CN206648984U - 一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，该检测装置包括相互分开且均安装在一个防护室内的基准冷室和对比冷室内侧，在两个冷室内均设有温度采集传感器，在3mm厚标准白玻内测均匀贴有热流板，洞口尺寸较大，可测试实际尺寸的遮阳产品。这些温度采集传感器和热流板通过数据线连接到数据采集分析系统。本实用新型的装置，其数据分析系统为全自动系统，实现从检测开始至结束的无人化作业。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑遮阳产品检测领域，特别涉及一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置。
背景技术
为了缓解能源紧张状况，减少气候变化的威胁，国家十分重视建筑节能。而建筑遮阳对于节约建筑空调、采暖用能源、减少夏季高峰用电、提高居住生活舒适度，能够起到重大作用。建筑遮阳的目的主要就在于节约能源，提高热舒适与视觉舒适性。公共建筑及居住建筑节能设计标准均对建筑遮阳提出了明确的要求。自国务院公布了《民用建筑节能条例》和《公共机构节能条例》中明确指出了要建筑外遮阳设施,属于夏热冬冷地区的江苏省及南京市相关部门反应非常迅速，省建设厅和市墙改办相继下发了关于外遮阳的实施性文件，并强制规定以后施工图纸上必须要有建筑外遮阳的设计。“夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准”JGJ75-2012强制条文第4.0.10条“居住建筑的东、西向外窗必须采取建筑外遮阳措施，建筑外遮阳系数SD不应大于0.8。”由于国内的多数遮阳企业早期以生产窗帘为主，产品的主要功能用于室内装饰和私密性保护，当遮阳产品作为调节阳光和太阳得热主要设施的内在功能被广而应用之后，产品在性能和质量控制方面与以往都具有很大差别，需要国家编制出版相关的性能检测标准，其中遮阳产品用于遮阳功能时的隔热性能检测标准是遮阳产品在节能建筑中应用效果评价的关键标准之一，对于建筑遮阳产品的广泛应用具有重要意义。
因此对于遮阳产品的隔热性能提供一种可靠的检测装置是非常有必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，包括用于测量基准热量的基准冷室、用于测量待检测遮阳产品热量的对比冷室，以及数据分析系统，其中
基准冷室设置有基准冷室测试窗洞，所述基准冷室测试窗洞朝向西南，基准冷室测试窗洞安装有第一标准平板白玻璃；第一标准平板白玻璃的内侧的一个对角线上安装有L个热流传感器，L≥3，热流传感器与数据分析系统相连接；基准冷室的室内还设置有上、下两层温度传感器，每一层温度传感器处于同一水平面且数量为M个，M≥4，所述温度传感器用于测量室内的实时温度并传输至数据分析系统；同时基准冷室通过第一温度控制装置将室内的平均温度控制在26±0.5℃；基准冷室的室外安装有太阳辐射计，太阳辐射计设置在第一标准平板白玻璃周围且与数据分析系统相连接；
对比冷室设置有对比冷室测试窗洞，所述对比冷室测试窗洞朝向西南，对比冷室测试窗洞安装有第二标准平板白玻璃；第二标准平板白玻璃的内侧的一个对角线上安装有L个热流传感器，L≥3，热流传感器与数据分析系统相连接；同时对比冷室测试窗洞安装有待检测遮阳产品；对比冷室的室内还设置有上、下两层温度传感器，每一层温度传感器处于同一水平面且数量为M个，M≥4，所述温度传感器用于测量室内的实时温度并传输至数据分析系统；同时对比冷室通过第二温度控制装置将室内的平均温度控制在26±0.5℃；
数据分析系统，通过PID技术分别实时控制第一温度控制装置、第二温度控制装置工作，进而分别实现自动对基准冷室、对比冷室的空气温度进行控制和调整，并对PID参数进行优化，使得基准冷室和对比冷室的温度能够准确达到目标温度，从而解决温度波动大、调节缓慢的问题；利用自主知识产权的监控软件，同时实时监测太阳能辐射、温度、热流等参数；将基准冷室采集到的太阳能辐射、温度、热流的参数信息与对比冷室采集到的温度、热流的参数信息进行对比，通过系统软件设定的程序直接计算出待检测遮阳产品的遮阳系数；另外通过PID技术，判断基准冷室和对比冷室的温度波动趋向，提前采取措施进行基准冷室和对比冷室的温度控制，大大缩短了检测时间，提高了检测效率。
所述利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，还包括防护室，防护室内设置有N个温度传感器且N≥2，温度传感器用于测量室内的实时温度并传输至数据分析系统；所述防护室设置在基准冷室、对比冷室的外侧，基准冷室除了设置基准冷室测试窗洞的一侧之外，其余三个侧面的墙体均在防护室内；对比冷室除了设置对比冷室测试窗洞的一侧之外，其余三个侧面的墙体均在防护室内。设置防护室可以在基准冷室和对比冷室周围形成空气保护层，使基准冷室和对比冷室减少与外界的热量交换，使检测试验获得的试验数据更准确，防护室平面尺寸8000mm×4500mm，基准冷室与对比冷室置于防护室内，防护室空气温度控制与冷室空气温度控制相近或者相等，用于维持冷室环境稳定。
所述防护室的墙体采用加气混凝土砌块。
所述待检测遮阳产品为室内遮阳产品或室外遮阳产品，其中室内遮阳产品安装在第二标准平板白玻璃的内侧，室外遮阳产品安装在第二标准平板白玻璃的外侧。
所述温度控制装置包括空调、可调功率加热管。
所述基准冷室、对比冷室的墙体均采用夹心保温钢板；基准冷室、对比冷室的墙体内壁均涂有一层黑色涂料，使得室内黑度大于0.85。
所述温度传感器为PT100型热电阻，使用温度范围为-200～600摄氏度；所述热流传感器输出0～24mA直流信号的热流传感器，热流测量范围：0～2000W/ ㎡；所述太阳辐射计的辐射测量范围：0～2000W/㎡。
本实用新型的工作过程如下所示：
S1、测试时，在晴朗的天气下进行，当基准室外设置的太阳辐射计显示太阳辐射值达到预设值时，开始测试；选择符合对比冷室测试窗洞尺寸的遮阳产品，挂在对比冷室测试窗洞的相应位置，启动防护室、基准冷室和对比冷室的温度控制装置，所述温度控制装置包括空调、可调功率加热管；
S2、将防护室的空调温度设定为26摄氏度；将基准冷室和对比冷室的空调温度设定为最低值；开启基准冷室和对比冷室的可调功率加热管，将温度设定为26度；开启数据分析系统，运行数据采集分析软件，当防护室、基准冷室和对比冷室的室内空气温度在26±0.5℃范围内稳定30分钟时，开始采集数据，每5分钟采集一次数据，采集4次数据后，数据采集分析软件可计算出遮阳产品的遮阳系数。
根据热平衡原理可知，通过基准冷室和对比冷室的热量可以分为透过窗洞玻璃进入的太阳热辐射量和传热量及通过基准冷室和对比冷室墙体、地面和天花的传热量，由于基准冷室和对比冷室设在防护室中，当温度均稳定在26℃时，通过基准冷室和对比冷室墙体、地面和天花的传热量可忽略不计，因此，通过基准冷室和对比冷室的热量仅仅是透过窗洞玻璃进入的太阳热辐射量和传热量。
需要特别说明的是，本实用新型的技术方案虽然涉及到软件，但其依然属于实用新型的保护客体。如数据分析系统是一个软硬件结合的一个系统，但是其中涉及到软件控制、PID技术都是常规技术手段，并不是本实用新型的创造点；本实用新型所要保护的一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置的整个硬件框架搭建，通过设置基准冷室、对比冷室的方式以及基准冷室、对比冷室室内热流传感器、温度传感器的设置方式(即结构上的改进)来达到精确、快速地检测遮阳产品隔热性能的目的。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本实用新型的数据分析系统为全自动系统，实现从检测开始至结束的无人化作业。工作人员均可进入基准冷室和对比冷室，对于室内的遮阳产品也可测试。通过PID技术，判断温度的波动趋向，提前采取措施进行温度的控制，大大缩短了检测时间，提高了检测效率。
附图说明
图1为本实用新型所述一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置的结构示意图；其中，温度传感器-1，热流传感器-2，第一标准平板白玻璃-3，第二标准平板白玻璃-4，空调-5，可调功率加热管-6。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1，一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，包括
(1)基准冷室
基准冷室平面尺寸3000mm×3000mm，用于测试基准得热量，围护结构为 100mm厚夹心保温钢板。冷室空气温度设定为(26±0.5)℃，温度波动波幅不大于0.1℃。冷室测试窗洞开口尺寸1500mm×1500mm，该尺寸可满足多数遮阳制品的检测标准的要求，该窗洞朝向西南，安装3mm标准平板白玻璃，3mm标准平板白玻璃可最大限度的减少玻璃对测试结果的影响。冷室内表面黑度大于 0.85，减少室内的二次反射对检测结果的影响。冷室外壁内、外表面之间的平均温差不大于0.2℃。冷室内安装有8只温度传感器，上下两层，每层4只，用于测量冷室内的实时温度。窗洞的玻璃上安装有3只热流传感器，均匀布置于窗玻璃的一个对角线上。冷室内装有温度控制系统，将冷室内的平均温度控制在(26±0.5)℃。
(2)对比冷室
对比冷室平面尺寸3000mm×3000mm，用于测试组合得热量，围护结构为 100mm厚夹心保温钢板。测试窗洞开口方向、尺寸与基准冷室相同，窗洞上可安装被测试遮阳产品。对比冷室空气温度设定、结构、材料与基准冷室相同。传感器布置与基准冷室相同。冷室内装有温度控制系统，将冷室内的平均温度控制在(26±0.5)℃。
(3)防护室
设置防护室可以在基准冷室和对比冷室周围形成空气保护层，使基准冷室和对比冷室减少与外界的热量交换，使检测试验获得的试验数据更准确，防护室平面尺寸8000mm×4500mm，基准冷室与对比冷室置于防护室内，防护室空气温度控制与冷室空气温度控制相近或者相等，用于维持冷室环境稳定。
(4)数据分析系统
通过实时的PID技术自动对基准冷室和对比冷室的空气温度进行控制和调整，并对PID参数进行优化，使得基准冷室和对比冷室的温度能够准确达到目标温度，从而解决温度波动大、调节缓慢的问题；利用自主知识产权的监控软件，实时监测太阳能辐射、温控、热流等参数。通过PID技术，判断温度的波动趋向，提前采取措施进行温度的控制，大大缩短了检测时间，提高了检测效率。
数据分析统统符合相关检测标准对设备及数据采集的要求。本系统用于采集相应的建筑遮阳设施遮阳系数检测试验装置的三种类型传感器的型号，具体包括：温度信号，所使用的传感器为PT100型热电阻，使用温度范围为-200～ 600摄氏度，数量为18个。热流信号，所使用的传感器为输出0～24mA直流信号的热流传感器，热流测量范围：0～2000W/㎡，数量6个。太阳热辐射量信号，辐射测量范围：0～2000W/㎡，数量1个。功能主要包括，空气温度、太阳辐射量、热流的实时采集，判断空气温度是否达到设定值，采集有效数据，最终计算出遮阳系数测试结果。
该检测装置包括相互分开的且均设置在防护室内的基准冷室和对比冷室，该检测装置另外设有控制室。安装在防护室、基准冷室、对比冷室内的温度控制系统可自动调节室内温度至设定值。安装在防护室、基准冷室、对比冷室内的数据采集系统可实时观测室内的气温及基准冷室和对比冷室内得热量。该数据采集系统包括安装在防护室内的2个温度传感器、安装在基准冷室内的8个温度传感器和3个热流计、安装在对比冷室内的8个温度传感器和3个热流计、安装在基准冷室外靠窗一侧的太阳辐射计。安装在基准冷室和对比冷室内的温度传感器分上下两层均匀布置。安装在基准冷室和对比冷室内的热流计均匀布置在窗玻璃上。基准冷室和对比冷室内壁均涂黑，黑度大于0.85。
本领域的技术人员清楚，防护室、基准冷室和对比冷室的墙体材料均应是保温材料，所以防护室的墙体采用加气混凝土砌块，基准冷室和对比冷室的墙体采用夹心保温钢板。基准冷室和对比冷室的窗洞上安装3mm标准透明玻璃，将少玻璃对检测结果的影响。
为使本领域的技术人员能够更加清楚地理解本装置，现把本装置的测试原理和数据推算方式介绍如下：
测试时，在晴朗的天气下进行，当基准室外设置的太阳辐射计显示太阳辐射值达到预设值时，开始测试；其中太阳辐射值的预设值要求≥400W/㎡。选择符合对比冷室窗洞尺寸的遮阳产品，挂在对比冷室的窗洞外(外遮阳产品)或内(内遮阳产品)，启动防护室、基准冷室和对比冷室的空调系统，将防护室的空调系统温度设定为26摄氏度。将基准冷室和对比冷室的空调系统温度设定为最低值。开启基准冷室和对比冷室的加热系统，将温度设定为26度。开启数据采集分析系统，运行数据采集分析软件，当防护室、基准冷室和对比冷室的室内空气温度在(26±0.5)℃范围内稳定30分钟时，数据采集系统开始采集数据，每5分钟采集一次数据，采集4次数据后，数据采集分析软件可计算出遮阳产品的遮阳系数。
根据热平衡原理可知，通过基准冷室和对比冷室的热量可以分为透过窗洞玻璃进入的太阳热辐射量和传热量及通过基准冷室和对比冷室墙体、地面和天花的传热量，由于基准冷室和对比冷室设在防护室中，当温度均稳定在26℃时，通过基准冷室和对比冷室墙体、地面和天花的传热量可忽略不计，因此，通过基准冷室和对比冷室的热量仅仅是透过窗洞玻璃进入的太阳热辐射量和传热量。
实验结果与处理具体如下所示：
1、在测试工况下，基准冷室的基准热量Beg应按式(1)计算。
Beg＝q1/A1 (1)
式中：
Beg——基准热量，单位为瓦每平方米(W/㎡)；
q1——单位时间进入基准冷室的净热量，单位为瓦(W)；通过设置在基准冷室的L个热流传感器获得；
A1——基准冷室测试窗洞的面积，单位为平方米(㎡)。
2、在测试工况下，对比冷室待检测遮阳产品的组合热量Ceg应按式(2)计算。
Ceg＝q2/A2 (2)
式中：
Ceg——组合热量，单位为瓦每平方米(W/㎡)；
q2——单位时间进入对比冷室的净热量，单位为瓦(W)；通过设置在对比冷室的L个热流传感器获得；
A2——对比冷室测试窗洞面积，单位为平方米(㎡)。
3、在测试工况下，对比冷室待检测遮阳产品的综合遮阳系数SCsg应按式(3) 计算。
SCsg＝Ceg/Beg (3)
式中：
SCsg——待检测遮阳产品的综合遮阳系数；
Ceg——组合热量，单位为瓦每平方米(W/㎡)；
Beg——基准热量，单位为瓦每平方米(W/㎡)；
4、待检测遮阳产品的遮阳系数SCs按式(4)计算：
SCs＝SCsg/1.00＝SCsg (4)
式中：
SCs——试件的遮阳系数；
SCsg——试件的综合遮阳系数。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于：包括用于测量基准热量的基准冷室、用于测量待检测遮阳产品热量的对比冷室，以及数据分析系统，其中
基准冷室设置有基准冷室测试窗洞，所述基准冷室测试窗洞朝向西南，基准冷室测试窗洞安装有第一标准平板白玻璃；第一标准平板白玻璃的内侧的一个对角线上安装有L个热流传感器，L≥3，热流传感器与数据分析系统相连接；基准冷室的室内还设置有上、下两层温度传感器，每一层温度传感器处于同一水平面且数量为M个，M≥4，所述温度传感器用于测量室内的实时温度并传输至数据分析系统；同时基准冷室通过第一温度控制装置将室内的平均温度控制在26±0.5℃；基准冷室的室外安装有太阳辐射计，太阳辐射计设置在第一标准平板白玻璃周围且与数据分析系统相连接；
对比冷室设置有对比冷室测试窗洞，所述对比冷室测试窗洞朝向西南，对比冷室测试窗洞安装有第二标准平板白玻璃；第二标准平板白玻璃的内侧的一个对角线上安装有L个热流传感器，L≥3，热流传感器与数据分析系统相连接；同时对比冷室测试窗洞安装有待检测遮阳产品；对比冷室的室内还设置有上、下两层温度传感器，每一层温度传感器处于同一水平面且数量为M个，M≥4，所述温度传感器用于测量室内的实时温度并传输至数据分析系统；同时对比冷室通过第二温度控制装置将室内的平均温度控制在26±0.5℃；
数据分析系统，通过PID技术分别实时控制第一温度控制装置、第二温度控制装置工作，进而分别实现自动对基准冷室、对比冷室的空气温度进行控制和调整，并对PID参数进行优化，使得基准冷室和对比冷室的温度能够准确达到目标温度；将基准冷室采集到的太阳能辐射、温度、热流的参数信息与对比冷室采集到的温度、热流的参数信息进行对比，通过系统软件设定的程序直接计算出待检测遮阳产品的遮阳系数；另外通过PID技术，判断基准冷室和对比冷室的温度波动趋向，提前采取措施进行基准冷室和对比冷室的温度控制。
2.根据权利要求1所述利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于：还包括防护室，防护室内设置有N个温度传感器且N≥2，温度传感器用于测量室内的实时温度并传输至数据分析系统；所述防护室设置在基准冷室、对比冷室的外侧，基准冷室除了设置基准冷室测试窗洞的一侧之外，其余三个侧面的墙体均在防护室内；对比冷室除了设置对比冷室测试窗洞的一侧之外，其余三个侧面的墙体均在防护室内。
3.根据权利要求2所述利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于：所述防护室的墙体采用加气混凝土砌块。
4.根据权利要求1所述利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于：所述待检测遮阳产品为室内遮阳产品或室外遮阳产品，其中室内遮阳产品安装在第二标准平板白玻璃的内侧，室外遮阳产品安装在第二标准平板白玻璃的外侧。
5.根据权利要求1所述利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于：所述温度控制装置包括空调、可调功率加热管。
6.根据权利要求1所述利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于：所述基准冷室、对比冷室的墙体均采用夹心保温钢板；基准冷室、对比冷室的墙体内壁均涂有一层黑色涂料，使得室内黑度大于0.85。
7.根据权利要求1所述利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置，其特征在于：所述温度传感器为PT100型热电阻，使用温度范围为-200～600摄氏度；所述热流传感器输出0～24mA直流信号的热流传感器，热流测量范围：0～2000W/㎡；所述太阳辐射计的辐射测量范围：0～2000W/㎡。
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| CN201720322517.1U CN206648984U (zh) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106841289A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-13 | 广州市建筑材料工业研究所有限公司 | 一种利用太阳光检测遮阳产品隔热性能的装置及方法 |
| CN108760804A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-06 | 上海岑兴实业有限公司 | 远程监测纳米涂膜玻璃隔热性能的方法及装置 |
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