CN214427325U - 一种热传导性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实公开了一种热传导性能测试装置，包括测试箱体、温度调节单元、湿度调节单元、观测单元、测量单元和控制单元；测试箱体内部设置有固定装置，用于固定被测试件；固定装置与固定后的被测试件，将测试箱体分为第一环境空间和第二环境空间；温度调节单元用于调节测试箱体内部空气的温度；湿度调节单元用于调节测试箱体内部空气的湿度；观测单元用于采集、记录被测试件的表面结露的图像数据和视频数据；测量单元用于测量、传输测试箱体内部空气的温度、湿度和被测试件的温度。本实用新型通过创建两个不同的环境空间，并调节环境空间的温度和湿度，能够测量被测试件在不同环境温差条件下的表面温度、结露性能和热传导性能。

Description

一种热传导性能测试装置

技术领域

本申请属于实验装置技术领域，尤其涉及一种热传导性能测试装置。

背景技术

建筑物隔热保温能够节约能源并改善居住环境。通常建筑保温隔热材料由聚合物砂浆、玻璃纤维网格布、阻燃型模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS)或挤塑板(XPS)等材料复合而成，这些保温隔热材料是以提高气相空隙率、降低导热系数为主，热传导性能是衡量保温隔热材料性能优劣的主要指标。

随着某些场所或设备对保温要求的提高，单纯的保温材料并不能满足其保温需求，为了进一步提高保温性能，需对现有的保温材料进行复合，通过多层涂层或多层保温板进行复合形成复合保温材料。复合保温材料的传热性能不能用单一保温材料的传热性能进行计算，并且复合保温材料的传热性能还受多种保温材料的复合程度、施工工艺和材料表面结露情况影响。因此，需要设计一种测量复合保温材料试件的热传导性能的测试装置。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种热传导性能测试装置，对复合保温材料试件的表面温度、结露性能和热传导性能进行测试。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供了一种热传导性能测试装置，包括测试箱体、温度调节单元、湿度调节单元、观测单元、测量单元和控制单元；所述测试箱体内部设置有固定装置，用于固定被测试件；所述固定装置与固定后的所述被测试件，将所述测试箱体分为第一环境空间和第二环境空间；所述温度调节单元与所述控制单元通信连接，并在所述控制单元的控制下调节所述测试箱体内部空气的温度；所述湿度调节单元与所述控制单元通信连接，并在所述控制单元的控制下调节所述测试箱体内部空气的湿度；所述观测单元与所述控制单元通信连接，并在所述控制单元的控制下采集、记录所述被测试件的表面结露的图像数据和视频数据；所述测量单元与所述控制单元通信连接，并在所述控制单元的控制下测量、传输所述测试箱体内部空气的温度、湿度和所述被测试件的温度。

进一步，所述温度调节单元包括依次连通的压缩机、第一冷凝器、膨胀阀和第一蒸发器；所述第一冷凝器设置在所述第一环境空间内部；所述第一蒸发器设置在所述第二环境空间内部。

进一步，所述温度调节单元还包括第二冷凝器和第二蒸发器；

所述第二冷凝器设置在所述测试箱体的外部且靠近所述第一环境空间的一侧；所述第二蒸发器设置在所述测试箱体的外部且靠近所述第二环境空间的一侧；所述第二冷凝器的入口与所述压缩机的出口连通；所述第二冷凝器的出口与所述膨胀阀的入口连通；所述第二蒸发器的入口与所述膨胀阀的出口连通；所述第二蒸发器的出口与所述压缩机的入口连通。

进一步，所述温度调节单元还包括第一比例调节阀、第三比例调节阀、第二比例调节阀和第四比例调节阀；

所述第一比例调节阀与所述压缩机的出口、所述第一冷凝器的入口和所述第二冷凝器的入口连通；

所述第三比例调节阀设置在所述第二冷凝器的出口处，使得制冷剂沿所述第二冷凝器至所述膨胀阀单向流动；

所述第二比例调节阀与所述压缩机的入口、所述第一蒸发器的出口和所述第二蒸发器的出口连通；

所述第四比例调节阀设置在所述第二蒸发器的入口处，使得制冷剂沿所述第二蒸发器至所述膨胀阀单向流动。

进一步，所述湿度调节单元包括第一加湿器、第一干燥器、第二加湿器和第二干燥器；所述第一加湿器和所述第一干燥器设置在所述第一环境空间内部，用于调节所述第一环境空间内部的湿度；所述第二加湿器和所述第二干燥器设置在所述第二环境空间内部，用于调节所述第二环境空间内部的湿度。

进一步，所述观测单元包括设置在所述第一环境空间内部的第一图像采集器和所述第二环境空间内部的第二图像采集器。

进一步，所述测量单元包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一湿度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第二湿度传感器；所述第一温度传感器和所述第一湿度传感器设置在所述第一环境空间内部，用于测量所述第一环境空间内部的空气温度和湿度；所述第二温度传感器设置在所述被测试件位于所述第一环境空间内部的表面，用于测量所述被测试件位于所述第一环境空间内部的表面的温度；所述第三温度传感器和所述第二湿度传感器设置在所述第二环境空间内部，用于测量所述第二环境空间内部的空气温度和湿度；所述第四温度传感器设置在所述被测试件位于所述第二环境空间内部的表面，用于测量所述被测试件位于所述第二环境空间内部的表面的温度。

进一步，所述测试箱体外表面设置有保温层。

进一步，所述固定装置包括隔离墙体和在所述隔离墙体上设置的测试口；所述隔离墙体的侧壁与所述测试箱体的内表面抵接；所述测试口的大小与所述被测试件的大小相匹配；所述被测试件的侧壁与所述测试口的表面抵接。

进一步，所述热传导性能测试装置还包括第一风机和第二风机；所述第一风机设置在所述第一环境空间内部；所述第二风机设置在所述第二环境空间内部。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、为被测试件创建了两个不同的环境空间，并能分别调节两个环境空间的温度和湿度。

2、能够测量被测试件在不同环境温差条件下的试件的表面温度、结露性能和热传导性能。

3、采用多个冷凝器和蒸发器的制冷循环系统，不仅能够大幅提升两个环境空间的温差，还能够精确设置两个环境空间的温度和湿度，使得测量结果更加准确。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种热传导性能测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中控制单元控制示意图。

附图标记：

1、测试箱体，11、固定装置，12、被测试件，13、第一环境空间，14、第二环境空间，15、保温层，2、温度调节单元，201、压缩机，202、第一冷凝器，203、膨胀阀，204、第一蒸发器，205、第二冷凝器，206、第二蒸发器，207、第一比例调节阀，208、第三比例调节阀，209、第二比例调节阀， 210、第四比例调节阀，3、湿度调节单元，31、第一加湿器，32、第一干燥器，33、第二加湿器，34、第二干燥器，4、观测单元，41、第一图像采集器，42、第二图像采集器，5、测量单元，6、控制单元。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

图1是本实用新型实施例提供的一种热传导性能测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中控制单元控制示意图。

请参照图1和图2，本实用新型实施例提供了一种热传导性能测试装置，包括测试箱体1、温度调节单元2、湿度调节单元3、观测单元4、测量单元 5和控制单元6；测试箱体1内部设置有固定装置11，用于固定被测试件12；固定装置11与固定后的被测试件12将测试箱体1分为第一环境空间13和第二环境空间14；温度调节单元2与控制单元6通信连接，并在控制单元6 的控制下调节测试箱体1内部空气的温度；湿度调节单元3与控制单元6 通信连接，并在控制单元6的控制下调节测试箱体1内部空气的湿度；观测单元4与控制单元6通信连接，并在控制单元6的控制下采集、记录被测试件12的表面结露的图像数据和视频数据；测量单元5与控制单元6通信连接，并在控制单元6的控制下测量、传输测试箱体1内部空气的温度、湿度和被测试件12的温度。本测试装置能够将被测试件12的两个传热表面分别置于两个不同的环境空间，并且被测试件12固定在固定装置11上之后，使得第一环境空间13和第二环境空间14封闭，从而不会产生对流换热，通过调节第一环境空间13和第二环境空间14的温度参数，使得两个环境空间形成温差，进而能测量被测试件12热传导性能，通过调节第一环境空间13 和第二环境空间14的湿度参数，还能观测被测试件12在不同温度条件下，被测试件12表面的结露情况。

具体地，控制单元6包括控制器、计算机和计算软件，能够控制温度调节单元2、湿度调节单元3、观测单元4和测量单元5，并能存储温度调节单元2、湿度调节单元3、观测单元4和测量单元5采集、测量的数据，将数据通过计算得出被测试件12的热传导性能。

在本实施例中，温度调节单元2包括依次连通的压缩机201、第一冷凝器202、膨胀阀203和第一蒸发器204；第一冷凝器202设置在第一环境空间13内部；第一蒸发器204设置在第二环境空间14内部。

可选的，温度调节单元2还包括电磁四通换向阀，通过设置电磁四通换向阀，能够改变制冷剂的流向，使得温度调节单元2在第一环境空间13和第二环境空间14内能够制冷或制热。

可选的，第一冷凝器202设置为风冷冷凝器，但本实用新型不以此为限制，第一冷凝器202也可以设置为水冷冷凝器。

优选的，第一冷凝器202设置为风冷冷凝器。

可选的，第一蒸发器204设置为风冷蒸发器，但本实用新型不以此为限制，第一蒸发器204也可以设置为水冷蒸发器。

优选的，第一蒸发器204设置为风冷蒸发器。

在本实施例中，温度调节单元2还包括第二冷凝器205和第二蒸发器 206；第二冷凝器205设置在测试箱体1的外部且靠近第一环境空间13的一侧；第二蒸发器206设置在测试箱体1的外部且靠近第二环境空间14的一侧；第二冷凝器205的入口与压缩机201的出口连通；第二冷凝器205的出口与膨胀阀203的入口连通；第二蒸发器206的入口与膨胀阀203的出口连通；第二蒸发器206的出口与压缩机201的入口连通。

优选的，第二冷凝器205设置为水冷冷凝器。

优选的，第二蒸发器206设置为水冷蒸发器。

在本实施例中，温度调节单元2还包括第一比例调节阀207、第三比例调节阀208、第二比例调节阀209和第四比例调节阀210；第一比例调节阀 207与压缩机201的出口、第一冷凝器202的入口和第二冷凝器205的入口连通；第三比例调节阀208设置在第二冷凝器205的出口处，使得制冷剂沿第二冷凝器205至膨胀阀203单向流动；第二比例调节阀209与压缩机201 的入口、第一蒸发器204的出口和第二蒸发器206的出口连通；第四比例调节阀210设置在第二蒸发器206的入口处，使得制冷剂沿第二蒸发器206 至膨胀阀203单向流动。通过设置第一比例调节阀207、第三比例调节阀208、第二比例调节阀209和第四比例调节阀210，能够调节制冷剂的流动比例，进而能够灵活的调节第一环境空间13和第二环境空间14的温度。

具体地，温度调节单元2工作时的第一种工作模式，第一比例调节阀207调剂至压缩机201的出口和第一冷凝器202的入口全开状态，第二比例调节阀209调节至第一蒸发器204的出口和压缩机201的入口全开状态，第三比例调节阀208调节至第一冷凝器202的出口和膨胀阀203的入口全开状态，第四比例调节阀210调节至膨胀阀203的出口和第一蒸发器204的入口全开状态。此时，制冷剂沿压缩机201、第一比例调节阀207、第一冷凝器 202、膨胀阀203、第四比例调节阀210、第一蒸发器204、第二比例调节阀 209至压缩机201之间循环，使得制冷剂全部流经第一冷凝器202、和第一蒸发器204。

具体地，温度调节单元2工作时的第二种工作模式，第一比例调节阀 207调剂至压缩机201的出口和第一冷凝器202的入口全闭状态，第二比例调节阀209调节至第一蒸发器204的出口和压缩机201的入口全开状态，第三比例调节阀208调节至第一冷凝器202的出口和膨胀阀203的入口全闭状态，第四比例调节阀210调节至膨胀阀203的出口和第一蒸发器204的入口全开状态。此时，制冷剂沿压缩机201、第一比例调节阀207、第二冷凝器 205、膨胀阀203、第四比例调节阀210、第一蒸发器204、第二比例调节阀 209至压缩机201之间循环，使得制冷剂全部流经第二冷凝器205、和第一蒸发器204。

具体地，温度调节单元2工作时的第三种工作模式，第一比例调节阀 207调剂至压缩机201的出口和第一冷凝器202的入口非全闭或非全开状态，第二比例调节阀209调节至第一蒸发器204的出口和压缩机201的入口全开状态，第三比例调节阀208调节至第一冷凝器202的出口和膨胀阀203 的入口非全闭或非全开状态，第四比例调节阀210调节至膨胀阀203的出口和第一蒸发器204的入口全开状态。此时，制冷剂沿压缩机201、第一比例调节阀207、第一冷凝器202、第二冷凝器205、膨胀阀203、第四比例调节阀210、第一蒸发器204、第二比例调节阀209至压缩机201之间循环。

具体地，温度调节单元2工作时的第四种工作模式，通过设置电磁四通换向阀改变制冷的流向，和前三种工模式相反的调节第一比例调节阀207、第三比例调节阀208、第二比例调节阀209和第四比例调节阀210的开启度，使得制冷剂能够沿压缩机201、第二比例调节阀209、第一蒸发器204、第二蒸发器206、第四比例调节阀210、膨胀阀203、第三比例调节阀208、第一冷凝器202、第一比例调节阀207至压缩机201之间循环。

在本实施例中，湿度调节单元3包括第一加湿器31、第一干燥器32、第二加湿器33和第二干燥器34；第一加湿器31和第一干燥器32设置在第一环境空间13内部，用于调节第一环境空间13内部的湿度；第二加湿器 33和第二干燥器34设置在第二环境空间14内部，用于调节第二环境空间 14内部的湿度。

可选的，第一加湿器31和第二加湿器33设置为超声波加湿器。

可选的，第一干燥器32和第二干燥器34设置为装有干燥剂的干燥盒。

在本实施例中，观测单元4包括设置在第一环境空间13内部的第一图像采集器41和第二环境空间14内部的第二图像采集器42。采集的图形数据和视频数据显示并记录在控制单元6中。

可选的，第一图像采集器41和第二图像采集器42设置为摄像机。

在本实施例中，测量单元5包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一湿度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第二湿度传感器；第一温度传感器和第一湿度传感器设置在第一环境空间13内部，用于测量第一环境空间13内部的空气温度和湿度；第二温度传感器设置在被测试件12 位于第一环境空间13内部的表面，用于测量被测试件12位于第一环境空间 13内部的表面的温度；第三温度传感器和第二湿度传感器设置在第二环境空间14内部，用于测量第二环境空间14内部的空气温度和湿度；第四温度传感器设置在被测试件12位于第二环境空间14内部的表面，用于测量被测试件12位于第二环境空间14内部的表面的温度。

在本实施例中，测试箱体1外表面设置有保温层15，用于为测试箱体1 的保温。

可选的，保温层15设置为聚氨酯保温板、岩棉保温板或酚醛保温板，但本实用新型不以此为限制，保温层15也可以采用其他具有保温、隔热、阻燃效果的保温材料制成。

在本实施例中，固定装置11包括隔离墙体和在隔离墙体上设置的测试口；隔离墙体的侧壁与测试箱体1的内表面抵接；测试口的大小与被测试件 12的大小相匹配；被测试件12的侧壁与测试口的表面抵接。使得被测试件 12能够固定在固定装置11上，并且通过设置隔离墙体的侧壁与测试箱体1 的内表面抵接和被测试件12的侧壁与测试口的表面抵接，使得固定装置11 和被测试件12将测试箱体1分成两个不产生空气流动的第一环境空间13和第二环境空间14。

在本实施例中，热传导性能测试装置还包括第一风机和第二风机；第一风机设置在第一环境空间13内部；第二风机设置在第二环境空间14内部。通过在第一环境空间13内部设置第一风机，使得第一环境空间13内部的空气能够均匀快速将热量传递到被测试件12位于第一环境空间13内部的表面，进而使得测量更准确；通过在第二环境空间14内部设置第二风机，使得第二环境空间14内部的空气能够均匀快速将热量传递到被测试件12位于第二环境空间14内部的表面，进而使得测量更准确。

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、为被测试件创建了两个不同的环境空间，并能分别调节两个环境空间的温度和湿度。

2、能够测量被测试件在不同环境温差条件下的试件的表面温度、结露性能和热传导性能。

3、采用多个冷凝器和蒸发器的制冷循环系统，不仅能够大幅提升两个环境空间的温差，还能够精确设置两个环境空间的温度和湿度，使得测量结果更加准确。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种热传导性能测试装置，其特征在于，包括测试箱体(1)、温度调节单元(2)、湿度调节单元(3)、观测单元(4)、测量单元(5)和控制单元(6)；

所述测试箱体(1)内部设置有固定装置(11)，用于固定被测试件(12)；

所述固定装置(11)与固定后的所述被测试件(12)将所述测试箱体(1)分为第一环境空间(13)和第二环境空间(14)；

所述温度调节单元(2)与所述控制单元(6)通信连接，并在所述控制单元(6)的控制下调节所述测试箱体(1)内部空气的温度；

所述湿度调节单元(3)与所述控制单元(6)通信连接，并在所述控制单元(6)的控制下调节所述测试箱体(1)内部空气的湿度；

所述观测单元(4)与所述控制单元(6)通信连接，并在所述控制单元(6)的控制下采集、记录所述被测试件(12)的表面结露的图像数据和视频数据；

所述测量单元(5)与所述控制单元(6)通信连接，并在所述控制单元(6)的控制下测量、传输所述测试箱体(1)内部空气的温度、湿度和所述被测试件(12)的温度。

2.根据权利要求1所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，所述温度调节单元(2)包括依次连通的压缩机(201)、第一冷凝器(202)、膨胀阀(203)和第一蒸发器(204)；

所述第一冷凝器(202)设置在所述第一环境空间(13)内部；

所述第一蒸发器(204)设置在所述第二环境空间(14)内部。

3.根据权利要求2所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，所述温度调节单元(2)还包括第二冷凝器(205)和第二蒸发器(206)；

所述第二冷凝器(205)设置在所述测试箱体(1)的外部且靠近所述第一环境空间(13)的一侧；

所述第二蒸发器(206)设置在所述测试箱体(1)的外部且靠近所述第二环境空间(14)的一侧；

所述第二冷凝器(205)的入口与所述压缩机(201)的出口连通；

所述第二冷凝器(205)的出口与所述膨胀阀(203)的入口连通；

所述第二蒸发器(206)的入口与所述膨胀阀(203)的出口连通；

所述第二蒸发器(206)的出口与所述压缩机(201)的入口连通。

4.根据权利要求3所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，所述温度调节单元(2)还包括第一比例调节阀(207)、第三比例调节阀(208)、第二比例调节阀(209)和第四比例调节阀(210)；

所述第一比例调节阀(207)与所述压缩机(201)的出口、所述第一冷凝器(202)的入口和所述第二冷凝器(205)的入口连通；

所述第三比例调节阀(208)设置在所述第二冷凝器(205)的出口处，使得制冷剂沿所述第二冷凝器(205)至所述膨胀阀(203)单向流动；

所述第二比例调节阀(209)与所述压缩机(201)的入口、所述第一蒸发器(204)的出口和所述第二蒸发器(206)的出口连通；

所述第四比例调节阀(210)设置在所述第二蒸发器(206)的入口处，使得制冷剂沿所述第二蒸发器(206)至所述膨胀阀(203)单向流动。

5.根据权利要求4所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，所述湿度调节单元(3)包括第一加湿器(31)、第一干燥器(32)、第二加湿器(33)和第二干燥器(34)；

所述第一加湿器(31)和所述第一干燥器(32)设置在所述第一环境空间(13)内部，用于调节所述第一环境空间(13)内部的湿度；

所述第二加湿器(33)和所述第二干燥器(34)设置在所述第二环境空间(14)内部，用于调节所述第二环境空间(14)内部的湿度。

6.根据权利要求5所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，所述观测单元(4)包括设置在所述第一环境空间(13)内部的第一图像采集器(41)和所述第二环境空间(14)内部的第二图像采集器(42)。

7.根据权利要求6所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，所述测量单元(5)包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一湿度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第二湿度传感器；

所述第一温度传感器和所述第一湿度传感器设置在所述第一环境空间(13)内部，用于测量所述第一环境空间(13)内部的空气温度和湿度；

所述第二温度传感器设置在所述被测试件(12)位于所述第一环境空间(13)内部的表面，用于测量所述被测试件(12)位于所述第一环境空间(13)内部的表面的温度；

所述第三温度传感器和所述第二湿度传感器设置在所述第二环境空间(14)内部，用于测量所述第二环境空间(14)内部的空气温度和湿度；

所述第四温度传感器设置在所述被测试件(12)位于所述第二环境空间(14)内部的表面，用于测量所述被测试件(12)位于所述第二环境空间(14)内部的表面的温度。

8.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，所述测试箱体(1)外表面设置有保温层(15)。

9.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，

所述固定装置(11)包括隔离墙体和在所述隔离墙体上设置的测试口；

所述隔离墙体的侧壁与所述测试箱体(1)的内表面抵接；

所述测试口的大小与所述被测试件(12)的大小相匹配；

所述被测试件(12)的侧壁与所述测试口的表面抵接。

10.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的一种热传导性能测试装置，其特征在于，还包括第一风机和第二风机；

所述第一风机设置在所述第一环境空间(13)内部；

所述第二风机设置在所述第二环境空间(14)内部。

Images