專利名稱：一種用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及各種遮陽產品隔熱性能的檢測，具體地說是一種用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置。
背景技術：
近年來，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑節(jié)能的問題越來越受到人們的重視。在夏熱地區(qū)，遮陽對降低建筑能耗，提高室內居住舒適性有顯著的效果，遮陽產品在國內的生產和應用越來越廣泛，其中，遮陽產品的隔熱性能是影響其節(jié)能效果、室內熱環(huán)境調節(jié)效果的主要性能。因此需要檢測裝置對遮陽產品的隔熱性能進行檢測。現(xiàn)有的建筑檢測設備采用防護熱箱法測量太陽能輻射熱和使用風機盤管散發(fā)冷量，該方法雖然能較好的測量遮陽產品的隔熱性能，但存在測試裝置尺寸過大、測量時間過長、風機盤管換熱量受冷水機組進出口水溫影響較大和需人工傾角調節(jié)等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種結構合理的用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，以快速、準確自動檢測各種遮陽產品和玻璃窗的隔熱性能。為此，本發(fā)明采用如下的技術方案一種用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，包括測試裝置主體，其特征在于，所述測試裝置主體的兩側通過水平轉軸連接在一支撐架上，該支撐架安裝在一旋轉平臺上，旋轉平臺上還裝有用于調節(jié)測試裝置主體O 40°傾角的傾角調節(jié)機構，所述的測試裝置主體包括標準計量箱、對比測試計量箱、標準冷卻銅板、對比測試冷卻銅板和后蓋板，所述的標準計量箱與對比測試計量箱并排設置，兩計量箱之間設有隔熱層，標準計量箱和對比測試計量箱的前部各裝有一塊玻璃，兩塊玻璃之間裝有太陽總輻射表，標準冷卻銅板連接在標準計量箱的后部，對比測試冷卻銅板連接在對比測試計量箱的后部，后蓋板蓋在標準冷卻銅板和對比測試冷卻銅板上且與標準計量箱和對比測試計量箱連接，標準冷卻銅板和對比測試冷卻銅板中空，形成的空腔通過導管與一恒溫冷水源裝置連接。本發(fā)明使用時，在對比測試計量箱玻璃外安裝外遮陽裝置，在標準計量箱玻璃外不安裝外遮陽裝置。所述的恒溫冷水源裝置提供設定溫度的冷水，并通過兩根導管分別與一冷卻銅板空腔的進、出水口連接，形成檢測裝置的水冷系統(tǒng)，使冷卻銅板空腔內的冷水相對恒溫，該水冷系統(tǒng)與原有的風冷方式不同，裝有恒溫冷水的冷卻銅板直接與計量箱內大面積接觸， 由于冷卻銅板與箱內溫差較大，使冷輻射傳熱量比風冷方式更大，縮短了檢測時間。此外， 兩個冷卻銅板連接同一恒溫冷水源，可使兩個計量箱測試前調試的溫度差較小。所述的標準計量箱、對比測試計量箱、標準冷卻銅板、對比測試冷卻銅板和玻璃的內壁均貼有熱流計，所述的標準計量箱、對比測試計量箱、標準冷卻銅板、對比測試冷卻銅板和玻璃的內壁均貼有熱電偶，熱電偶用來測量各內壁的溫度，可得出當時箱內的溫度，所述的熱流計和熱電隅通過數(shù)據(jù)線與一數(shù)據(jù)采集裝置連接。本發(fā)明對兩個計量箱各內壁(包括玻璃)和兩冷卻銅板內壁貼熱流計直接進行數(shù)據(jù)采集，得出兩個計量箱內壁(包括玻璃)的傳熱量和恒溫冷水帶走的熱量，根據(jù)熱量平衡原理可以得出它們各自的太陽輻射熱量。與現(xiàn)有風冷方式的檢測裝置通過計量恒溫冷水源進出口水溫差和水流量間接得出風機盤管換熱量的得熱參數(shù)采集計量系統(tǒng)相比，能更準確地測量出太陽輻射熱量。作為優(yōu)選，所述的0 40°傾角調節(jié)機構包括固定架、固定在固定架上的傾角調節(jié)電機、搖桿、連桿和圓盤組成，傾角調節(jié)電機的輸出軸與圓盤的中心連接，連桿的一端軸接在圓盤的邊緣，連桿的另一端與搖桿的一端固定連接，搖桿橫向固定在測試裝置主體上； 所述的固定架安裝在旋轉平臺上或支撐架的底座上。傾角調節(jié)電機帶動圓盤旋轉，從而使測試裝置主體發(fā)生偏轉。作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括一自動跟蹤太陽軌跡控制系統(tǒng)，該自動跟蹤太陽軌跡控制系統(tǒng)包括太陽位置跟蹤傳感器和ARM嵌入式處理器，太陽位置跟蹤傳感器將太陽位置信號傳輸給ARM嵌入式處理器，然后ARM嵌入式處理器通過驅動電路控制傾角調節(jié)電機和旋轉電機轉動，使測試裝置自動跟蹤太陽軌跡，得到當時最大的太陽輻射量，有效縮短了測試時間。作為優(yōu)選，所述的標準計量箱和對比測試計量箱的材料為保溫材料。作為優(yōu)選，所述的標準計量箱和對比測試計量箱外壁均涂有反射隔熱涂料，可以有效減小外界對計量箱的傳熱影響。作為優(yōu)選，所述的數(shù)據(jù)采集裝置為單片機。本發(fā)明可以自動跟蹤太陽運動軌跡快速且準確地測量出遮陽產品的太陽輻射量， 可適用于各種遮陽產品和玻璃的隔熱性能檢測。本發(fā)明采用水冷系統(tǒng)和直接貼熱流計計量傳熱量的方法，并使用自動化控制技術，可在無人狀態(tài)下進行測量，可以充分利用太陽的自然光進行各種遮陽產品更短、更精確的隔熱性能檢測。下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1中A-A向剖視圖。圖4是本發(fā)明在對比測試計量箱玻璃前安裝外遮陽裝置的結構示意圖。圖5是本發(fā)明計量箱各部分熱量示意圖。
具體實施例方式如圖所示的用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，測試裝置主體的兩側通過水平轉軸20連接在支撐架19上，該支撐架19安裝在旋轉平臺15上，旋轉平臺15上還裝有用于調節(jié)測試裝置主體傾角的0 40°傾角調節(jié)機構，所述的旋轉平臺15由一位于其下方的旋轉電機16帶動旋轉。所述的測試裝置主體由標準計量箱1、對比測試計量箱2、標準冷卻銅板5、對比測試冷卻銅板8和后蓋板6組成，所述的標準計量箱1與對比測試計量箱2并排設置，兩計量箱之間設有隔熱層4，標準計量箱1和對比測試計量箱2的前部各裝有一塊玻璃，兩塊玻璃之間裝有太陽總輻射表22，對比測試計量箱2玻璃外安裝外遮陽裝置19，標準冷卻銅板5連接在標準計量箱1的后部，對比測試冷卻銅板8連接在對比測試計量箱2的后部，后蓋板6蓋在標準冷卻銅板5和對比測試冷卻銅板8上且與標準計量箱1和對比測試計量箱2連接，標準冷卻銅板和對比測試冷卻銅板中空，形成的空腔通過導管與恒溫冷水源裝置7連接。所述的傾角調節(jié)機構由固定架10、固定在固定架上的傾角調節(jié)電機11、搖桿14、 連桿13和圓盤12組成，傾角調節(jié)電機11的輸出軸與圓盤12的中心連接，連桿13的一端軸接在圓盤12的邊緣，連桿13的另一端與搖桿14的一端固定連接，搖桿14橫向固定在后蓋板6上。所述的固定架10安裝在支撐架的底座9上。本發(fā)明還包括一自動跟蹤太陽軌跡控制系統(tǒng)，該自動跟蹤太陽軌跡控制系統(tǒng)由太陽位置跟蹤傳感器和ARM嵌入式處理器組成，太陽位置跟蹤傳感器將太陽位置信號傳輸給 ARM嵌入式處理器，然后ARM嵌入式處理器通過驅動電路控制傾角調節(jié)電機和旋轉電機轉動。在計量箱體每個內壁和玻璃按對角線方向均勻布置有2個熱流計17，用來測量通過內壁的熱量損失；在冷卻銅板內壁上按對角線方向均勻布置4個熱流計，用來測量通過冷卻銅板的熱量傳遞；在計量箱的每個內壁(包括玻璃)和冷卻銅板內壁按對角方向均勻布置有4個熱電偶18來測量各內壁溫度。所述的熱流計和熱電隅通過數(shù)據(jù)線與單片機連接。 單片機進行數(shù)據(jù)采集，得出兩個計量箱內壁(包括玻璃)的傳熱量和恒溫冷水帶走的熱量， 根據(jù)熱量平衡原理可以得出它們各自的太陽輻射熱量。計量箱體長度均為2米，寬度均為2米，高度為1米，材料為高性能保溫材料，箱體厚度是8cm;其前壁均有邊長為1.5米的正方形開口，用于安裝玻璃。計量箱外壁均涂有高反射隔熱涂料。為了減小測量誤差，先要對冷卻銅板和計量箱的溫差進行校準，由于冷卻銅板溫度和計量箱空氣溫度存在不一致，因此在首次測試時應進行冷卻銅板和計量箱的溫差校準試驗，假定此時室外溫度為Tl，那么控制恒溫冷水源的溫度使冷卻銅板溫度也為Tl，但由于熱傳導介質的不同，計量箱空氣中的溫度為T2，這樣計量箱空氣的溫度和冷卻銅板將存在一個溫差ΔΤ=Τ1-Τ2，此溫差一般為常數(shù)。因此在后續(xù)的測試時應先對冷卻銅板和計量箱的溫差進行校準，如需要設定計量箱溫度為Τ3，則恒溫冷水源的設定溫度為Τ3+ΔΤ。試驗前先對外界的的風速、溫度和輻射照度進行測量，當環(huán)境風速小于4m/s，溫度不低于8° C，自然光源在無遮陽時垂直到達3mm標準透明平板玻璃的輻射強度不小于 400W/m2時，可進行遮陽產品隔熱性能測試。測試時先將兩個計量箱的溫度設定為C， 其溫度差小于0.5° C,在現(xiàn)場狀態(tài)下對兩個計量箱的溫度進行校準。校準結束后，在對比測試計量箱上安裝遮陽產品，然后對兩個計量箱各內壁(包括玻璃)和冷卻銅板內壁進行熱量和溫度數(shù)據(jù)采集。測試過程中，冷卻銅板不斷的帶走計量箱內的熱量，經過一段時間后，當兩個計量箱箱內溫度重新穩(wěn)定在26° C左右時，可根據(jù)熱量平衡原理得出太陽輻射得熱量。如圖5 所示，對于標準計量箱和對比測試計量箱，在密閉的情況下，計量箱內的太陽輻射得熱量I 可由下式計算Qr=Qt-Qx-Qb，(1)
Qt為冷卻銅板帶走的得熱量， I為計量箱各內壁傳熱量， Qb為玻璃內外溫差造成的傳熱量。透過計量箱玻璃的太陽輻射得熱系數(shù)SHGC由下式計算
Qz=EAw(2)
SHGC= Qr/ Qz(3)
Ab為計量箱玻璃的面積 E為太陽的輻射照度 Qz為太陽總輻射能
由于計量箱各內壁傳熱量I、冷卻銅板帶走的熱量隊和玻璃內外溫差造成的傳熱量％ 可由熱流計直接測得，計量箱玻璃的面積Ab已知，太陽光的輻射照度E通過太陽總輻射表測得，根據(jù)式(1)可直接得出進入計量箱內的太陽輻射得熱量。根據(jù)式(2)，式(3)可得出透過計量箱玻璃的太陽輻射得熱系數(shù)SHGC。由于兩個計量箱從相同，其他參數(shù)均不一樣，通過各自的熱流計測得，根據(jù)以上公式可得出標準計量箱的得熱系數(shù)SHGC1和對比測試計量箱的得熱系數(shù)SHGC2,通過對比這兩個參數(shù)就可得出遮陽產品的隔熱性能。
權利要求
1.一種用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，包括測試裝置主體，其特征在于，所述測試裝置主體的兩側通過水平轉軸連接在一支撐架上，該支撐架安裝在一旋轉平臺上，旋轉平臺上還裝有用于調節(jié)測試裝置主體0 40°傾角的傾角調節(jié)機構，所述的測試裝置主體包括標準計量箱、對比測試計量箱、標準冷卻銅板、對比測試冷卻銅板和后蓋板，所述的標準計量箱與對比測試計量箱并排設置，兩計量箱之間設有隔熱層，標準計量箱和對比測試計量箱的前部各裝有一塊玻璃，兩塊玻璃之間裝有太陽總輻射表，標準冷卻銅板連接在標準計量箱的后部，對比測試冷卻銅板連接在對比測試計量箱的后部，后蓋板蓋在標準冷卻銅板和對比測試冷卻銅板上且與標準計量箱和對比測試計量箱連接，標準冷卻銅板和對比測試冷卻銅板中空，形成的空腔通過導管與一恒溫冷水源裝置連接；所述的標準計量箱、對比測試計量箱、標準冷卻銅板、對比測試冷卻銅板和玻璃的內壁均貼有熱流計，所述的標準計量箱、對比測試計量箱、標準冷卻銅板、對比測試冷卻銅板和玻璃的內壁均貼有熱電偶，所述的熱流計和熱電隅通過數(shù)據(jù)線與一數(shù)據(jù)采集裝置連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，其特征在于，所述的0 40°傾角調節(jié)機構包括固定架、固定在固定架上的傾角調節(jié)電機、搖桿、連桿和圓盤組成， 傾角調節(jié)電機的輸出軸與圓盤的中心連接，連桿的一端軸接在圓盤的邊緣，連桿的另一端與搖桿的一端固定連接，搖桿橫向固定在測試裝置主體上；所述的固定架安裝在旋轉平臺上或支撐架的底座上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，其特征在于，所述的旋轉平臺由一位于其下方的旋轉電機帶動旋轉。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，其特征在于，它還包括一自動跟蹤太陽軌跡控制系統(tǒng)，該自動跟蹤太陽軌跡控制系統(tǒng)包括太陽位置跟蹤傳感器和 ARM嵌入式處理器，太陽位置跟蹤傳感器將太陽位置信號傳輸給ARM嵌入式處理器，然后 ARM嵌入式處理器通過驅動電路控制傾角調節(jié)電機和旋轉電機轉動。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，其特征在于，所述的標準計量箱和對比測試計量箱的材料為保溫材料。
6.根據(jù)權利要求4所述的用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，其特征在于，所述的標準計量箱和對比測試計量箱外壁均涂有反射隔熱涂料。
7.根據(jù)權利要求4所述的用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集裝置為單片機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于檢測遮陽產品隔熱性能的裝置。本發(fā)明包括測試裝置主體，其特征在于，所述測試裝置主體的兩側通過水平轉軸連接在一支撐架上，該支撐架安裝在一旋轉平臺上，旋轉平臺上還裝有用于調節(jié)測試裝置主體0～40°傾角的傾角調節(jié)機構，所述的標準計量箱、對比測試計量箱、標準冷卻銅板、對比測試冷卻銅板和玻璃的內壁均貼有熱流計，所述的標準計量箱、對比測試計量箱、標準冷卻銅板、對比測試冷卻銅板和玻璃的內壁均貼有熱電偶，所述的熱流計和熱電偶通過數(shù)據(jù)線與一數(shù)據(jù)采集裝置連接。本發(fā)明結構簡單，實現(xiàn)自動化控制，可用于各種遮陽產品和玻璃窗隔熱性能的檢測。
文檔編號G01N25/20GK102539473SQ201210008458
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2012年1月12日
發(fā)明者曾憲純, 李海波, 王立, 陳文杰 申請人:浙江省建筑科學設計研究院有限公司