CN201673133U - 一种建筑围护结构传热系数检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑围护结构传热系数检测仪，它包括配电箱、控制器、防护箱、计量箱、冷箱和冷水机组等部件，采用翅片换热器和电加热使得防护箱、计量箱、冷箱都形成稳定可调的温度场；采用小型的冷水机组为翅片换热器供冷，并采用乙醇或乙二醇等低冰点物质作为载冷剂。本实用新型具有控温准确、工作稳定、精度高、重现性好，且机动性比较好，便于运输和安装等特点，适用于墙体等建筑围护结构传热系数的实验室检测和现场检测。

Description

一种建筑围护结构传热系数检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种建筑用的检测仪器，具体是指一种建筑围护结构传热系数检测仪，可适用于实验室或者现场的建筑围护结构传热系数的检测。

背景技术

建筑围护结构传热系数的检测是建筑节能检测评价技术的主要内容之一。一般来说围护结构传热系数是按照一维热传导的理论进行的，在被测部位的两侧需要一冷一热的环境，而且需要有比较大的温差，此外还需要准确计量通过被测部位的传热量。目前，用于实验室的检测设备，都是由机械热泵直接制冷的，在进行温度控制时需要很大的加热量，温度不均匀性和稳定性都有所欠缺，而且设备体积和重量较大，不适于用于现场测试。而用于现场的检测设备，则主要是热流计和热电偶组成的采集系统，由于没有比较稳定的冷热环境，无法排除墙体热惰性等因素的影响，测量结果不是一个稳定值，而是取几个波动周期的平均值，因此在试验过程中所需的稳定时间较长，一般试验周期需要7天左右；还由于试验过程的稳定依赖于外界环境，为保证测量精度，要求室内外温必须大于20℃，因此这种试验方法的适用性比较差，必须在采暖期的最冷月进行，而且对南方地区不适用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、采集方便且适用范围广的一种建筑围护结构传热系数检测仪。

本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现的：一种建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：它包括配电箱、控制器、防护箱、计量箱、冷箱和冷水机组，控制器安装在配电箱内，所述控制器包括PID控制模块、温度采集模块、调节功率模块和功率传感器，所述防护箱的箱体内腔与建筑试件的一侧密闭接触，所述建筑试件的另一侧与所述冷箱的箱体内腔密闭接触，所述计量箱位于防护箱的中间，并且计量箱的箱体内腔与建筑试件密闭接触，所述防护箱、计量箱和冷箱内均安装有加热机构，所述防护箱、计量箱和冷箱的加热机构分别与调节功率模块、PID控制模块依次连接，所述计量箱、防护箱和冷箱内均设置有与温度采集模块相连的多个温度传感器，所述功率传感器设置在计量箱的电路上，所述防护箱和冷箱内均安装有换热器，所述的冷水机组分别与所述防护箱和冷箱内的换热器相连。

本实用新型中，所述防护箱、计量箱和冷箱的加热机构相同，均为电加热器，所述电加热器分别与所述控制器内的调节功率模块、PID控制模块依次相连，调节功率模块接收PID控制模块传输来的控制信号从而调整每个电加热器的加热功率。

所述计量箱内安装有具有强化对流功能的风机，所述的功率传感器分别安装在计量箱的电加热器和风机的电路上。

所述计量箱内竖向设有能够使建筑试件表面形成稳定对流的导流屏。

本实用新型中，所述防护箱和冷箱的换热器以并联方式与所述冷水机组连通，所述防护箱和冷箱内均安装有具有强化对流功能的风机。

所述冷箱内竖向设有能够使建筑试件表面形成稳定对流的导流屏。

所述换热器为翅片换热器。

所述计量箱的风机为轴流风机，防护箱和冷箱内的风机为离心风机。

本实用新型传热系数检测仪中采用翅片换热器和电加热使得防护箱、计量箱、冷箱都形成稳定可调的温度场；采用小型的冷水机组为翅片换热器供冷，并采用乙醇或乙二醇等低冰点物质作为载冷剂，防护箱、计量箱和冷箱的敞口端紧靠在被测试件并采取可靠的措施进行密封式固定，建筑试件表面、计量箱和冷箱各有关表面都贴有温度传感器，计量箱的电加热和风扇的电路上都装有功率传感器，传感器将电信号传输到数据采集模块，数据采集模块再将数据传输到计算机或触摸屏，计算机或触摸屏对测试过程进行监测，并进行数据处理和结果显示。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著效果：

(1)本实用新型传热系数检测仪采用内通乙醇或乙二醇等低冰点液体的换热器制冷，减小了热惯性，并利用PID控制模块精确控制电加热器的加热量，充分保证了控温准确性和工作过程的稳定性。

(2)本实用新型传热系数检测仪采用的防护热箱法检测建筑围护结构导热系数的原理，防护箱与计量箱能形成温度一致的均匀稳定的温度场，防护箱与计量箱之间的传热非常小，从而保证了整套仪器的精度和重现性。

(3)本实用新型传热系数检测仪采用冷水机组作为冷源，实现了冷源和检测箱体之间的分离，保证检测仪每个部件的重量都不大，而且各部件仅需要进行几根水管或电缆的连接，因此检测仪的机动性比较好，便于运输和安装等特点，适用于墙体等建筑围护结构传热系数的实验室检测和现场检测。

(4)本实用新型传热系数检测仪不受环境条件的影响，一年四季都可以用于全国各地的建筑围护结构传热系数的检测。

(5)本实用新型传热系数检测仪可以实现试验过程的快速稳定，试验周期一般不超过两天。

(6)本实用新型传热系数检测仪具有控温准确、工作稳定、精度高、重现性好，且机动性比较好，便于运输和安装等特点，适用于墙体等建筑围护结构传热系数的实验室检测和现场检测。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

图1是本实用新型传热系数检测仪的整体结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种建筑围护结构传热系数检测仪，它包括配电箱2、控制器、防护箱3、计量箱4、冷箱6和冷水机组7，控制器安装在配电箱2内，控制器可以直接操控，也可通过与之相连的触摸屏1进行操控，控制器包括PID控制模块、温度采集模块、调节功率模块和功率传感器，防护箱3的箱体内腔与建筑试件5的一侧密闭接触，建筑试件5的另一侧与冷箱6的箱体内腔密闭接触，计量箱4位于防护箱3的中间，并且计量箱4的箱体内腔与建筑试件5密闭接触，防护箱3、计量箱4和冷箱6内均安装有加热机构，防护箱3、计量箱4和冷箱6的加热机构分别与调节功率模块、PID控制模块依次连接，计量箱4、防护箱3和冷箱6内均设置有与温度采集模块相连的多个温度传感器，功率传感器设置在计量箱4的电路上，防护箱3和冷箱6内均安装有换热器10a、10c，冷水机组7分别与防护箱3和冷箱6内的换热器10a、10c相连。

所述防护箱3、计量箱4和冷箱6的加热机构相同，均为电加热器9a、9b、9c，电加热器9a、9b、9c分别与控制器内的调节功率模块、PID控制模块依次相连，调节功率模块接收PID控制模块传输来的控制信号从而调整每个电加热器9a、9b、9c的加热功率。计量箱4内还安装有具有强化对流功能的风机8b，功率传感器分别安装在计量箱的电加热器9b和风机8b的电路上。计量箱4内还竖向设有能够使建筑试件5表面形成稳定对流的导流屏11b。

本实施例计量箱4中利用PID控制模块精确控制电加热的加热量，导流屏11b使得建筑试件5表面形成稳定的自然对流，而且计量箱4内部形成均匀稳定的温度场，可模拟20～40℃的室内侧环境。

本实施例中，所述防护箱3的换热器10a和冷箱6的换热器10c以并联方式与冷水机组7连通，防护箱3和冷箱6内均安装有具有强化对流功能的风机8a、8c。冷箱6内还竖向设有能够使建筑试件表面形成稳定对流的导流屏11c。

所述防护箱3和冷箱6的换热器10a、10c为管壳式换热器，其中管内通乙醇或乙二醇等低冰点的液体，减小防护箱3的热惯性，并利用PID控制模块精确控制加热器的加热量，使得防护箱3内部形成与计量箱4温度一致的均匀稳定的温度场，将防护箱3与计量箱4之间的传热减到最小。

冷箱6内采用风机进行强迫对流，将冷箱6的内部温度降低，并利用PID控制模块精确控制加热器的加热量，使得冷箱6内部形成均匀稳定的温度场，可模拟-10～10℃的室外侧环境。

冷水机组7采用风冷型式，并采用乙醇或乙二醇等低冰点液体作为载冷剂，且在载冷剂出口设有恒温水箱，并且保持恒温水箱的出口温度恒定。

本实施例中的温度传感器分布在计量箱4和冷箱6的空气当中，及计量箱4、冷箱6和建筑试件5的各表面，并且将采集的温度信息传输给温度采集模块，当测试系统稳定后，利用计量箱4的平均加热功率，计量箱4和冷箱6的空气温度，及计量箱4、冷箱6和建筑试件5的各表面温度，即可计算出建筑试件的传热系数。温度传感器要采集的温度信息包括试件内表面温度、试件外表面温度、计量箱空气温度、冷箱空气温度、计量箱导流屏温度、冷箱导流屏温度、计量箱内表明温度、计量箱外表面温度，温度传感器的位置设置可由实验员根据普通实验常识自行设置即可。

本实施例中的换热器10a、10c均为结构相同的翅片换热器，计量箱4的风机8b为轴流风机，防护箱3和冷箱6内的风机8a、8c为离心风机，所有的电加热器9a、9b、9c均为结构相同的电加热器。本实用新型传热系数检测仪的安装过程和测试过程如下：

1、选定有代表性部位作为被测位置；

2、将温度传感器固定到被测位置；

3、将冷箱、防护箱和计量箱的敞口端紧靠在被测位置并采取可靠的措施进行固定，确保封闭空间密闭良好，试件外露部分需做好保温处理；

4、联接各个电缆、水管，打开水路阀门；

5、接通电源，开启计算机或触摸屏，打开测试程序，检查测试设备是否正常；

6、将防护箱、计量箱和冷箱分别设定在需要的温度，依次启动小型冷水机组的水泵和压缩机以及冷箱、防护箱和计量箱的风机和电加热器，检测仪开始工作；

7、测试程序会一直监测各个表面的温度和计量箱的输入功率，并进行处理计算，还按设定的时间段(一般取半小时)提供报表数据，在连续6小时内，测试的温度、功率和计算结果的波动均不超过3％，即可以结束试验；

8、导出试验的原始数据和报表数据，并进行人工核对。

Claims (9)

1.一种建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：它包括配电箱(2)、控制器、防护箱(3)、计量箱(4)、冷箱(6)和冷水机组(7)，控制器安装在配电箱(2)内，所述控制器包括PID控制模块、温度采集模块、调节功率模块和功率传感器，所述防护箱(3)的箱体内腔与建筑试件(5)的一侧密闭接触，所述建筑试件(5)的另一侧与所述冷箱(6)的箱体内腔密闭接触，所述计量箱(4)位于防护箱(3)的中间，并且计量箱(4)的箱体内腔与建筑试件(5)密闭接触，所述防护箱(3)、计量箱(4)和冷箱(6)内均安装有加热机构，所述防护箱(3)、计量箱(4)和冷箱(6)的加热机构分别与调节功率模块、PID控制模块依次连接，所述计量箱(4)、防护箱(3)和冷箱(6)内均设置有与温度采集模块相连的多个温度传感器，所述功率传感器设置在计量箱(4)的电路上，所述防护箱(3)和冷箱(6)内均安装有换热器，所述的冷水机组(7)分别与所述防护箱(3)和冷箱(6)内的换热器相连。

2.根据权利要求1所述的建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：所述防护箱(3)、计量箱(4)和冷箱(6)的加热机构相同，均为电加热器，所述电加热器分别与所述控制器内的调节功率模块、PID控制模块依次相连，调节功率模块接收PID控制模块传输来的控制信号从而调整每个电加热器的加热功率。

3.根据权利要求2所述的建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：所述计量箱(4)内安装有具有强化对流功能的风机(8b)，所述的功率传感器分别安装在计量箱的电加热器(9b)和风机(8b)的电路上。

4.根据权利要求3所述的建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：所述计量箱(4)内的风机为轴流风机。

5.根据权利要求2所述的建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：所述计量箱(4)内竖向设有能够使建筑试件表面形成稳定对流的导流屏(11b)。

6.根据权利要求1所述的建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：所述防护箱(3)和冷箱(6)的换热器以并联方式与所述冷水机组连通，所述防护箱(3)和冷箱(6)内均安装有具有强化对流功能的风机。

7.根据权利要求6所述的建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：所述冷箱(6)内竖向设有能够使建筑试件表面形成稳定对流的导流屏(11c)。

8.根据权利要求6所述的建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：所述换热器为翅片换热器。

9.根据权利要求6所述的建筑围护结构传热系数检测仪，其特征在于：所述防护箱(3)和冷箱(6)内的风机均为离心风机。

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