本发明专利技术公开了一种相变复合墙体热性能测试装置及方法：包括搭建正方体结构的角钢框架；框架的上下两面放置正方形保温墙板，框架的四面放置待测墙体框架，将待测墙体放置于框架的中心孔洞内；用处于箱体内中央位置的白炽灯作为待测墙体的热源；在待测墙体的表面及内部特定的厚度位置处粘贴热电偶测温，并在待测墙体的箱体外侧表面粘贴热流计以获得墙体的热流密度；用连接传感器的数据采集仪采集数据；在对测试结果的整理和计算后可得墙体的衰减倍数与延迟时间等非稳态热性能指标值，以及热阻和传热系数等稳态热性能指标值。该方法具有操作简单、应用面广、测试条件稳定、测试效率高、测试结果可比性强等优点。高、测试结果可比性强等优点。高、测试结果可比性强等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种相变复合墙体热性能测试装置及方法
[0001]本专利技术属于建筑热性能测试
，具体涉及相变复合墙体热性能测试装置及方法。
技术介绍
[0002]相变材料(PCM)是指随温度变化而转变相态并发生潜热的吸收与释放的一类物质。在相变过程中，PCM吸收或释放大量的潜热，而自身的温度不变或变化很小。随着对PCM热性能及其应用研究的逐渐深入，复合了PCM的建筑墙体正越来越多地进入人们的工作和生活。在建筑墙体中复合PCM，合理利用PCM的蓄、放热特性，可以达到减少进入室内的热流、稳定室内温度波幅的目的，从而显著提高建筑节能水平和室内热舒适度。于是，对复合PCM建筑墙体的热性能的准确、高效获得，成为一项必要且迫切的需求。
[0003]当前，相变复合墙体的热性能主要是通过数值模拟计算和热性能测试两类方法获得。由于数值模拟计算中所用的数学模型在描述实际传热过程时存在偏差，难以得到较为准确的结果。因此，相变复合墙体的热性能测试正越来越多地应用于科学研究与工程实践中。
[0004]然而，相变复合墙体的热性能测试也不是完美的。在进行实体墙热性能测试时，由于受到室外天气变化、室外非典型热状况、以及测试方法与操作不当等因素的影响，造成测试结果不能准确反映所测墙体在目标热边界条件下的热性能。同时，有些测试方法只能同时测试单面墙体、或只能测试厚度较小的建筑墙板、或不能保证多个墙体处于完全相同的测试条件下、以及不能确保待测墙体(9)内的温度场与实际建筑的一致性(例如侧向导热的影响)等，这些涉及测试方法适用范围、测试精度、以及测试效率等的问题也会使测试结果偏离真实值。另外，我国相关的建筑节能标准中也没有针对相变复合墙体的热性能测试给予标准方法或基本原则。
[0005]中国专利201510363741.0与201520449944.7公开了一种建筑墙体相变保温隔热效果测试装置与使用方法，其特征在于：该装置及方法可用于测试建筑墙体相变保温系统相对于常规建筑墙体保温系统的保温隔热效果。但是该技术受到室外天气变化的影响，并且只能同时测试单面且厚度较小的相变建筑墙板。中国专利201520976032.5公开了一种相变墙体整体保温隔热效果测试装置，实现了一次性测试在四个朝向上相变墙体与普通墙体的保温隔热对比效果。然而，该技术同样受到室外天气条件的限制，不能为待测墙体自由、准确地设置室内、外的目标热环境条件，并且也只能用于测试单个相同相变墙体与普通墙体的保温隔热效果。中国专利201811560097.6公开了一种建筑相变墙板的测试装置及方法。该方法的特点是可进行建筑相变墙板的有效热导率、当量比热容等热物性参数的测试，为相变围护结构的热工性能的进一步评价提供途径和方法。该技术受到只能同时测试小型、单面相变墙板的限制。中国专利201920006763.5公开了一种相变墙体保温效果测试装置。同样，该技术只能同时测试并对比单面相变墙体与单面普通墙体。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于建立一种相变复合墙体热性能测试方法，以简化操作、扩大应用面、提高测试条件的稳定性和测试效率、测试结果的可比性。
[0007]为了解决以上技术问题，本专利技术可通过以下思路来实现：1)包括搭建正方体结构的角钢框架；2)框架的上下两面放置正方形保温墙板，框架的四面放置待测墙体框架，将待测墙体放置于框架的中心孔洞内；3)用处于箱体内中央位置的白炽灯作为待测墙体的热源；4)在待测墙体的表面及内部特定的厚度位置处粘贴热电偶测温，并在待测墙体的箱体外侧表面用机械黄油粘贴热流计以获得墙体的热流密度；5)用连接传感器的数据采集仪采集数据；6)在对测试结果的整理和计算后可得墙体的衰减倍数与延迟时间等非稳态热性能指标值，以及热阻和传热系数等稳态热性能指标值。
[0008]本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0009]一种相变复合墙体热性能测试装置，其特征在于包括：
[0010]风扇(1)、热源(2)、热电偶(3)、保温墙板(4)、墙体框架(5)、方形孔洞(6)、结构框架(7)、保温材料(8)、待测墙体(9)、支架(10)；
[0011]所述结构框架(7)由角钢框架焊接而成，用于支撑脚架；
[0012]结构框架(7)的上面和下面的角钢框架内放置有相应尺寸的保温墙板(4)；结构框架(7)四周的角钢槽内均放置相应尺寸的墙体框架(5)，框架内填充保温材料，各墙体框架(5)可拆卸地分别由2个绑带绑紧，每个绑带均系于各自对应的上、下两个支架(10)上；上、下两面保温墙板(4)与四周的墙体框架(5)组成测试箱体；待测墙体(9)的实际使用中的外表面和内表面，在测试箱体中分别对着测试箱体的内环境空间和外环境空间；
[0013]墙体框架(5)的中心位置设有一方形孔洞(6)；墙体框架(5)的中心孔洞(6)内砌筑一面小型待测墙体(9)，中心孔洞(6)的尺寸大于待测墙体(9)的尺寸；待测墙体(9)的四周表面与中心孔洞(6)内表面间填有保温材料(8)；待测墙体(9)的热源(2)为处于测试箱体内部中央位置的四个白炽灯，分别对准四面待测墙体(9)的中央区域；热源(2)的开与关由定时控制器控制，亮度由电流大小控制器控制，通过调试即可实现对昼夜室外热边界条件的模拟；而室内热边界条件由实验室内的空调控制；
[0014]在测试箱体的四个角上分别设置一个风扇(1)以保证测试箱体内的空气流动及热均匀性；在测试箱体上端的保温墙板(4)的中部开孔并设置嵌入一个风扇(1)促进测试箱体内侧、外侧间的空气流动，并起到给测试箱体内侧环境降温的目的；若测试箱体外侧的空气温度不足以给测试箱体内侧降温，则将一小型空调风扇通过通风管道与该中部开孔相连接，以加强测试箱体内空气环境的降温效果。
[0015]所述的结构框架(7)的边长处于1.0m～1.5m范围内。
[0016]所述的保温墙板(4)与墙体框架(5)的外层材料均为厚度范围在0.008m～0.015m的木质材料；保温墙板(4)内含有厚度为0.08m～0.12m的保温材料层，在测试箱体的内侧、外侧间起到热绝缘作用；墙体框架(5)根据待测墙体的厚度设置为0.2～0.4m厚；所述的保温材料为常规保温材料发泡聚乙烯、发泡聚苯乙烯、发泡聚氨酯中的任一种。
[0017]所述热源(2)根据实际需要选择功率为50W～300W的白炽灯。
[0018]一种相变复合墙体热性能测试方法，其特征在于包括以下步骤：
[0019]步骤一，从测试箱体上取下墙体框架
[0020]解下绑带，将测试箱体的四个墙体框架(5)分别取下来，以装载待测墙体；通过在墙体框架(5)内填充保温材料，防止待测墙体(9)在测试过程中的侧向导热；
[0021]步骤二，砌筑待测墙体得中间体
[0022]在测试箱体的四个墙体框架(5)的中心孔洞(6)的下边界各垫一层保温材料层，然后在四个中心孔洞(6)内各砌筑一面待测墙体(9)；若砌筑的待测墙体(9)的个数小于4，则用保温材料填充于剩余墙体框架(5)的中心孔洞(6)内；若砌筑的待测墙体(9)为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种相变复合墙体热性能测试装置，其特征在于包括：风扇(1)、热源(2)、热电偶(3)、保温墙板(4)、墙体框架(5)、方形孔洞(6)、结构框架(7)、保温材料(8)、待测墙体(9)、支架(10)；所述结构框架(7)由角钢框架焊接而成，用于支撑脚架；结构框架(7)的上面和下面的角钢框架内放置有相应尺寸的保温墙板(4)；结构框架(7)四周的角钢槽内均放置相应尺寸的墙体框架(5)，框架内填充保温材料，各墙体框架(5)可拆卸地分别由2个绑带绑紧，每个绑带均系于各自对应的上、下两个支架(10)上；上、下两面保温墙板(4)与四周的墙体框架(5)组成测试箱体；待测墙体(9)的实际使用中的外表面和内表面，在测试箱体中分别对着测试箱体的内环境空间和外环境空间；墙体框架(5)的中心位置设有一方形孔洞(6)；墙体框架(5)的中心孔洞(6)内砌筑一面小型待测墙体(9)，中心孔洞(6)的尺寸大于待测墙体(9)的尺寸；待测墙体(9)的四周表面与中心孔洞(6)内表面间填有保温材料(8)；待测墙体(9)的热源(2)为处于测试箱体内部中央位置的四个白炽灯，分别对准四面待测墙体(9)的中央区域；热源(2)的开与关由定时控制器控制，亮度由电流大小控制器控制，通过调试即可实现对昼夜室外热边界条件的模拟；而室内热边界条件由实验室内的空调控制；在测试箱体的四个角上分别设置一个风扇(1)以保证测试箱体内的空气流动及热均匀性；在测试箱体上端的保温墙板(4)的中部开孔并设置嵌入一个风扇(1)促进测试箱体内侧、外侧间的空气流动，并起到给测试箱体内侧环境降温的目的；若测试箱体外侧的空气温度不足以给测试箱体内侧降温，则将一小型空调风扇通过通风管道与该中部开孔相连接，以加强测试箱体内空气环境的降温效果。2.根据权利要求1所述的一种相变复合墙体热性能测试装置，其特征在于：所述的结构框架(7)的边长处于1.0m～1.5m范围内。3.根据权利要求1所述的一种相变复合墙体热性能测试装置，其特征在于：所述的保温墙板(4)与墙体框架(5)的外层材料均为厚度范围在0.008m～0.015m的木质材料；保温墙板(4)内含有厚度为0.08m～0.12m的保温材料层，在测试箱体的内侧、外侧间起到热绝缘作用；墙体框架(5)根据待测墙体的厚度设置为0.2～0.4m厚；所述的保温材料为常规保温材料发泡聚乙烯、发泡聚苯乙烯、发泡聚氨酯中的任一种。4.根据权利要求1所述的一种相变复合墙体热性能测试装置，其特征在于：所述热源(2)根据实际需要选择功率为50W～300W的白炽灯。5.根据权利要求1-4所述的任一种相变复合墙体热性能测试装置的测试方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，从测试箱体上取下墙体框架解下绑带，将测试箱体的四个墙体框架(5)分别取下来，以装载待测墙体；通过在墙体框架(5)内填充保温材料，防止待测墙体(9)在测试过程中的侧向导热；步骤二，砌筑待测墙体得中间体在测试箱体的四个墙体框架(5)的中心孔洞(6)的下边界各垫一层保温材料层，然后在四个中心孔洞(6)内各砌筑一面待测墙体(9)；若砌筑的待测墙体(9)的个数小于4，则用保温材料填充于剩余墙体框架...
【专利技术属性】
技术研发人员：张源，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：
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