CN202383100U - 用于检测遮阳产品隔热性能的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于检测遮阳产品隔热性能的装置。本实用新型包括测试装置主体，其特征在于，所述测试装置主体的两侧通过水平转轴连接在一支撑架上，该支撑架安装在一旋转平台上，旋转平台上还装有用于调节测试装置主体0～40°倾角的倾角调节机构，所述的标准计量箱、对比测试计量箱、标准冷却铜板、对比测试冷却铜板和玻璃的内壁均贴有热流计，所述的标准计量箱、对比测试计量箱、标准冷却铜板、对比测试冷却铜板和玻璃的内壁均贴有热电偶，所述的热流计和热电偶通过数据线与一数据采集装置连接。本实用新型结构简单，实现自动化控制，可用于各种遮阳产品和玻璃窗隔热性能的检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及各种遮阳产品隔热性能的检测，具体地说是一种用于检测遮阳产品隔热性能的装置。
背景技术
近年来，随着建筑行业的发展，建筑节能的问题越来越受到人们的重视。在夏热地区，遮阳对降低建筑能耗，提高室内居住舒适性有显著的效果，遮阳产品在国内的生产和应用越来越广泛，其中，遮阳产品的隔热性能是影响其节能效果、室内热环境调节效果的主要性能。因此需要检测装置对遮阳产品的隔热性能进行检测。
现有的建筑检测设备采用防护热箱法测量太阳能辐射热和使用风机盘管散发冷量，该方法虽然能较好的测量遮阳产品的隔热性能，但存在测试装置尺寸过大、测量时间过长、风机盘管换热量受冷水机组进出口水温影响较大和需人工倾角调节等缺点。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理的用于检测遮阳产品隔热性能的装置，以快速、准确自动检测各种遮阳产品和玻璃窗的隔热性能。
为此，本实用新型采用如下的技术方案：用于检测遮阳产品隔热性能的装置，包括测试装置主体，其特征在于，所述测试装置主体的两侧通过水平转轴连接在一支撑架上，该支撑架安装在一旋转平台上，旋转平台上还装有用于调节测试装置主体0～40°倾角的倾角调节机构，所述的测试装置主体包括标准计量箱、对比测试计量箱、标准冷却铜板、对比测试冷却铜板和后盖板，所述的标准计量箱与对比测试计量箱并排设置，两计量箱之间设有隔热层，标准计量箱和对比测试计量箱的前部各装有一块玻璃，两块玻璃之间装有太阳总辐射表，标准冷却铜板连接在标准计量箱的后部，对比测试冷却铜板连接在对比测试计量箱的后部，后盖板盖在标准冷却铜板和对比测试冷却铜板上且与标准计量箱和对比测试计量箱连接，标准冷却铜板和对比测试冷却铜板中空，形成的空腔通过导管与一恒温冷水源装置连接。本实用新型使用时，在对比测试计量箱玻璃外安装外遮阳装置，在标准计量箱玻璃外不安装外遮阳装置。
所述的恒温冷水源装置提供设定温度的冷水，并通过两根导管分别与一冷却铜板空腔的进、出水口连接，形成检测装置的水冷系统，使冷却铜板空腔内的冷水相对恒温，该水冷系统与原有的风冷方式不同，装有恒温冷水的冷却铜板直接与计量箱内大面积接触，由于冷却铜板与箱内温差较大，使冷辐射传热量比风冷方式更大，缩短了检测时间。此外，两个冷却铜板连接同一恒温冷水源，可使两个计量箱测试前调试的温度差较小。
所述的标准计量箱、对比测试计量箱、标准冷却铜板、对比测试冷却铜板和玻璃的内壁均贴有热流计，所述的标准计量箱、对比测试计量箱、标准冷却铜板、对比测试冷却铜板和玻璃的内壁均贴有热电偶，热电偶用来测量各内壁的温度，可得出当时箱内的温度，所述的热流计和热电隅通过数据线与一数据采集装置连接。
本实用新型对两个计量箱各内壁（包括玻璃）和两冷却铜板内壁贴热流计直接进行数据采集，得出两个计量箱内壁（包括玻璃）的传热量和恒温冷水带走的热量，根据热量平衡原理可以得出它们各自的太阳辐射热量。与现有风冷方式的检测装置通过计量恒温冷水源进出口水温差和水流量间接得出风机盘管换热量的得热参数采集计量系统相比，能更准确地测量出太阳辐射热量。
作为优选，所述的0～40°倾角调节机构包括固定架、固定在固定架上的倾角调节电机、摇杆、连杆和圆盘组成，倾角调节电机的输出轴与圆盘的中心连接，连杆的一端轴接在圆盘的边缘，连杆的另一端与摇杆的一端固定连接，摇杆横向固定在测试装置主体上；所述的固定架安装在旋转平台上或支撑架的底座上。倾角调节电机带动圆盘旋转，从而使测试装置主体发生偏转。
作为优选，本实用新型还包括一自动跟踪太阳轨迹控制系统，该自动跟踪太阳轨迹控制系统包括太阳位置跟踪传感器和ARM嵌入式处理器，太阳位置跟踪传感器将太阳位置信号传输给ARM嵌入式处理器，然后ARM嵌入式处理器通过驱动电路控制倾角调节电机和旋转电机转动，使测试装置自动跟踪太阳轨迹，得到当时最大的太阳辐射量，有效缩短了测试时间。
作为优选，所述的标准计量箱和对比测试计量箱的材料为保温材料。
作为优选，所述的标准计量箱和对比测试计量箱外壁均涂有反射隔热涂料，可以有效减小外界对计量箱的传热影响。
作为优选，所述的数据采集装置为单片机。
本实用新型可以自动跟踪太阳运动轨迹快速且准确地测量出遮阳产品的太阳辐射量，可适用于各种遮阳产品和玻璃的隔热性能检测。本实用新型采用水冷系统和直接贴热流计计量传热量的方法，并使用自动化控制技术，可在无人状态下进行测量，可以充分利用太阳的自然光进行各种遮阳产品更短、更精确的隔热性能检测。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1中A-A向剖视图。
图4是本实用新型在对比测试计量箱玻璃前安装外遮阳装置的结构示意图。
图5是本实用新型计量箱各部分热量示意图。
具体实施方式
如图所示的用于检测遮阳产品隔热性能的装置，测试装置主体的两侧通过水平转轴20连接在支撑架19上，该支撑架19安装在旋转平台15上，旋转平台15上还装有用于调节测试装置主体倾角的0～40°倾角调节机构，所述的旋转平台15由一位于其下方的旋转电机16带动旋转。所述的测试装置主体由标准计量箱1、对比测试计量箱2、标准冷却铜板5、对比测试冷却铜板8和后盖板6组成，所述的标准计量箱1与对比测试计量箱2并排设置，两计量箱之间设有隔热层4，标准计量箱1和对比测试计量箱2的前部各装有一块玻璃，两块玻璃之间装有太阳总辐射表22，对比测试计量箱2玻璃外安装外遮阳装置19，标准冷却铜板5连接在标准计量箱1的后部，对比测试冷却铜板8连接在对比测试计量箱2的后部，后盖板6盖在标准冷却铜板5和对比测试冷却铜板8上且与标准计量箱1和对比测试计量箱2连接，标准冷却铜板和对比测试冷却铜板中空，形成的空腔通过导管与恒温冷水源装置7连接。
所述的倾角调节机构由固定架10、固定在固定架上的倾角调节电机11、摇杆14、连杆13和圆盘12组成，倾角调节电机11的输出轴与圆盘12的中心连接，连杆13的一端轴接在圆盘12的边缘，连杆13的另一端与摇杆14的一端固定连接，摇杆14横向固定在后盖板6上。所述的固定架10安装在支撑架的底座9上。
本实用新型还包括一自动跟踪太阳轨迹控制系统，该自动跟踪太阳轨迹控制系统由太阳位置跟踪传感器和ARM嵌入式处理器组成，太阳位置跟踪传感器将太阳位置信号传输给ARM嵌入式处理器，然后ARM嵌入式处理器通过驱动电路控制倾角调节电机和旋转电机转动。
在计量箱体每个内壁和玻璃按对角线方向均匀布置有2个热流计17，用来测量通过内壁的热量损失；在冷却铜板内壁上按对角线方向均匀布置4个热流计，用来测量通过冷却铜板的热量传递；在计量箱的每个内壁（包括玻璃）和冷却铜板内壁按对角方向均匀布置有4个热电偶18来测量各内壁温度。所述的热流计和热电隅通过数据线与单片机连接。单片机进行数据采集，得出两个计量箱内壁（包括玻璃）的传热量和恒温冷水带走的热量，根据热量平衡原理可以得出它们各自的太阳辐射热量。
计量箱体长度均为2米，宽度均为2米，高度为1米，材料为高性能保温材料，箱体厚度是8cm；其前壁均有边长为1.5米的正方形开口，用于安装玻璃。计量箱外壁均涂有高反射隔热涂料。
为了减小测量误差，先要对冷却铜板和计量箱的温差进行校准，由于冷却铜板温度和计量箱空气温度存在不一致，因此在首次测试时应进行冷却铜板和计量箱的温差校准试验，假定此时室外温度为T1，那么控制恒温冷水源的温度使冷却铜板温度也为T1，但由于热传导介质的不同，计量箱空气中的温度为T2，这样计量箱空气的温度和冷却铜板将存在一个温差ΔT=T1-T2,此温差一般为常数。因此在后续的测试时应先对冷却铜板和计量箱的温差进行校准，如需要设定计量箱温度为T3，则恒温冷水源的设定温度为T3+ΔT。
试验前先对外界的的风速、温度和辐射照度进行测量，当环境风速小于4m/s,温度不低于8°C，自然光源在无遮阳时垂直到达3mm标准透明平板玻璃的辐射强度不小于400W/m2时，可进行遮阳产品隔热性能测试。测试时先将两个计量箱的温度设定为26°C，其温度差小于0.5°C,在现场状态下对两个计量箱的温度进行校准。校准结束后，在对比测试计量箱上安装遮阳产品，然后对两个计量箱各内壁（包括玻璃）和冷却铜板内壁进行热量和温度数据采集。
测试过程中，冷却铜板不断的带走计量箱内的热量，经过一段时间后，当两个计量箱箱内温度重新稳定在26°C左右时，可根据热量平衡原理得出太阳辐射得热量。如图5所示，对于标准计量箱和对比测试计量箱，在密闭的情况下，计量箱内的太阳辐射得热量Qr可由下式计算：
Qr=Qt-Qx-Qb ， （1）
Qt为冷却铜板带走的得热量，
Qx为计量箱各内壁传热量，
Qb为玻璃内外温差造成的传热量。
透过计量箱玻璃的太阳辐射得热系数SHGC由下式计算：
Qz=EAw （2）
SHGC= Qr/ Qz （3）
Ab为计量箱玻璃的面积
E为太阳的辐射照度
Qz为太阳总辐射能
由于计量箱各内壁传热量Qx、冷却铜板带走的热量Qt和玻璃内外温差造成的传热量Qb可由热流计直接测得，计量箱玻璃的面积Ab已知，太阳光的辐射照度E通过太阳总辐射表测得，根据式（1）可直接得出进入计量箱内的太阳辐射得热量。根据式（2），式（3）可得出透过计量箱玻璃的太阳辐射得热系数SHGC。
由于两个计量箱Qz相同，其他参数均不一样，通过各自的热流计测得，根据以上公式可得出标准计量箱的得热系数SHGC1和对比测试计量箱的得热系数SHGC2，通过对比这两个参数就可得出遮阳产品的隔热性能。
Claims (7)
1.用于检测遮阳产品隔热性能的装置，包括测试装置主体，其特征在于，所述测试装置主体的两侧通过水平转轴连接在一支撑架上，该支撑架安装在一旋转平台上，旋转平台上还装有用于调节测试装置主体0～40°倾角的倾角调节机构，所述的测试装置主体包括标准计量箱、对比测试计量箱、标准冷却铜板、对比测试冷却铜板和后盖板，所述的标准计量箱与对比测试计量箱并排设置，两计量箱之间设有隔热层，标准计量箱和对比测试计量箱的前部各装有一块玻璃，两块玻璃之间装有太阳总辐射表，标准冷却铜板连接在标准计量箱的后部，对比测试冷却铜板连接在对比测试计量箱的后部，后盖板盖在标准冷却铜板和对比测试冷却铜板上且与标准计量箱和对比测试计量箱连接，标准冷却铜板和对比测试冷却铜板中空，形成的空腔通过导管与一恒温冷水源装置连接；
所述的标准计量箱、对比测试计量箱、标准冷却铜板、对比测试冷却铜板和玻璃的内壁均贴有热流计，所述的标准计量箱、对比测试计量箱、标准冷却铜板、对比测试冷却铜板和玻璃的内壁均贴有热电偶，所述的热流计和热电隅通过数据线与一数据采集装置连接。
2.根据权利要求1所述的用于检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于，所述的0～40°倾角调节机构包括固定架、固定在固定架上的倾角调节电机、摇杆、连杆和圆盘组成，倾角调节电机的输出轴与圆盘的中心连接，连杆的一端轴接在圆盘的边缘，连杆的另一端与摇杆的一端固定连接，摇杆横向固定在测试装置主体上；所述的固定架安装在旋转平台上或支撑架的底座上。
3.根据权利要求1或2所述的用于检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于，所述的旋转平台由一位于其下方的旋转电机带动旋转。
4.根据权利要求3所述的用于检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于，它还包括一自动跟踪太阳轨迹控制系统，该自动跟踪太阳轨迹控制系统包括太阳位置跟踪传感器和ARM嵌入式处理器，太阳位置跟踪传感器将太阳位置信号传输给ARM嵌入式处理器，然后ARM嵌入式 处理器通过驱动电路控制倾角调节电机和旋转电机转动。
5.根据权利要求4所述的用于检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于，所述的标准计量箱和对比测试计量箱的材料为保温材料。
6.根据权利要求4所述的用于检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于，所述的标准计量箱和对比测试计量箱外壁均涂有反射隔热涂料。
7.根据权利要求4所述的用于检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于，所述的数据采集装置为单片机。
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