一种建筑相变墙板的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种建筑相变墙板的测试装置及方法，其中装置包括冷热源，共设有两个；铝制换热板，共设有两块，其一侧分别连接至两个冷热源，另一侧分别与待测墙板的两侧紧贴设置，用于维持待测墙板所需的热环境；薄膜热通量传感器，共设有两个，分别贴设于待测墙板的两侧面上，并位于待测墙板和铝制换热板之间；数据采集系统，分别与两个薄膜热通量传感器连接，用于接收薄膜热通量传感器采集的数据并得到测试结果。与现有技术相比，本发明专利技术可求得建筑相变墙板的有效热导率、当量比热容等热物性参数，进一步对相变围护结构的热工性能进行评价。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑相变墙板的测试装置及方法
本专利技术涉及建筑用复合相变墙板测试
，尤其是涉及一种建筑相变墙板的测试装置及方法。
技术介绍
建筑能耗是能源消费的重要组成部分，2016年我国建筑能耗约占总能耗的21.8％。经济持续不断地高速发展，随之带来的是资源过度消耗和环境污染等诸多问题。面对有限的资源和能量储备，我们必须加快发展节能技术，降低建筑行业所带来的能源消耗。围护结构的节能将是建筑节能的重要途径之一，通过围护结构的传热损失占建筑总损失的70％-80％。相变材料以其高蓄能密度、蓄放热过程温度恒定等诸多优点，被广泛应用于建筑行业。近年来，将相变储能技术应用到围护结构中的研究获得了越来越多的关注。相变围护结构在实际应用前应该先对其进行热性能测试，从而评估相变材料对相变蓄能围护结构的适应性，以及在降低建筑能耗、实现节能方面的有效性。然而在实验室环境下，现有的标准热物性实验装置多针对于均质建筑材料所设计，且测试方法较为单一，不适用于复合相变围护结构热工参数的测试分析，也不能准确反映相变围护结构的蓄热性能。因此，需要研发新型的测试装置，采用合理的测试方法来研究相变蓄能围护结构的热工性能。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种建筑相变墙板的测试装置及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种建筑相变墙板的测试装置，其特征在于，包括：冷热源，共设有两个；铝制换热板，共设有两块，其一侧分别连接至两个冷热源，另一侧分别与待测墙板的两侧紧贴设置，用于维持待测墙板所需的热环境；薄膜热通量传感器，共设有两个，分别贴设于待测墙板的两侧面上，并位于待测墙板和铝制换热板之间；数据采集系统，分别与两个薄膜热通量传感器链接，用于接收薄膜热通量传感器采集的数据并得到测试结果。所述冷热源为循环水浴锅，且两个冷热源通过水管分别与两块铝制换热板对应连接。所述装置还包括隔热保护防护板组，该隔热保护防护板组包括上隔热保护防护板、下隔热保护防护板，侧隔热保护防护板，所述上隔热保护防护板和下隔热保护防护板分别设于两块铝制换热板的外侧，所述侧隔热保护防护板设于两块铝制换热板之间且位于待测墙板的外缘，分别接触两块铝制换热板。所述隔热保温防护板为多层挤塑式聚苯乙烯泡沫板。所述待测墙板的厚度小于5cm，边长尺寸为30cm。所述装置还包括用于夹紧上隔热保护防护板、铝制换热板和待测墙板的夹紧装置，该夹紧装置包括传动控制箱，拐臂，液压缸，叉臂支架，升降工作台，固定工作台和底盘，所述固定工作台位于上隔热保护防护板上方，所述升降工作台位于下隔热保护防护板的下方，所述叉臂支架的两个固定端分别与升降工作台和底盘固定连接，自由端通过滚轮和滑槽轨道分别与升降工作台和底盘连接，所述液压缸通过拐臂与叉臂支架连接。一种上述测试装置的测试方法，包括：步骤S1：测定待测墙板的当量比热容；步骤S2：测定待测墙板的有效导热系数；步骤S3：测定待测墙板的相变焓；步骤S4：输出待测墙板的当量比热容、有效导热系数和相变焓作为测试结果所述步骤S1采用线性升温法或类步进法，当采用线性升温法是，步骤S1具体包括：步骤S111：调节冷热源为温度恒定为远低于相变温度的T0，并保持2h以上，对应的时刻记为t0，其中，所述相变温度为待测墙板的相变温度，步骤S112：控温同时平滑线性升冷热源的温度到远高于相变温度的T1，步骤S113：测量温度，直到达到平衡状态并稳定2h以上，此时对应的时刻记为t1，步骤S114：数据采集器记录待测墙板上下表面温度及通过样板的热流，得到相变墙板热流曲线，并得到待测墙板的当量比热容：其中：Cp为待测墙板的当量比热容，为通过相变墙板上表面的热流，为通过相变墙板下表面的热流，ρ为待测墙板的密度；当采用类步进法时，步骤S1具体包括步骤S121：将升温过程划分为若干个阶段ΔT1，ΔT2，…，ΔTn，每段升温过程均达到热平衡状态，且每个温度状态均保持2h以上的恒温时长，其中：温度步长为1～2K，步骤S122：求得待测墙板的当量比热容。所述步骤S2具体包括：步骤S21：调节冷热源为温度恒定为远低于相变温度的T0，并保持2h以上，对应的时刻记为t0，其中，所述相变温度为待测墙板的相变温度；步骤S22：控温同时平滑线性升冷热源的温度到远高于相变温度的T1；步骤S23：测量温度，直到达到平衡状态并稳定2h以上，此时对应的时刻记为t1；步骤S24：数据采集器记录待测墙板上下表面温度及通过样板的热流，得到相变墙板热流曲线，并得到待测墙板的有效导热系数：其中：λeff为待测墙板的有效导热系数，qtop为达到稳态时相变墙板的上表面热流，qbot为达到稳态时相变墙板的下表面热流，Ttop为达到稳态时相变墙板的上表面温度，Tbot为达到稳态时相变墙板的下表面温度。所述待测墙板的相变焓具体为：其中：QL为待测墙板的相变焓，为通过相变墙板上表面的热流，为通过相变墙板下表面的热流，A为相变墙板的传热面积。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)既适用于普通均质规则墙板，又适用于复合相变墙板，突破了现有热物性实验装置的局限性；2)装置通过升降台夹紧，有利于增强一维导热效果，促进相变墙板与换热板间的迅速传热；3)由于具备良好的隔热能力，不仅可以测定相变墙板的导热系数，还能测定当量比热容、相变焓等热物性参数，有利于进一步研究建筑相变墙板的储热能力。附图说明图1为本专利技术主体部分的结构示意图；图2为隔热保护防护板组的结构示意图；图3本专利技术整体的结构示意图；其中：1、冷热源，2、隔热保护防护板组，3、待测墙板，4、薄膜热通量传感器，5、铝制换热板，6、数据采集系统，2-1、上隔热保护防护板，2-2、下隔热保护防护板，2-3、侧隔热保护防护板，7-1、传动控制箱，7-2、拐臂，7-3、液压缸，7-4、叉臂支架，7-5、升降工作台，7-6、固定工作台，7-7、滚轮，7-8、滑槽轨道，7-9、底盘。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。一种建筑相变墙板的测试装置，如图1所示，包括：冷热源1，共设有两个；铝制换热板5，共设有两块，其一侧分别连接至两个冷热源1，另一侧分别与待测墙板3的两侧紧贴设置，用于维持待测墙板3所需的热环境，接触面上涂有导热硅脂，以保证各种元件之间充分接触进行热交换；薄膜热通量传感器4，共设有两个，分别贴设于待测墙板3的两侧面上，并位于待测墙板3和铝制换热板5之间；数据采集系统6，分别与两个薄膜热通量传感器4链接，用于接收薄膜热通量传感器4采集的数据并得到测试结果。冷热源1为可编程控制温度的循环水浴锅，且两个冷热源1通过水管分别与两块铝制换热板5对应连接，水管需用橡塑棉套进行保温，以减少实验过程中的热量耗散。装置还包括隔热保护防护板组2，如图2所示，该隔热保护防护板组2包括上隔热保护防护板2-1、下隔热保护防护板2-2，侧隔热保护防护板2-3，上隔热保护防护板2-1和下隔热保护防护板2-2分别设于两块铝制换热板5的外侧，侧隔热保护防护板2-3设于两块铝制换热板5之间且位于待测墙板3的外缘，分别接触两块铝制换热板5。隔热保温防护板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑相变墙板的测试装置，其特征在于，包括：冷热源(1)，共设有两个；铝制换热板(5)，共设有两块，其一侧分别连接至两个冷热源(1)，另一侧分别与待测墙板(3)的两侧紧贴设置，用于维持待测墙板(3)所需的热环境；薄膜热通量传感器(4)，共设有两个，分别贴设于待测墙板(3)的两侧面上，并位于待测墙板(3)和铝制换热板(5)之间；数据采集系统(6)，分别与两个薄膜热通量传感器(4)链接，用于接收薄膜热通量传感器(4)采集的数据并得到测试结果。

【技术特征摘要】
1.一种建筑相变墙板的测试装置，其特征在于，包括：冷热源(1)，共设有两个；铝制换热板(5)，共设有两块，其一侧分别连接至两个冷热源(1)，另一侧分别与待测墙板(3)的两侧紧贴设置，用于维持待测墙板(3)所需的热环境；薄膜热通量传感器(4)，共设有两个，分别贴设于待测墙板(3)的两侧面上，并位于待测墙板(3)和铝制换热板(5)之间；数据采集系统(6)，分别与两个薄膜热通量传感器(4)链接，用于接收薄膜热通量传感器(4)采集的数据并得到测试结果。2.根据权利要求1所述的一种建筑相变墙板的测试装置，其特征在于，所述冷热源(1)为循环水浴锅，且两个冷热源(1)通过水管分别与两块铝制换热板(5)对应连接。3.根据权利要求1所述的一种建筑相变墙板的测试装置，其特征在于，所述装置还包括隔热保护防护板组(2)，该隔热保护防护板组(2)包括上隔热保护防护板(2-1)、下隔热保护防护板(2-2)，侧隔热保护防护板(2-3)，所述上隔热保护防护板(2-1)和下隔热保护防护板(2-2)分别设于两块铝制换热板(5)的外侧，所述侧隔热保护防护板(2-3)设于两块铝制换热板(5)之间且位于待测墙板(3)的外缘，分别接触两块铝制换热板(5)。4.根据权利要求3所述的一种建筑相变墙板的测试装置，其特征在于，所述隔热保温防护板为多层挤塑式聚苯乙烯泡沫板。5.根据权利要求1所述的一种建筑相变墙板的测试装置，其特征在于，所述待测墙板(3)的厚度小于5cm，边长尺寸为30cm。6.根据权利要求3所述的一种建筑相变墙板的测试装置，其特征在于，所述装置还包括用于夹紧上隔热保护防护板(2-1)、铝制换热板(5)和待测墙板(3)的夹紧装置，该夹紧装置包括传动控制箱(7-1)，拐臂(7-2)，液压缸(7-3)，叉臂支架(7-4)，升降工作台(7-5)，固定工作台(7-6)和底盘(7-9)，所述固定工作台(7-6)位于上隔热保护防护板(2-1)上方，所述升降工作台(7-5)位于下隔热保护防护板(2-2)的下方，所述叉臂支架(7-4)的两个固定端分别与升降工作台(7-5)和底盘(7-9)固定连接，自由端通过滚轮(7-7)和滑槽轨道(7-8)分别与升降工作台(7-5)和底盘(7-9)连接，所述液压缸(7-3)通过拐臂(7-2)与叉臂支架(7-4)连接。7.一种如权利要求1～6中任一所述测试装置的测试方法，其特征在于，包括：步骤S1：测...

【专利技术属性】
技术研发人员：于航，宋媛，李超恩，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31