本实用新型涉及一种建筑外窗节能性能检测领域，具体地说是一种外窗节能性能现场检测设备。
背景技术：
在我国南方地区，因夏季太阳辐射造成建筑制冷能耗很高，且随气候暖化不断增长，夏热冬冷地区夏季拉闸限电已经成常态，严重影响人们生活和社会经济发展。在建筑外窗设置遮阳设施可有效降低夏季空调能耗，尤其是活动遮阳在冬季还不增加采暖能耗，目前越来越多的建筑工程安装遮阳装置的外窗或遮阳系数低的外窗。
目前评价建筑门窗节能性能的主要方法为在实验室中检测该类建筑外窗的得热量和太阳得热系数等参数，建筑行业标准《建筑门窗遮阳性能检测方法》JG/T440-2014和《建筑遮阳产品隔热性能试验方法》JG/T281-2010中都详细介绍采用人工光源检测门窗或安装遮阳装置的门窗遮阳性能的检测设备及检测方法。
建筑外窗虽然可以在实验室检测节能性能，但在实际工程应用中，为了确保产品质量，避免现场建筑外窗的节能性能以次充好，在建筑应用的很多产品都需现场检测。而对于现场安装的具有遮阳功能的门窗，由于现有外窗遮阳性能检测设备结构复杂、移动不便，不能用于现场外窗节能性能的检测，目前现有技术缺乏现场检测建筑外窗节能性能的检测装置及检测方法，急需研究相应的外窗节能性能现场检测技术。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种外窗节能性能现场检测设备，可对建筑外窗的节能性能进行现场检测，确保了建筑门窗在工程应用的节能性能。
为此，本实用新型采用如下的技术方案：一种外窗节能性能现场检测设备，它包括计量箱和温度控制装置，所述计量箱包括设有透光口的第一计量箱和设有水箱的第二计量箱，所述第一计量箱位于第二计量箱的上方，与第二计量箱有第一共用面，所述第一共用面上设有第一洞口；所述温度控制装置包括制冷制热装置、设置在第一计量箱内的温度传感器、风扇、加热器和控制模块；所述制冷制热装置包括半导体制冷片和第二热交换器，所述半导体制冷片设置在所述第一洞口中，具有产生冷量/热量的第一变温表面和产生热量/冷量的第二变温表面，所述第一变温表面位于第一计量箱内，所述第二变温表面位于第二计量箱内，所述第二热交换器设置在水箱中，其上部与第二变温表面连接；所述控制模块分别与温度传感器、半导体制冷片、加热器、风扇连接，用于将温度传感器采集的温度与预设温度进行对比，根据比较结果对半导体制冷片、加热器和风扇进行调节。
进一步地，所述外窗包括具有遮阳功能的外窗。
进一步地，所述外窗节能性能现场检测设备还包括数据处理系统。
进一步地，所述制冷制热装置还包括第一热交换器，所述第一热交换器与第一变温表面连接。
进一步地，所述计量箱采用保温材料。
进一步地，所述第一计量箱的内壁均设为黑色。
进一步地，所述计量箱紧贴所述外窗的室内侧，与所述外窗的接缝处设有密封材料。
进一步地，所述外窗节能性能现场检测设备还包括将所述计量箱与所述外窗牢固紧贴的固定装置。
进一步地，所述第二热交换器包括基板和安装在所述基板上的多个翅片，所述基板与所述第二变温表面接触。
本实用新型的有益效果是：
（1）采用结构小巧的半导体制冷片为第一计量箱提供冷量进行制冷，有效减小了现场检测装置制冷设备的结构和尺寸，使检测装置移动方便；
（2）通过将采集的第一计量箱内的温度与预设温度对比来调节半导体制冷片、加热器和风扇，使第一计量箱内的温度波动满足检测要求。
附图说明
图1为外窗节能性能现场检测设备结构示意图。
图2为温度控制装置连接图。
图3为数据处理系统连接图。
附图标记说明：1-太阳能总辐射表，2-外窗，3-第一计量箱，4-第一热交换器，5-半导体制冷片，6-制冷制热装置，7-第二计量箱，8-密封材料，9-计量箱，10-温度传感器，11-加热器，12-第一功率传感器，13-风扇，14-第二功率传感器，15-水位传感器，16-第二热交换器，17-水温传感器，18-水箱。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细阐述。
参见图1、图2和图3所示，本实施例提供的一种外窗节能性能现场检测设备，它包括计量箱9和温度控制装置。
优选地，所述外窗2包括具有遮阳功能的外窗。例如设有外遮阳的外窗、设有中置遮阳的外窗、设有遮阳模的外窗或low-e玻璃窗。
所述计量箱9包括设有透光口的第一计量箱3和设有水箱18的第二计量箱7，所述第一计量箱3位于第二计量箱7的上方，与第二计量箱7有第一共用面，所述第一共用面上设有第一洞口；所述透光口在检测时紧贴外窗2室内侧，用于太阳光透过外窗2进入第一计量箱3内。
优选地，所述水箱18可从所述第一洞口放入，或者所述第二计量箱上设有第二洞口和用于打开和关闭第二洞口的保温盖板，所述水箱可从所述第二洞口放入或取出。
优选地，为了有效隔绝计量箱9内部热量与外部的传递，所述计量箱9采用保温材料。
优选地，为使第一计量箱3完全吸收进入外窗2的太阳光，所述第一计量箱3的内壁均设为黑色。
优选地，为了外窗与计量箱之间的缝隙密封，所述计量箱9紧贴所述外窗2的室内侧，与所述外窗2的接缝处设有密封材料8。为了减少计量箱内的热量散失，密封材料8外部还设有保温材料。
所述温度控制装置包括制冷制热装置6、设置在第一计量箱3内的温度传感器10、风扇13、加热器11和控制模块。
所述制冷制热装置6包括半导体制冷片5和第二热交换器16，所述半导体制冷片5设置在所述第一洞口中，具有产生冷量/热量的第一变温表面和产生热量/冷量的第二变温表面，所述第一变温表面位于第一计量箱3内，所述第二变温表面位于第二计量箱7内，所述第二热交换器16设置在水箱18中，其上部与第二变温表面连接。
具体地，半导体制冷片5连接直流电，第一变温表面产生的冷量/热量用于第一计量箱3的制冷/制热，第二变温表面产生的热量/冷量采用第二热交换器16设置在水箱18中完全吸收。
优选地，所述半导体制冷片5与所述第一洞口的缝隙通过聚氨酯泡沫填缝剂密封，用于减少第一计量箱3与第二计量箱7之间的传热。
优选地，为了进一步提高水箱18的水和半导体制冷片5之间的热交换效率，所述第二热交换器16包括基板和安装在所述基板上的多个翅片，所述基板与所述第一变温表面接触。例如，可采用在第二变温表面涂抹导热硅胶使基板和变温表面接触，以提高换热效率。也可以通过摩擦焊的形式把基板直接焊接在第二变温表面上，以使传热界面实现零热阻。
为使半导体制冷片5提供的冷量快速用于第一计量箱3的制冷，所述制冷制热装置6还包括第一热交换器4，所述第一热交换器4与第一变温表面连接。此外，为了提高所述第一计量箱内空气与半导体制冷片5的热交换效率，所述第一热交换器4的结构和连接方式与第二热交换器16相同，所述第一热交换器4包括第二基板和安装在所述基板上的多个第二翅片，所述第二基板与所述第一变温表面接触。例如，可采用在第二变温表面涂抹导热硅胶使基板和变温表面接触，以提高换热效率。也可以通过摩擦焊的形式把第二基板直接焊接在第二变温表面上，以使传热界面实现零热阻。
所述控制模块分别与温度传感器10、半导体制冷片5、加热器11、风扇13连接，用于将温度传感器10采集的温度与预设温度进行对比，根据比较结果对半导体制冷片5、加热器11和风扇13进行调节。
具体地，当温度传感器10的数量为多个时，采集的温度为多个温度传感器采集的平均温度。
具体地，所述控制模块的控制模式为：控制风扇14打开，并通过PID技术分别控制半导体制冷片5、加热器11的工作，将温度传感器10实时采集的温度与预设温度进行对比，根据对比结果实时调节半导体制冷片5的用电功率和加热器11的加热功率，通过不断调节将第一计量箱3内的空气温度控制在预设温度的波动范围之内，例如将第一计量箱3内的空气温度控制在26 +0.5°C内。
具体地，所述控制模块控的控制模式还可以为：控制风扇14打开和半导体制冷片5以预设用电功率工作，并通过PID技术分别控制加热器11的工作，将温度传感器10实时采集的温度与预设温度进行对比，根据对比结果实时调节加热器11的加热功率，通过不断调节将第一计量箱3内的空气温度控制在预设温度的波动范围之内。
为了减少外窗室内外温差传热对检测数据的影响，不同传热系数的外窗2对得热量计量的影响，优选地，所述预设温度为所述外窗2室外侧在所述温度控制装置启动前预设时间内的平均空气温度或平均空气温度与第二预设温度之差。
具体地，所述外窗2室外侧的空气温度，可在温度控制装置启动前预设时间内采用温度检测仪进行检测，取其平均值，并将该平均值作为预设温度，可使外窗检测时第一计量箱3的空气温度与室外侧的空气温度几乎相同，外窗内外侧几乎不传热，第一计量箱3只进行遮阳得热测试。同时，还可以将所述平均值与第二预设温度之差作为预设温度，可使外窗检测时第一计量箱3的空气温度与室外侧的空气温度相差几乎相同，减少了室内外温差对遮阳得热测试的影响。
所述第二预设温度为5°C~10°C。
具体的，所述预设时间优选为2min~20min。
优选地，所述外窗节能性能现场检测设备还包括数据处理系统，所述数据处理系统包括太阳能总辐射表1、水温传感器17、第一功率传感器12、第二功率传感器14、时间模块和数据处理模块。
所述第一功率传感器12分别与加热器11、数据处理模块连接，用于检测加热器11的加热功率。
所述第二功率传感器14分别与半导体制冷片5、数据处理模块连接，用于检测半导体制冷片5的用电功率。
所述水温传感器17与数据处理模块连接，用于检测水箱18的水温。
所述太阳能总辐射仪1与数据处理模块连接，用于检测所述建筑外窗2的太阳辐射强度。
所述时间模块与数据处理模块连接。
所述数据处理模块用于根据预设采集时间、预设水质量值、预设透光口面积、预设得热公式和采集的数据计算所述建筑外窗2的遮阳系数或太阳得热系数。
优选地，所述数据处理模块在预设采集时间内用于根据所述加热器11的加热功率、所述半导体制冷片5的用电功率、所述水箱18的水温、所述建筑外窗2的太阳辐射强度、所述预设水质量值、所述预设透光口面积和预设得热公式计算所述建筑外窗2的遮阳系数或太阳得热系数。
具体地，所述数据处理模块包括预设单元、采集单元和计算单元，其中，
所述预设单元用于预先设置预设采集时间、预设水质量值、预设透光口面积和预设得热公式，所述预设采集时间包括初始时间和末尾时间；
所述采集单元用于在所述预设采集时间内采集各个时刻的加热器11的加热功率、所述半导体制冷片5的用电功率、所述水箱18的水温和所述建筑外窗2的太阳辐射强度；
所述计算单元用于根据各个时刻采集的数据计算所述建筑外窗2的遮阳系数或太阳得热系数。
为了准确计量建筑外窗的得热量，所述预设采集时间应尽量小，预设采集时间优选为0.2s~60s。
所述预设水质量值为水箱18中的水质量值，可在检测前测量水箱的水位值，水位值可通过该现场检测装置中的水位传感器15检测或通过专用水位测量仪测量，水箱的内壁尺寸通过测量得出，根据水箱内壁尺寸和水位值计算水的质量值，并将该质量值预设在数据处理模块中。
所述预设透光口面积可在检测前测量第一计量箱3的透光口尺寸并计算得出。
所述预设得热公式为太阳得热系数计算公式，所述太阳得热系数计算公式为：
g-外窗的太阳得热系数；
C-水的比热容,4200J/（kg·℃）；
m-预设水质量值，单位为Kg；
t-预设采集时间，单位为s，即水从初始温度升高到末尾温度的升温时间；
T2-水吸热t时间后的末尾温度，即末尾时间的水箱水温值，单位为℃，可通过水温传感器实时测量；
T1-水的初始温度，即初始时间的水箱水温值，单位为℃，可通过水温传感器实时测量；
A- 预设透光口面积，单位为m2，
W-外窗预设采集时间内的平均太阳辐射强度，或是外窗初始时间和末尾时间的平均太阳辐射强度，单位为W/m2；
Y-半导体制冷片预设采集时间内的平均用电功率，或是初始时间和末尾时间的平均用电功率，单位为W；
J-加热器预设采集时间内的平均加热功率，或是初始时间和末尾时间的平均加热功率，单位为W。
根据太阳得热系数可计算外窗的遮阳系数，所述遮阳系数计算公式为：
SC=g/0.87 （2）
SC-外窗的遮阳系数；
g-外窗的太阳得热系数。
上述计算公式为太阳得热系数或遮阳系数的理论计算公式，在实际测试中，有时需考虑系统误差得热量，所述系统误差得热量包括计量箱内外壁面的温差传热、传感器精度误差和缝隙传热等，在检测装置设计时通常选用高进度的传感器避免传感器精度误差，在缝隙处设置保温材料避免缝隙传热，此时所述系统误差主要为计量箱内外壁面的温差传热，所述太阳得热系数计算公式为：
M-由标定试验确定的计量箱外壁热流系数；
Δθ-计量箱内外侧温度差。
在实际操作中，控制室内空调装置将室内温度与第一计量箱内温度相同，该情况下计量箱内外壁面的温差传热几乎为0，计量箱内外壁面的温差传热就可忽略不计。
优选地，所述外窗节能性能现场检测设备还包括将所述计量箱9与所述外窗2牢固紧贴的固定装置。所述固定装置可以为缠绕紧固计量箱和外窗的绳索或专用夹具，绳索的两端可固定在外窗窗扇上。
优选地，所述外窗节能性能现场检测设备还包括用于支撑所述计量箱9的支架，所述支架用于支撑计量箱8，同时也可为上述固定装置提供稳固的固定端。
在本实施例中，透光口面积、预设得热公式预先设置在数据处理模块中，检测前测试水箱18中的水位，测量后设置在数据处理模块中，然后将计量箱9安装在外窗2室内侧，第一计量箱3的透光口紧贴外窗2，并将透光口与外窗2的接缝处用密封材料密封，在密封材料外部再设置保温材料。
外窗节能性能现场设备装置安装完毕后，启动检测装置，温度传感器10实时检测第一计量箱3内部的空气温度，风扇11打开，温度控制模块将所述第一计量箱3内部的空气温度与预设温度对比，并通过PID技术控制半导体制冷片5的用电功率和加热器9的加热功率，当第一计量箱3内部的空气温度在预设范围内时，数据处理系统开始采集太阳辐射强度、水箱18的水温、半导体制冷片5的用电功率，数据处理模块每隔预设间隔时间采集数据，并在预设采集时间内采集各个时刻的太阳辐射强度、水箱的水温、半导体制冷片的用电功率，数据处理模块根据采集的数据自动计算外窗的太阳得热系数或遮阳系数。
本实用新型的保护范围并不局限于上述描述，任何在本实用新型的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均在本实用新型的保护范围之内。