提高了检测装置的检测效率与检测数据的准确性，同时有效减少计量箱空气温度的波动幅度和检测装置的运行能耗；

（2）通过较短时间的检测时间计算进入计量箱的预估得热量，并控制恒温水箱和水泵以所述得热量对应的预设水温和预设水流量区间运行，使检测装置的检测时间和运行能耗有效减少，检测准确性大大提高；

（3）由于电致变色玻璃和外窗试件计量箱侧的空气温度主要是由直接透过外窗进入室内的太阳辐射热和外窗吸收太阳辐射热后再向室内辐射的热量共同引起的，通过比较电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度可真实反映外窗试件的节能性能，适用于建筑遮阳窗、Low-e玻璃等多种类型的建筑外窗的节能快速准确检测，扩大了建筑外窗节能性能快速准确检测的应用范围。

附图说明

图1为建筑外窗节能性能快速检测装置的结构示意图。

图2为外环境箱的右侧壁的结构示意图。

图3为第一温度传感器与第二温度传感器的布置示意图。

图4为控制系统与各部件的硬件连接示意图。

附图标记说明：1-人工光源，2-光导入窗，3-外环境箱，4-第一加热制冷系统，5-电致变色玻璃，6-第一温度传感器，7-第二温度传感器，8-内环境箱，9-第二加热制冷系统，10-加热器，11-计量箱，12-第一水温传感器，13-压力计，14-热交换器，15-第二水温传感器，16-流量计，17-恒温水箱，18-水泵，19-导流板，20-太阳能辐射仪，21-外窗试件，22-右侧壁，23-第三温度传感器，24-第二洞口，25-第一洞口，26-第一金属导热片，27-第二金属导热片。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。

参见图1至图4，本实施例提供了一种建筑外窗节能性能快速检测装置，包括人工光源1、光导入窗2、太阳能辐射仪20、设有右侧壁22的外环境箱3、设置在外环境箱内第一加热制冷系统4、内环境箱8、设置在内环境箱内的第二加热制冷系统9、导流板19、计量箱11、设置在计量箱内的加热器10、第三温度传感器23、设有水泵18的恒温水箱17、设置在计量箱内腔后侧的热交换器14、压力计13、第一水温传感器12、第二水温传感器15、流量计16、控制系统、和数据采集处理系统，所述太阳能辐射仪用于检测外窗试件表面的太阳辐射强度，所述第三温度传感器用于检测计量箱内的空气温度，所述右侧壁上设有第一洞口25和第二洞口24，所述第一洞口内安装外窗试件21，待检测的外窗试件尺寸一般为1.5m*1.5m，产品类型可以是遮阳窗、高透光Low-e玻璃、中透光Low-e玻璃和低透光Low-e玻璃等，所述第二洞口用于安装对比外窗试件节能性能的标准试件，为了减少检测误差，其面积应尽量小，最好是第一洞口的0.05～0.1倍。

具体地，在建筑行业标准《建筑门窗遮阳性能检测方法》JG/T440-2014和《建筑遮阳产品隔热性能试验方法》JG/T281-2010均详细介绍了现有建筑外窗节能性能快速检测设备的具体结构，其中，本实施例中建筑外窗节能性能快速检测设备主要采用与上述标准相似的主体结构，区别在于增加了电致变色玻璃、第一温度传感器和第二温度传感器等部件以及相应的应用。

所述建筑外窗节能性能快速检测装置还包括安装在第二洞口内的电致变色玻璃5、安装在电致变色玻璃右侧的第一温度传感器6（位于计量箱内且靠近电致变色玻璃一侧）和安装在外窗试件右侧的第二温度传感器7（位于计量箱内且靠近外窗试件一侧），所述第一温度传感器6用于检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度，所述第二温度传感器7用于检测外窗试件计量箱侧的空气温度。

具体地，电致变色玻璃可通过调节玻璃两端的电压使玻璃的光学属性（反射率、透光率、吸收率等）发生可逆变的颜色变化，即电致变色玻璃两端不同的电压对应不同的光学属性，也对应不同的遮阳系数，本发明利用电致变色玻璃可调节遮阳系数的特性，创造性地将电致变色玻璃应用在建筑外窗节能性能检测装置中与外窗试件进行节能性能对比，即将电致变色玻璃计量箱侧的空气温度和外窗试件计量箱侧的空气温度进行对比来真实反映电致变色玻璃与外窗试件的节能效果，并根据对比结果快速准确得出最接近外窗的遮阳系数值，其中，为使第一温度传感器和第二温度传感器采集的数据能更准确地反映试件的节能性能，所述电致变色玻璃与第一温度传感器之间最好设有黑色的第一金属导热片，所述外窗试件与第二温度传感器之间最好设有黑色的第二金属导热片，黑色的金属导热片可快速将透过试件进入计量箱内的太阳辐射热量和通过试件传递至计量箱内的热量传递至温度传感器附近。

所述控制系统分别与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、电致变色玻璃、水泵、加热器和恒温水箱电连接，用于调节电致变色玻璃的电压和根据电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度确定外窗试件的预估得热量，还用于根据所述外窗试件的预估得热量和根据第三温度传感器采集的空气温度分别控制恒温水箱、水泵、加热器的工作使计量箱的空气温度快速处于预设温度区间。其中，所述控制系统包括第一控制装置和第二控制装置，第一控制装置和第二控制装置集成在同一控制系统中，互相可发送数据，如第一控制装置发送预估得热量数据至第二控制装置。

具体地，所述第一控制装置包括第一检测模块、第一控制模块、第一获取模块、比较模块、第一确定模块和第二确定模块。

所述第一检测模块用于在所述建筑外窗节能性能快速检测装置启动后实时检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A和外窗试件计量箱侧的空气温度B，其中，电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A通过第一温度传感器检测，外窗试件计量箱侧的空气温度B通过第二温度传感器检测。

所述第一控制模块用于控制电致变色玻璃依次以第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压分别运行第一预设时间，即电致变色玻璃以第一预设电压运行第一预设时间，然后以第二预设电压运行第一预设时间，再然后以第三预设电压运行第一预设时间，再以第四预设电压运行第一预设时间，最后以第五预设电压运行第一预设时间。

具体地，在现有技术中，电致变色玻璃两端不同的电压对应不同的反射率、透光率、吸收率等光学属性和遮阳系数，其中，遮阳系数可通过现有的建筑外窗隔热性能检测设备检测得出，电压一般可以从负电压到正电压变化，如-5V～5V变化，在本实施例中，第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压对应的电致变色玻璃的遮阳系数分别记为SC1、SC2、SC3、SC4和SC5，多个遮阳系数数值最好从小到大分布，且分别较为均匀，如遮阳系数SC1最好为0.28～0.32，遮阳系数SC2最好为0.38～0.42，遮阳系数SC3最好为0.48～0.52，遮阳系数SC4最好为0.58～0.62，遮阳系数SC5最好为0.68～0.72；此外，由于电致变色玻璃的变色响应时间一般为20s～30s，第一预设时间最好是40s～120s。

所述第一获取模块用于在电致变色玻璃以第一预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1、外窗试件计量箱侧的空气温度B1和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1与外窗试件计量箱侧的空气温度B1的温差绝对值T1，在电致变色玻璃以第二预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2、外窗试件计量箱侧的空气温度B2和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2与外窗试件计量箱侧的空气温度B2的温差绝对值T2，在电致变色玻璃以第三预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3、外窗试件计量箱侧的空气温度B3和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3与外窗试件计量箱侧的空气温度B3的温差绝对值T3，在电致变色玻璃以第四预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4、外窗试件计量箱侧的空气温度B4和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4与外窗试件计量箱侧的空气温度B4的温差绝对值T4，在电致变色玻璃以第五预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5、外窗试件计量箱侧的空气温度B5和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5与外窗试件计量箱侧的空气温度B5的温差绝对值T5。

具体地，第一温度传感器分别在不同时间点检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度，第二温度传感器分别在不同时间点检测外窗试件计量箱侧的空气温度，本实施例中由于电致变色玻璃运行的电压为5个，相应的空气温度采集为5个时间点，需要说明的是，为了提高检测装置的检测精度，实际应用时电致变色玻璃运行的电压数量可适当增加，相应的空气温度采集时间点数量也增加，以进一步提高外窗试件的预估得热量的准确性。

所述比较模块用于比较温差绝对值T1、温差绝对值T2、温差绝对值T3、温差绝对值T4和温差值T5得出其中的最小温差绝对值，并将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压记为标准电压值。

具体地，电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度的温差绝对值越小，说明电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度越接近，相应的电致变色玻璃和外窗试件的遮阳系数和节能性能也越接近，在最小温差绝对值确定后，其对应的电致变色玻璃的电压也就确定，而电致变色玻璃以某一电压运行时，其遮阳系数可通过现有的建筑外窗隔热性能检测设备检测得出。

所述第一确定模块用于根据预设的电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系确定所述标准电压值所对应的遮阳系数。

具体地，预设的电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系可通过大量的试验得出，即通过现有的建筑外窗隔热性能检测设备分别检测电致变色玻璃分别以第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压运行时遮阳系数，检测后建立电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系，需要说明的时，电致变色玻璃在建筑外窗隔热性能检测设备中检测时试件面积为1.5m*1.5m，与本实施例中电致变色玻璃的面积有所不同，但由于电致变色玻璃的遮阳系数与其本身的光学属性和玻璃结构有关，与面积大小无关，检测得出的遮阳系数较为准确可靠。

所述第二确定模块用于根据外窗试件表面的太阳辐射强度、预设的外窗试件面积与所述标准电压值对应的遮阳系数计算外窗试件的预估得热量。

具体地，在标准电压值对应的遮阳系数确定后，由于该标准电压下电致变色玻璃和外窗试件的节能性能相近，其遮阳系数也相近，在计算外窗试件的预估得热量时，可根据外窗试件表面的太阳辐射强度、预设的外窗试件面积、所述标准电压值对应的遮阳系数和相应的热量计算公式得出，其中，所述热量计算公式来自《建筑门窗遮阳性能检测方法》JG/T440-2014，具体为：

Q=SC×0.87×I×A；

Q-外窗试件的预估得热量，SC-所述标准电压值对应的遮阳系数， I-外窗试件表面的太阳辐射强度, A-预设的外窗试件面积。

所述第二控制装置用于根据所述外窗试件的预估得热量和根据第三温度传感器采集的空气温度分别控制恒温水箱、水泵、加热器的工作使计量箱的空气温度快速处于预设温度区间。

优选地，所述第二控制装置包括第三确定模块、第三控制模块和第四控制模块，所述第三确定模块用于根据预设的预估得热量与预设水温和预设水泵流量的对应关系，确定所述预估得热量对应的预设水温和预设水泵流量；第三控制模块用于调节恒温水箱运行至预设水温和调节水泵运行至预设水泵流量；所述第四控制模块用于根据第三温度传感器采集的空气温度与预设计量箱温度控制所述加热器的运行使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

优选地，所述第二控制装置包括第三确定模块、第三控制模块和第四控制模块，所述第三确定模块用于据预设的预估得热量与预设水温和预设水泵流量区间之间的对应关系确定所述预估得热量对应的预设水温和预设水泵流量区间，所述第三控制模块用于控制所述加热器关闭和控制恒温水箱以所述预估得热量对应的预设水温运行；所述第四控制模块用于根据第三温度传感器采集的空气温度与预设计量箱温度控制水泵在所述预估得热量对应的预设水泵流量区间内运行使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

在现有技术中，根据所述外窗试件的预估得热量和计量箱内的空气温度快速控制计量箱内温度稳定有很多种，本实施例中适合所有相关的控制技术，如专利号201810017746 .1，名称为“一种建筑遮阳隔热性能检测设备及其控制方法”中的控制技术，又如专利号201810017992.7，名称为“一种建筑门窗遮阳性能检测装置及其控制方法”中的控制技术，本实施例中不再对第二控制装置具体描述。

为了更准确地得出外窗试件的预估得热量，使计量箱内的空气更快处于预设温度区间，所述第一控制装置中的比较模块用第二比较模块替代，即所述第一控制装置包括第一检测模块、第一控制模块、第一获取模块、第二比较模块、第一确定模块和第二确定模块。

所述第二比较模块用于比较温差绝对值T1、温差绝对值T2、温差绝对值T3、温差绝对值T4和温差值T5得出其中的最小温差绝对值，还用于将最小温差绝对值与预设温差绝对值进行比较和将最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度进行比较，若最小温差绝对值小于或等于预设温差绝对值，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压记为标准电压值，若最小温差绝对值大于预设温差绝对值且最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度大于外窗试件计量箱侧的空气温度，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压和预设偏差电压值之差记为标准电压值，若最小温差绝对值大于预设温差绝对值且最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度小于外窗试件计量箱侧的空气温度，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压和预设偏差电压值之和记为标准电压值。

具体地，电致变色玻璃的电压数量越多，其对应遮阳系数数量也越多，得出的外窗试件的预估得热量也越准确，但电压数量较多时，相应的检测时间也会延长，如电致变色玻璃的遮阳系数分别为0.3,0.4,0.5,0.6和0.7，相应的电压控制次数为5次，而电致变色玻璃的遮阳系数分别为0.25，0.3,0.35，0.4,0.45，0.5,0.55，0.6，0.65和0.7，相应的电压控制次数为10次，虽然可以提供预估得热量的准确性，但电致变色玻璃控制电压时间也延长了1倍。

为解决上述问题，在本实施例的第二比较模块中，先初步确定电致变色玻璃的遮阳系数，然后将最小温差绝对值与预设温差绝对值进行比较和将最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度进行比较进一步确定更准确的电致变色玻璃的遮阳系数。

不同电压的电致变色玻璃的遮阳系数检测时，电压范围应增加预设电压与预设偏差电压值的和值或差值，例如，预设偏差电压值为0.2V，第一预设电压为-5V，第二预设电压为-3V，第三预设电压为-1V，第四预设电压为2V， 第四预设电压为4V，预设偏差电压增加后，第一预设电压附近增加-4.8V和-5.2V，第二预设电压附近增加-2.8V和-3.2V，第三预设电压附近增加-0.8V和-1.2V，第四预设电压附近增加1.8V和2.2V，第四预设电压附近增加3.8V和4.2V，其中，上述增加的电压也要进行相应的遮阳系数检测，并增加至预设的电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系中，在实际应用时，先根据最小温差绝对值初步确定预设电压，然后可根据最小温差绝对值的大小和最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度进一步确定电致变色玻璃所对应的标准电压，使得出的遮阳系数更接近外窗试件实际的遮阳系数值，从而进一步使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间，有效降低检测装置的用电能耗，进一步提高检测装置的准确性。

优选地，所述第一控制模块在控制电致变色玻璃依次以第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压分别运行第一预设时间后，控制电致变色玻璃以固定预设电压持续运行第一预设时间使电致变色玻璃的遮阳系数降低至最小，其中，所述固定预设电压为电致变色玻璃遮阳系数最小时对应的电压值。

需要说明的是，在本实施例中由于安装了电致变色玻璃，通过检测装置检测的计量箱的得热量包括外窗试件的得热量和电致变色玻璃的得热量，但由于电致变色玻璃后期以固定电压运行，遮阳系数固定，电致变色玻璃的得热量可根据《建筑门窗遮阳性能检测方法》JG/T440-2014中相应的计算公式得出，外窗试件的得热量由检测装置检测的计量箱的得热量减去计算的电致变色玻璃的得热量即可得出，其中，电致变色玻璃的得热量越小，产生的误差也就越小，电致变色玻璃以固定预设电压持续运行第一预设时间使其遮阳系数降低至最小时，误差也越小。

在上述建筑外窗节能性能快速检测装置基础上，本实施例还提供了一种建筑外窗节能性能快速检测装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、在所述建筑外窗节能性能快速检测装置启动后，实时检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A和外窗试件计量箱侧的空气温度B；

S2、控制电致变色玻璃依次以第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压分别运行第一预设时间，在电致变色玻璃以第一预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1、外窗试件计量箱侧的空气温度B1和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1与外窗试件计量箱侧的空气温度B1的温差绝对值T1，在电致变色玻璃以第二预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2、外窗试件计量箱侧的空气温度B2和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2与外窗试件计量箱侧的空气温度B2的温差绝对值T2，在电致变色玻璃以第三预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3、外窗试件计量箱侧的空气温度B3和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3与外窗试件计量箱侧的空气温度B3的温差绝对值T3，在电致变色玻璃以第四预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4、外窗试件计量箱侧的空气温度B4和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4与外窗试件计量箱侧的空气温度B4的温差绝对值T4，在电致变色玻璃以第五预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5、外窗试件计量箱侧的空气温度B5和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5与外窗试件计量箱侧的空气温度B5的温差绝对值T5；

S3、比较温差绝对值T1、温差绝对值T2、温差绝对值T3、温差绝对值T4和温差值T5得出其中的最小温差绝对值，并将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压记为标准电压值；

S4、根据预设的电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系确定所述标准电压值所对应的遮阳系数；

S5、根据外窗试件表面的太阳辐射强度、预设的外窗试件面积与所述标准电压值对应的遮阳系数计算外窗试件的预估得热量；

S6、根据预设的预估得热量与预设水温和预设水泵流量的对应关系，确定所述预估得热量对应的预设水温和预设水泵流量, 并调节恒温水箱运行至预设水温和调节水泵运行至预设水泵流量；

S7、根据第三温度传感器采集的空气温度与预设计量箱温度控制所述加热器的运行使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种建筑外窗节能性能快速检测装置，包括设有右侧壁的外环境箱、计量箱、太阳能辐射仪、加热器、第三温度传感器、设有水泵的恒温水箱、控制系统和数据采集处理系统，所述右侧壁上设有第一洞口和第二洞口，所述第一洞口内安装外窗试件，所述太阳能辐射仪用于检测外窗试件表面的太阳辐射强度，其特征在于，所述建筑外窗节能性能快速检测装置还包括安装在第二洞口内的电致变色玻璃、安装在电致变色玻璃右侧的第一温度传感器和安装在外窗试件右侧的第二温度传感器，所述第一温度传感器用于检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度，所述第二温度传感器用于检测外窗试件计量箱侧的空气温度，所述控制系统分别与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、电致变色玻璃、水泵、加热器和恒温水箱电连接，用于调节电致变色玻璃的电压和根据电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度确定外窗试件的预估得热量，还用于根据所述外窗试件的预估得热量和根据第三温度传感器采集的空气温度分别控制恒温水箱、水泵、加热器的工作使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

2.根据权利要求1所述的建筑外窗节能性能快速检测装置，其特征在于，所述第二洞口的面积是第一洞口面积的0.05～0.1倍。

3.根据权利要求2所述的建筑外窗节能性能快速检测装置，其特征在于，所述电致变色玻璃与第一温度传感器之间设有黑色的第一金属导热片，所述外窗试件与第二温度传感器之间设有黑色的第二金属导热片。

4.根据权利要求1、2或3所述的建筑外窗节能性能快速检测装置，其特征在于，所述控制系统包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置包括第一检测模块、第一控制模块、第一获取模块、比较模块、第一确定模块和第二确定模块；

所述第一检测模块用于在所述建筑外窗节能性能快速检测装置启动后实时检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A和外窗试件计量箱侧的空气温度B；

所述第一控制模块用于控制电致变色玻璃依次以第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压分别运行第一预设时间；

所述第一获取模块用于在电致变色玻璃以第一预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1、外窗试件计量箱侧的空气温度B1和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1与外窗试件计量箱侧的空气温度B1的温差绝对值T1，在电致变色玻璃以第二预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2、外窗试件计量箱侧的空气温度B2和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2与外窗试件计量箱侧的空气温度B2的温差绝对值T2，在电致变色玻璃以第三预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3、外窗试件计量箱侧的空气温度B3和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3与外窗试件计量箱侧的空气温度B3的温差绝对值T3，在电致变色玻璃以第四预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4、外窗试件计量箱侧的空气温度B4和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4与外窗试件计量箱侧的空气温度B4的温差绝对值T4，在电致变色玻璃以第五预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5、外窗试件计量箱侧的空气温度B5和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5与外窗试件计量箱侧的空气温度B5的温差绝对值T5；

所述比较模块用于比较温差绝对值T1、温差绝对值T2、温差绝对值T3、温差绝对值T4和温差值T5得出其中的最小温差绝对值，并将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压记为标准电压值；

所述第一确定模块用于根据预设的电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系确定所述标准电压值所对应的遮阳系数；

所述第二确定模块用于根据外窗试件表面的太阳辐射强度、预设的外窗试件面积与所述标准电压值对应的遮阳系数计算外窗试件的预估得热量。

5.根据权利要求4所述的建筑外窗节能性能快速检测装置，其特征在于，其特征在于，所述第二控制装置包括第三确定模块、第三控制模块和第四控制模块，

所述第三确定模块用于根据预设的预估得热量与预设水温和预设水泵流量的对应关系确定所述预估得热量对应的预设水温和预设水泵流量；

第三控制模块用于调节恒温水箱运行至预设水温和调节水泵运行至预设水泵流量；

所述第四控制模块用于根据第三温度传感器采集的空气温度与预设计量箱温度控制所述加热器的运行使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

6.根据权利要求4所述的建筑外窗节能性能快速检测装置，其特征在于，所述第二控制装置包括第三确定模块、第三控制模块和第四控制模块，

所述第三确定模块用于据预设的预估得热量与预设水温和预设水泵流量区间之间的对应关系确定所述预估得热量对应的预设水温和预设水泵流量区间，

所述第三控制模块用于控制所述加热器关闭和控制恒温水箱以所述预估得热量对应的预设水温运行；

所述第四控制模块用于根据第三温度传感器采集的空气温度与预设计量箱温度控制水泵在所述预估得热量对应的预设水泵流量区间内运行使计量箱内的空气温度快速处于预设温度区间。

7.根据权利要求1、2或3所述的建筑外窗节能性能快速检测装置，其特征在于，所述控制系统包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置包括第一检测模块、第一控制模块、第一获取模块、第一确定模块和第二确定模块；

所述第一检测模块用于在所述建筑外窗节能性能快速检测装置启动后实时检测电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A和外窗试件计量箱侧的空气温度B；

所述第一控制模块用于控制电致变色玻璃依次以第一预设电压、第二预设电压、第三预设电压、第四预设电压、第五预设电压分别运行第一预设时间；

所述第一获取模块用于在电致变色玻璃以第一预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1、外窗试件计量箱侧的空气温度B1和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A1与外窗试件计量箱侧的空气温度B1的温差绝对值T1，在电致变色玻璃以第二预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2、外窗试件计量箱侧的空气温度B2和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A2与外窗试件计量箱侧的空气温度B2的温差绝对值T2，在电致变色玻璃以第三预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3、外窗试件计量箱侧的空气温度B3和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A3与外窗试件计量箱侧的空气温度B3的温差绝对值T3，在电致变色玻璃以第四预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4、外窗试件计量箱侧的空气温度B4和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A4与外窗试件计量箱侧的空气温度B4的温差绝对值T4，在电致变色玻璃以第五预设电压运行第一预设时间后，获取电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5、外窗试件计量箱侧的空气温度B5和电致变色玻璃计量箱侧的空气温度A5与外窗试件计量箱侧的空气温度B5的温差绝对值T5；

所述第二比较模块用于比较温差绝对值T1、温差绝对值T2、温差绝对值T3、温差绝对值T4和温差值T5得出其中的最小温差绝对值，还用于将最小温差绝对值与预设温差绝对值进行比较和将最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度与外窗试件计量箱侧的空气温度进行比较，若最小温差绝对值小于或等于预设温差绝对值，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压记为标准电压值，若最小温差绝对值大于预设温差绝对值且最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度大于外窗试件计量箱侧的空气温度，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压和预设偏差电压值之差记为标准电压值，若最小温差绝对值大于预设温差绝对值且最小温差绝对值所对应的电致变色玻璃计量箱侧的空气温度小于外窗试件计量箱侧的空气温度，则将所述最小温差绝对值对应的电致变色玻璃的电压和预设偏差电压值之和记为标准电压值；

所述第一确定模块用于根据预设的电致变色玻璃电压值与遮阳系数的对应关系确定所述标准电压值所对应的遮阳系数；

所述第二确定模块用于根据外窗试件表面的太阳辐射强度、预设的外窗试件面积与所述标准电压值对应的遮阳系数计算外窗试件的预估得热量。

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