專利名稱：熱阻串聯(lián)式傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑圍護結構保溫性能的檢測系統(tǒng)，具體涉及一種熱阻串聯(lián)式傳熱 系數(shù)現(xiàn)場檢測系統(tǒng)。
背景技術：
傳熱系數(shù)檢測是建筑節(jié)能測試的重要內容。隨著國家對建筑節(jié)能要求的規(guī)范化，國家陸 續(xù)制定和頒布了嚴寒寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖等各個氣候分區(qū)的節(jié)能設計標準。但是評定 建筑是否節(jié)能，僅依據(jù)設計方案對其熱工性能進行理論計算評定是不夠的，它不能反映建筑 物實際狀況和熱工過程的偏差，更不能滿足建筑監(jiān)督管理部門的要求，因此建筑節(jié)能現(xiàn)場檢 測勢在必行。建筑節(jié)能改造前對已有建筑圍護結構的保溫性能的評估，在施工現(xiàn)場對到貨的 保溫板、門窗的驗收，新建或者改造后對建筑圍護結構(墻體、門窗、屋頂)保溫性能的竣工 驗收，都急需傳熱系數(shù)的現(xiàn)場檢測裝置。目前，國內圍護結構傳熱系數(shù)的現(xiàn)場測試一般采用熱流計法、熱箱法或者兩者結合。單 純的熱流計法只能在房間有采暖或者供冷的條件下進行，可用于測試的時間短，難以適應普 通工程竣工驗收或者檢測的要求；單純的熱箱法需要控制、測量熱箱的加熱量，系統(tǒng)較為復 雜，由于箱體的散熱以及難以保證被測物體在整個測試表面上都為一維熱流，測試難以很精 確?；跓崃饔嫼蜔嵯涞臏y試裝置，其精度主要取決于熱流傳感器的精度，而精度高的熱流 傳感器，價格昂貴。實用新型內容本實用新型公開了一種熱阻串聯(lián)式傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測系統(tǒng)，其目的在于克服現(xiàn)有技術使 用熱流計對溫度和季節(jié)的苛刻要求，可用于測試的時間短，難以適應普通工程竣工驗收或者 檢測的需求；而單純的熱箱法需要控制、測量熱箱的加熱量，系統(tǒng)較為復雜，測量難以精確 等弊端，本實用新型依據(jù)串聯(lián)熱阻上的溫差與熱阻值對應成比例的原理，測試平板狀物體的 傳熱系數(shù)，不需要熱流傳感器，也不需要對加熱器加熱功率進行嚴格控制和測量，同時增加 了一些輔助測點，考察是否為一維熱流、測試狀態(tài)是否穩(wěn)定，提高測試結果的可靠性。測量 的量全部為溫度。系統(tǒng)簡單，基本不受室內外氣溫的影響，便于操作。不但可以對建筑圍護 結構(墻體、門、屋頂、樓板等)迸行測試，也可以對保溫板、木板、石板等的傳熱系數(shù)進行現(xiàn)場測試。熱阻串聯(lián)式傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測系統(tǒng)，包括熱箱，溫度傳感器，溫度檢測和處理裝置，其 特征在于A) 熱箱的一個表面為基準熱阻板，其它表面由夾心保溫彩鋼板制成；基準熱阻板微嵌入 箱體，熱箱的下部連接一加熱器，加熱器與控制面板連接；B) 熱箱基準熱阻板一側與被測物體緊密接觸，形成熱阻串聯(lián)式，基準熱阻板與被測物體 之間為空氣夾層；C) 沿著熱箱的中心點處，在基準熱阻板的兩側和被測物體兩側共布置4個溫度傳感器探頭；D) 以被測物體的中心點為圓心，在被測物體的外表面，沿圓周均布至少3個溫度傳感器。 所有溫度傳感器通過導線與數(shù)據(jù)檢測、顯示部件連接。沿著熱箱的中心點處，在基準熱阻板的兩側和被測物體兩側共布置4個溫度傳感器探頭， 其測試值作為傳熱系數(shù)計算的主要依據(jù)。將熱箱進行加熱，形成近似一維熱流，基準熱阻板 和被測物體沿著熱流方向形成串聯(lián)熱阻，通過測量被測物體內、外表面溫度，基準熱阻板的 內、外表面的溫度，根據(jù)串聯(lián)的多個熱阻其溫差與熱阻值成正比的規(guī)律，以及已知的基準熱 阻值，就可求得被測物體的熱阻以及傳熱系數(shù)。工作時，加熱器對熱箱內的空氣進行加熱，加熱器工作使熱箱內溫度高于室外溫度l(TC 以上，這樣便形成熱箱向被測物體的傳熱?；?一維傳熱"的基本假定，既被測物體的被 測部位具有基本平行的兩個表面，其長度與寬度遠大于其厚度，視為無限大平板?；鶞薀嶙?板和被測物體沿著熱流方向形成串聯(lián)熱阻，通過測量基準熱阻板的內、外表面的溫度T1、 T2， 被測物體內、外表面溫度T3、 T4，根據(jù)熱阻串聯(lián)溫度變化公式(T3-T4) /Rx= (Tl-T2) /R0 ， 其中RO為已知材料熱阻，其值為己知值，Rx為待測材料熱阻，在已知三個表面溫度的情況下 便可求出待測物體的熱阻，即Rf (Tl-T2) XR0/ (T3-T4) ， 1/Rx便為被測物體的傳熱系數(shù)?；鶞薀嶙璋宓臒嶙璨灰颂?，也不宜太小，當與被測物體的熱阻大致相等時，測試的誤 差最小，當基準熱阻與被測熱阻之比為0.2 5時，精度較好。基準熱阻應隨溫度的變化很小， 否則影響測試精度。由于箱體不可能很大，必然在平行于被測物體表面的方向存在著熱流，當被測物體導熱 性能各向同性時，溫度分布應該是關于中心點處對稱；當被測物體測試區(qū)域內由于材料不均、 不同或者其它原因造成導熱性能不均時，被測物體外表面將不再關于中心對稱。為此，以測 試點為圓心，在被測物體的外表面，沿圓周均布多個(不少于3個)溫度傳感器，用來判斷中4心點處是否為一維熱流。除了上述的兩組溫度傳感器外，還包括被測物體內側和外側空氣溫度以及熱箱內空氣溫 度傳感器，用來輔助判斷是否達到計算傳熱系數(shù)必需的狀態(tài)，比如傳熱是否穩(wěn)定，熱流是否 穿透被測物體等。本實用新型的優(yōu)點和積極效果是系統(tǒng)簡單、靈活實用，成本較低，精度較高，基本不 受室內外氣溫的影響，便于操作；不需要熱流傳感器，也不需要對加熱器加熱功率進行嚴格 控制和測量，僅需要測試溫度參數(shù)，通過計算便可得到精確的傳熱系數(shù)，同時增加一些輔助 測點，可以檢測系統(tǒng)是否為一維熱流，測試狀態(tài)是否穩(wěn)定等，提高測試結果的可靠性。測試 范圍廣，不但可以對建筑圍護結構(墻體、門、屋頂、樓板等)進行測試，也可以對保溫板、 木板、石板等的傳熱系數(shù)進行現(xiàn)場測試。


圖1為傳熱系數(shù)測試系統(tǒng)結構示意圖；圖2為被測物體外表面溫度傳感器布置示意圖。1:被測物體，2:基準熱阻板，3:熱箱外殼，4:加熱器，5:被測物體與基準熱阻板之間的空氣夾層，6:數(shù)據(jù)檢測與顯示部件，7:控制面板，Tl、 T2、 T3、 T4依次為基準熱阻板 內外表面與被測物體內外表面溫度傳感器，Tal、 Ta2、 Ta3依次為被測物體外側、內側與熱箱 內空氣溫度傳感器，Tbl、 Tb2、 Tb3、 Tb4為布置在被測物體外表面的溫度傳感器。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。熱阻串聯(lián)式傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測系統(tǒng)，如圖1所示，包括熱箱3、多個溫度傳感器，數(shù)據(jù)檢 測與顯示部件6和控制面板7，熱箱內有基準熱阻板2和小型電加熱器4。溫度傳感器共有3 組， 一組傳感器(T1、 T2、 T3、 T4)分別位于基準熱阻板2與被測物體1的內外側的中心點； 一組傳感器(Tbl、 Tb2、 Tb3、 Tb4)位于被測物體外表面上，如圖2所示，以外表面溫度測點 T4為中心，沿圓周分布； 一組傳感器(Tal、 Ta2、 Ta3)用來測量被測物體內外側與熱箱內空氣 的溫度。本實施例中，熱箱的大小為30cmX30cmX30cm，外殼采用5cm厚的聚氨酯夾心彩鋼板制 作?；鶞薀嶙璨牧喜捎镁鄱∠┌澹瑢嵯禂?shù)為0.20 W/(m.K)，厚度為3cm。設置空氣夾層5的目的是提供布置溫度傳感器的空間，以及保證熱箱外殼與被測物體1接觸緊密，密封良好。 在滿足布置溫度傳感器的要求下，空氣夾層應盡可能薄，本實施例中空氣夾層厚度為l.Ocm， 測試裝置不用時，應采用蓋板蓋住，保護基準熱阻板不受損傷。采用電阻式加熱器，功率從0 200W可漸調。本實施例中，溫度傳感器全部采用熱電偶溫度傳感器。使用時，將熱箱的設有基準熱阻板的一側緊靠被測物體表面，其中心對準被測點，依照 圖1和圖2所示布設溫度測點，將傳感器探頭接入數(shù)據(jù)檢測和顯示部件6中，打開加熱器4 開關，調節(jié)加熱功率，使熱箱內的溫度不要太高或者太低， 一般比室外溫度高10 2(TC即可。 當T1與T4的溫差大于10'C,而且溫度傳感器顯示溫度不再變化時，說明已經(jīng)達到穩(wěn)態(tài)傳熱， 可以用來計算傳熱系數(shù)，該裝置能夠自動判別是否達到穩(wěn)定狀態(tài)，以及是否已經(jīng)可以計算傳 熱系數(shù)；當被測物體外表面的溫度(Tbl Tb4)有較大差異時，該裝置會提醒用戶需要更換測 點或者對計算值進行修正。
權利要求1.熱阻串聯(lián)式傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測系統(tǒng)，包括熱箱，溫度傳感器，溫度檢測和處理裝置，其特征在于A)熱箱的一個表面為基準熱阻板，其它表面由夾心保溫彩鋼板制成；基準熱阻板微嵌入箱體，熱箱的下部連接一加熱器，加熱器與控制面板連接；B)熱箱基準熱阻板一側與被測物體緊密接觸，形成熱阻串聯(lián)式，基準熱阻板與被測物體之間為空氣夾層；C)沿著熱箱的中心點處，在基準熱阻板的兩側和被測物體兩側共布置4個溫度傳感器探頭；D)以被測物體的中心點為圓心，在被測物體的外表面，沿圓周均布至少3個溫度傳感器。
專利摘要熱阻串聯(lián)式傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測系統(tǒng)，包括熱箱，溫度傳感器，溫度檢測和處理裝置，特點是熱箱的一個表面為基準熱阻板，其它表面由夾心保溫彩鋼板制成；基準熱阻板微嵌入箱體，熱箱的下部連接一加熱器，加熱器通過電纜與控制面板連接；熱箱基準熱阻板一側箱體與被測物體緊密接觸，形成熱阻串聯(lián)式，基準熱阻板與被測物體之間為空氣夾層；沿著熱箱的中心點處，在基準熱阻板的兩側和被測物體兩側共布置4個溫度傳感器；以被測物體的中心點為圓心，在被測物體的外表面，沿圓周均布至少3個溫度傳感器；在被測物體內側、外側以及熱箱內側布置溫度傳感器；所有溫度傳感器通過導線與數(shù)據(jù)檢測、顯示部件連接。本系統(tǒng)結構簡單、應用廣泛。
文檔編號G01N25/20GK201163271SQ200720198640
公開日2008年12月10日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權日2007年11月29日
發(fā)明者于國清, 劉衛(wèi)東, 劉建勇, 非 王 申請人:上海理工大學