
技术摘要:
本发明涉及热反射隔热材料检测技术领域,提供一种热反射隔热材料热阻的试验装置及该装置的控制方法,装置包括箱体,箱体的上表面形成用于放置隔热材料样板的放置平台,箱体的内部形成有中空的腔室;第一调节组件,设置于箱体的外部,用于调节隔热材料样板上表面的外部 全部
背景技术:
热反射隔热材料在应用到建筑时,往往通过建筑设计进行计算,但是,对于热反射 隔热材料参与建筑设计计算的隔热性能参数的研究还存在不足。因热反射材料为薄体界面 材料,其功能发挥需要一定的条件,并不能使用传统测试材料的导热系数或热阻进行评价。 目前对于热反射隔热材料隔热性能的研究主要集中在太阳光反射比、半球发射率、隔热温 差、等效热阻的计算上。 国外对太阳热反射材料隔热性能的研究主要在太阳光反射比和半球发射率方面, 其中以美国和日本研究最具有代表性。然而太阳光反射比或近红外反射比、半球发射率这 些参数能够揭示热反射隔热材料隔热的机理,却不能反映出隔热程度,也不能将其直接应 用于建筑设计中,不利于该类材料的进一步应用。 国内对热反射隔热材料的研究中通常采用隔热温差来表征其隔热的效果,然而, 隔热温差只是反映了同种工况下热反射隔热材料与参比板之间的温差,也不能用于建筑设 计。国内学者也研究了热反射隔热材料等效热阻计算方法。等效热阻的方法主要有3种:采 用稳态传热原理计算、采用围护结构非稳态传热原理计算和年耗电指数法。但是,等效热阻 的计算过程却忽略了热反射隔热材料基体蓄热情况、表面粗糙度等对其隔热性能的影响, 另外,等效热阻的计算受到模型的影响而呈现出不同数值的热阻,并不能真正地反映出热 反射隔热材料实际的隔热性能。 综上所述,国内外还没有建立实验室测试热反射隔热材料热阻的试验方法。 有鉴于此特提出本发明。
技术实现要素:
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种热 反射隔热材料热阻的试验装置。 本发明还提出一种热反射隔热材料热阻试验装置的控制方法。 根据本发明第一方面实施例的一种热反射隔热材料热阻的试验装置,包括 箱体,所述箱体的上表面形成用于放置隔热材料样板的放置平台,所述箱体的内 部形成有中空的腔室; 第一调节组件,设置于所述箱体的外部,用于调节所述隔热材料样板上表面的外 部环境参数; 第二调节组件,与所述箱体连接,用于调节所述腔室的内部环境参数; 监测组件,用于监测所述外部环境参数和所述内部环境参数; 控制器,分别与所述第一调节组件、所述第二调节组件和所述监测组件连接。 4 CN 111551582 A 说 明 书 2/10 页 根据本发明的一个实施例,所述第一调节组件包括 光源,设置于所述箱体的上方,在所述控制器的控制下,用于向所述隔热材料样板 表面发射光线; 反射罩,罩设于所述光源的上方,用于约束所述光源发射的光线,形成照射至所述 隔热材料样板上表面的平行光线。 具体来说,通过在所述箱体的上方设置所述光源,模拟了所述隔热材料样板在自 然光或者红外射线照射下的应用环境,根据不同的需求,通过所述控制器实现对不同照射 强度的调整,实现了对不同光照强度环境的模拟。 进一步地,在所述光源的上方设置所述反射罩,使得所述光源朝向其他区域发射 的光线,至少部分能够在所述反射罩的约束下,形成反射,反射后的光线形成平行光线,照 射于所述隔热材料样板的表面,在所述隔热材料样板的表面形成均匀的照射平面。 根据本发明的一个实施例,所述光源包括氙灯、镝灯和红外灯中任意一种或几种 的组合;具体来说,所述光源采用氙灯、镝灯和红外灯目的在于模拟所述隔热材料样板在自 然光或者红外射线照射下的应用环境。 根据本发明的一个实施例,所述第一调节组件包括 风机,设置于所述箱体的上方或侧方,在所述控制器的控制下,用于向所述隔热材 料样板的上表面送风; 风速传感器,设置于所述风机的送风路径上,用于向所述控制器反馈所述风机的 风速。 具体来说,通过在所述箱体的上方或侧方设置风机,模拟了所述隔热材料样板在 自然风存在下的应用环境,根据不同的需求,通过所述控制器调整所述风机的转速,实现对 不同风力强度的调整,实现了对不同量级风力环境的模拟。 进一步地,在所述风机送风路径上设置所述风速传感器,可以实现对所述风机送 风强度的获取,使得所述控制器能够更及时的收到反馈,对模拟环境进行及时调整。 根据本发明的一个实施例,所述第二调节组件包括 调节装置,与所述控制器连接,用于调节所述腔室内部的环境温度和/或湿度; 管路,一端与所述调节装置连接,另一端与所述腔室连接。 具体来说,通过所述调节装置对所述腔室内部的环境温度和/或湿度进行调节,使 得所述箱体外部的环境温度和/或湿度,与所述腔室内的环境温度和/或湿度的差值小于等 于环境温度和/或湿度调节值的10%,保证了试验时,能够获得更接近真实值的所述隔热材 料样板的参数,避免由于所述腔室内部空间有限,在外部模拟外部环境变化时,带来的所述 腔室内部环境温度和/或湿度的变化,造成试验结果的偏差。 根据本发明的一个实施例,所述监测组件包括 第一传感器,设置于所述腔室内部,用于向所述控制器反馈所述腔室内部的环境 温度和/或湿度; 第二传感器,设置于所述箱体的上表面,用于向所述控制器反馈所述隔热材料样 板的表面温度和/或湿度; 辐照计,设置于所述箱体的上表面,用于向所述控制器反馈所述隔热材料样板上 表面的环境辐照值; 5 CN 111551582 A 说 明 书 3/10 页 第三传感器,在所述腔室内,设置于靠近所述箱体的顶部一侧,用于向所述控制器 反馈所述隔热材料样板的表面温度; 热流密度传感器,在所述腔室内,设置于靠近所述箱体的顶部一侧,用于向所述控 制器反馈穿过所述隔热材料样板的环境热流密度。 具体来说,通过所述第一传感器、所述第二传感器、所述辐照计、所述第三传感器 和所述热流密度传感器的设置,可以快速捕捉到在模拟应用环境的情况下,所述隔热材料 样板的参数值,通过模拟热反射隔热材料应用环境,监测其辐照度、风速及表面温度等环境 参数,测试所述隔热材料样板在该环境中达到平衡状态时,其上表面温度、下表面温度及下 表面的热流密度,进而计算得到所述隔热材料样板的热阻,获得更接近真实数值,更能真正 反映出热反射隔热材料实际隔热性能的数据。 根据本发明的一个实施例,所述箱体的外表面和内表面之间夹置有绝热材料制成 的绝热层。 具体来说,通过在内外表面之间夹置绝热材料制成的绝热层,避免了由于所述隔 热材料样板上表面的环境温度和/或湿度的变化,影响所述腔室内的环境温度和/或湿度的 变化。 根据本发明第二方面实施例的一种热反射隔热材料热阻试验装置的控制方法,包 括如下步骤, 计算标准隔热材料样板的标准热阻; 调节所述标准隔热材料样板的所述外部环境参数; 调节所述外部环境参数后,计算出所述标准隔热材料样板的实际热阻; 根据所述标准热阻和所述实际热阻的比值计算出热阻当量; 将所述标准隔热材料样板更换为测试隔热材料样板,并重复上述调节所述外部环 境参数及计算步骤,计算出所述测试隔热材料样板的实际热阻; 根据所述热阻当量和所述测试隔热材料样板的实际热阻,计算出所述测试隔热材 料样板的标准热阻。 根据本发明的一个实施例,所述调节所述标准隔热材料样板的所述外部环境参数 包括如下步骤, 在调节所述标准隔热材料样板的所述外部环境参数的过程中,同时调节所述腔室 的所述内部环境参数,使得所述箱体外部的环境温度和/或湿度,与所述腔室内的环境温度 和/或湿度的差值小于等于环境温度和/或湿度调节值的10%。 具体来说,通过将所述箱体外部的环境温度和/或湿度,以及所述腔室内的环境温 度和/或湿度保持的差值小于等于环境温度和/或湿度调节值的10%,即,模拟所述隔热材 料样板在应用环境中,受到辐照度、风速、环境温度及湿度等环境参数变化影响,环境参数 的变化达到一个稳态的变化时,所述隔热材料样板自身性能及相应参数的变化也达到了一 个稳态,可以获得真正反映出所述隔热材料样板的隔热性能。 根据本发明的一个实施例,所述调节所述外部环境参数后,计算出所述标准隔热 材料样板的实际热阻包括如下步骤, 在计算所述标准隔热材料样板的实际热阻前,测量所述标准隔热材料样板的上表 面温度、下表面温度和热流密度;所述热流密度呈稳态变化后,记录所述标准隔热材料样板 6 CN 111551582 A 说 明 书 4/10 页 的上表面温度和下表面温度,并计算出所述标准隔热材料样板的实际热阻,计算公式如下, 式中, R—热阻,K/W; T外—隔热材料样板上表面的环境温度,K; T内—隔热材料样板下表面的环境温度,K; q—穿过隔热材料样板的环境热流密度,W/m2; A—隔热材料样板的面积,m2。 具体来说,通过将所述标准隔热材料样板和所述测试隔热材料样板,分别代入上 述公式中,可以计算出所述标准隔热材料样板和所述测试隔热材料样板的热阻。 本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果之一:通过 模拟热反射隔热材料的应用环境,并监测热反射隔热材料在相应环境下的各项指标变化, 测试其在该环境中达到平衡状态时的实际热阻,能够真正地反映出热反射隔热材料实际的 隔热性能,且可以根据实际需要对不同环境进行模拟,应用更加广泛。 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本发明的实践了解到。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1是本发明实施例提供的热反射隔热材料热阻的试验装置示意图。 图2是本发明实施例提供的热反射隔热材料热阻的试验装置控制逻辑第一示意 图。 图3是本发明实施例提供的热反射隔热材料热阻的试验装置控制逻辑第二示意 图。 图4是本发明实施例提供的热反射隔热材料热阻的试验装置控制逻辑第三示意 图。 附图标记: 1:箱体;101:腔室;2:控制器;3:光源;4:反射罩;5:风机;6:风速传感器;7:第一传 感器;8:调节装置;9:管路;10:第二传感器;11:辐照计;12:第三传感器;13:热流密度传感 器;14:隔热材料样板。 需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范 围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。 7 CN 111551582 A 说 明 书 5/10 页