一种建筑外窗隔热性能快速检测设备的制作方法

本发明涉及一种建筑外窗检测领域，具体地说是一种建筑外窗隔热性能快速检测设备。

背景技术：

外窗是建筑围护结构的重要组成部分,也是建筑能耗损失的薄弱环节。随着国家对门窗的节能、环保的等级要求越来越高,各地对建筑外窗的隔热性能指标越来越高，现有大多门窗企业多采用在门窗上设置活动遮阳或low-e膜等措施以提高外窗的隔热性能。

目前评价建筑外窗隔热性能指标主要是遮阳系数和太阳得热系数，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外窗遮阳系数或太阳得热系数的检测设备及检测方法，两种标准都基于稳态传热原理，采用标定热箱发检测建筑外窗的遮阳系数sc或太阳得热系数shgc，上述检测方法虽然可较好地检测建筑外窗的隔热性能，但热计量箱内空气温度稳定时间较长且分布较不均匀，导致检测数据准确性一般、检测时间较长和检测能耗较高。这是由于在现有的建筑外窗隔热性能检测装置中，热计量箱的尺寸较大（长和宽一般不小于2m×2m，进深一般不小于1m）和热交换器设置在热计量箱内腔后部，且由于检测的外窗种类较多，在人工模拟光源照射下不同类型的外窗会导致热计量箱内温度分布不同和热交换器吸热速度不同。

例如，对于设有建筑百叶遮阳的外窗，模拟光照射透过外窗进入热计量箱内的上部，导致热计量箱内的上部空气温度相对较高；对于设有建筑硬卷帘的外窗，模拟光小部分反射回去，大部分会照射到外窗上被吸收，吸收的热量再传到到热计量箱内，热计量箱靠近外窗的区域温度会明显偏高；对于高透low-e玻璃窗或普通中空玻璃窗，模拟光透光外窗会照射到热计量箱后侧，导致热计量箱内的后侧温度相对较高，对于低透low-e玻璃窗，模拟光透过外窗进入热计量箱后侧的较少，大部分模拟光被玻璃吸收，从而导致热计量箱靠近外窗的区域温度会明显偏高。

现有的检测装置对于不同类型的外窗都采用相同的检测方法，即热计量箱内腔后侧设置热交换器来吸收热量和通过不同位置的温度传感器采集的平均空气温度来判断热计量箱的温度波动幅度，这种方式对于高透low-e玻璃窗或普通中空玻璃窗检测非常合适，其进入热计量箱内的大部分热量迅速被热交换器吸收，热计量箱内不同位置的空气温度分布也较为均匀，空气温度波动幅度可快速满足检测要求；但对于设有建筑百叶遮阳的外窗，由于模拟光透过外窗进入热计量箱的热量大部分位于上部，热交换器不能直接吸收热量，只能通过空气热量传递将该部分热量吸收，热计量箱内不同位置的空气温度分布较为不均匀，空气温度波动幅度在较长时间内才能满足检测要求，从而导致整体上检测装置用电能耗较高，同理，对于设有建筑硬卷帘的外窗或其他类型的外窗，也存在上述缺点。

因此，目前急需研发一种适合多类型外窗快速检测隔热性能的技术和装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种建筑外窗隔热性能快速检测设备，根据检测时热计量箱内的温度分布状况，控制相应的变频风机工作使热计量箱内的温度值和波动范围快速符合检测要求，大大减少装置的检测时间和检测能耗，使不同类型外窗的隔热性能检测数据更加准确。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种建筑外窗隔热性能快速检测设备，包括人工光源、内环境箱、计量箱、外环境箱和水冷计量系统，其特征在于，所述建筑外窗隔热性能快速检测设备还包括温度快速调节系统，所述温度快速调节系统包括上部温度传感器、左部温度传感器、右部温度传感器、第一变频风机、第二变频风机和控制装置，所述上部温度传感器设置在所述计量箱内腔上部，用于检测计量箱内腔上部的空气温度，所述左部温度传感器设置在所述计量箱内腔左部且靠近外窗试件，用于检测计量箱内腔左部的空气温度，所述右部温度传感器设置在所述计量箱内腔右部且靠近热交换器，用于检测计量箱内腔右部的空气温度，所述第一变频风机倾斜设置在计量箱内腔上部，其出风口朝向热交换器，所述第二变频风机设置在计量箱内腔左部，其出风口朝向热交换器，所述控制装置分别与上部温度传感器、左部温度传感器、右部温度传感器、第一变频风机、第二变频风机电连接，用于根据计量箱内腔上部的空气温度、计量箱内腔左部的空气温度和计量箱内腔右部的空气温度来分别控制第一变频风机和第二变频风机的工作。

进一步地，所述控制装置用于根据上部温差值、左部温差值和计量箱内腔左部的空气温度来分别控制第一变频风机和第二变频风机的工作，其中，上部温差值为计量箱内腔上部的空气温度与计量箱内腔右部的空气温度的差值，左部温差值为计量箱内腔左部的空气温度与计量箱内腔右部的空气温度的差值。

进一步地，所述控制装置具体包括：

将上部温差值与预设温差值进行对比，将左部温差值与预设温差值进行对比，将计量箱内腔左部的空气温度分别与第一预设温度值、第二预设温度值进行对比；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第二预设温度值，则控制第一变频风机控以第一预设风速运行，控制第二变频风机以第一预设风速运行；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值小于预设温差值，则控制第一变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值大于或等于预设温差值，则控制第一变频风机以第二预设风速运行；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第一预设温度值，左部温差值小于预设温差值，则控制第二变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，左部温差值大于或等于预设温差值，则控制第二变频风机以第二预设风速运行；

如果计量箱内腔左部的空气温度小于第一预设温度值，则控制第一变频风机和第二变频风机均不工作；

其中，所述第二预设温度值大于第一预设温度值，所述第一预设风速大于第二预设风速。

进一步地，所述控制装置具体包括：

将上部温差值与预设温差值进行对比，将左部温差值与预设温差值进行对比，将计量箱内腔上部的空气温度与计量箱内腔左部的空气温度进行对比，将计量箱内腔左部的空气温度分别与第一预设温度值、第二预设温度值进行对比，所述上部温差值为计量箱内腔上部的空气温度与计量箱内腔右部的空气温度的差值，所述左部温差值为计量箱内腔左部的空气温度与计量箱内腔右部的空气温度的差值；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第二预设温度值，则控制第一变频风机以第一预设风速运行，控制第二变频风机以第一预设风速运行；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值小于预设温差值，则控制第一变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第一预设温度值，左部温差值小于预设温差值，则控制第二变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值大于或等于预设温差值，左部温差值小于预设温差值，则控制第一变频风机以第二预设风速运行，控制第二变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值小于预设温差值，左部温差值大于或等于预设温差值，则控制第一变频风机不工作，控制第二变频风机以第二预设风速运行；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值大于或等于预设温差值，左部温差值大于或等于预设温差值，计量箱内腔上部的空气温度小于计量箱内腔左部的空气温度，则控制第一变频风机不工作，控制第二变频风机以第二预设风速运行；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值大于或等于预设温差值，左部温差值大于或等于预设温差值，计量箱内腔上部的空气温度大于或等于计量箱内腔左部的空气温度，则控制第一变频风机以第二预设风速运行，控制第二变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度小于第一预设温度值，则控制第一变频风机和第二变频风机均不工作；

其中，所述第二预设温度值大于第一预设温度值，所述第一预设风速大于第二预设风速。

进一步地，所述建筑外窗隔热性能快速检测设备还包括用于计量第一变频风机用电功率的第一功率传感器和用于计量第二变频风机用电功率的第二功率传感器，所述水冷计量系统分别与第一功率传感器、第二功率传感器电连接。

本发明的有益效果是：

（1）根据检测装置检测不同类型外窗时热计量箱内腔的热量分布情况来设置温度快速调节系统中温度传感器和变频风机的位置，使热计量箱内的温度分布更加均匀，实现了外窗隔热性能的快速检测，有效减少了热计量箱内空气温度的稳定时间；

（2）在热计量箱内的空气温度较高或较低时，根据热计量箱内的实时空气温度、第一预设温度值、第二预设温度值来控制变频风机的工作，在热计量箱内的空气温度较高时，控制变频风机工作使计量箱内的热量迅速被热交换器吸收，使热交换器的吸热速度大大提高，在热计量箱内的空气温度较低时，控制变频风机不工作，降低热交换器吸热速度，使模拟光透过外窗进入热计量箱的热量用于提升热计量箱的温度，使热计量箱更快地进入设定的温度范围，有效减少检测设备的运行时间；

（3）在热计量箱内的空气温度处于设定的温度范围内时，根据热计量箱内不同位置的温差值来控制相应变频风机的工作，使热计量箱内的温度分布更加均匀和更快满足检测要求，进一步提高检测数据的准确性，有效减少检测时间和检测运行能耗。

附图说明

图1为建筑外窗隔热性能快速检测设备的结构示意图。

图2为温度快速调节系统的硬件布置示意图。

图3为温度快速调节系统的硬件连接示意图

附图标记说明：1-人工光源，2-光导入窗，3-外环境箱，4-加热制冷系统，5-风扇，6-内环境箱，7-计量箱，8-水温传感器，9-压力计，10-热交换器，11-流量计，12-恒温水箱，13-导流板，14-外窗试件。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。

参见图1至图3，本实施例提供了一种建筑外窗隔热性能快速检测设备，包括人工光源1、光导入窗2、外环境箱3、风扇5、内环境箱6、计量箱7、导流板13、分别设置在外环境箱内和内环境箱内的加热制冷系统4、水冷计量系统和环境空间等，所述水冷计量系统包括两个水温传感器8、压力计9、设置在计量箱内腔后侧的热交换器10、流量计11、恒温水箱12、控制系统和数据计量系统，其中，外环境箱3靠近计量箱一侧的面设有洞口，外窗试件14设置在该洞口中。

在建筑行业标准《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均详细介绍了现有建筑外窗隔热性能快速检测设备的具体结构，其中，本实施例中建筑外窗隔热性能快速检测设备采用与上述标准相似的主体结构。

所述建筑外窗隔热性能快速检测设备还包括温度快速调节系统，所述温度快速调节系统包括上部温度传感器15、左部温度传感器17、右部温度传感器18、第一变频风机16、第二变频风机19和控制装置，所述上部温度传感器15设置在所述计量箱内腔上部，用于检测计量箱内腔上部的空气温度，所述左部温度传感器17设置在所述计量箱内腔左部且靠近外窗试件，用于检测计量箱内腔左部的空气温度，所述右部温度传感器18设置在所述计量箱内腔右部且靠近热交换器，用于检测计量箱内腔右部的空气温度，所述第一变频风机16倾斜设置在计量箱内腔上部，其出风口朝向热交换器，所述第二变频风机19设置在计量箱内腔左部，其出风口朝向热交换器，所述控制装置分别与上部温度传感器15、左部温度传感器17、右部温度传感器18、第一变频风机16、第二变频风机19电连接，用于根据计量箱内腔上部的空气温度、计量箱内腔左部的空气温度和计量箱内腔右部的空气温度来分别控制第一变频风机和第二变频风机的工作。

具体地，所述控制装置用于根据上部温差值、左部温差值和计量箱内腔左部的空气温度来分别控制第一变频风机和第二变频风机的工作，其中，上部温差值为计量箱内腔上部的空气温度与计量箱内腔右部的空气温度的差值，用于判断计量箱内腔上部与右部的温度分布情况；左部温差值为计量箱内腔左部的空气温度与计量箱内腔右部的空气温度的差值，用于判断计量箱内腔左部与右部的温度分布情况，计量箱内腔左部的空气温度用于初步判断计量箱内的实时空气温度。需要说明的是，在实际应用中，用于初步判断计量箱内的实时空气温度并不仅限于计量箱内腔左部的空气温度，还可以用计量箱内腔右部的空气温度、计量箱内腔上部的空气温度或相关空气温度的平均值。

建筑外窗在进行隔热性能检测前会预先设定计量箱内的温度波动范围，检测时只有在计量箱内的空气温度波动范围满足预先设定要求时，才会进行外窗的得热量计量和遮阳系数计算。由于不同类型的建筑外窗隔热性能差异较大，且不同日期计量箱内的初始空气温度各不相同，检测时计量箱内的空气温度稳定时间较长，一般需要5～6小时，造成检测设备整体上检测时间较长，检测能耗较高。另外，由于计量箱内的空气温度值一般取多个位置的空气温度的平均值，对于分布较为均匀的计量箱，该取值不影响计量箱内得热量的准确性，对于分布不均匀的计量箱，该取值会影响计量箱内得热量的准确性。

在现有的建筑外窗隔热性能检测设备中，热计量箱的尺寸较大（长和宽一般不小于2m×2m，进深一般不小于1m），本实施例中控制装置根据计量箱内的温度分布情况分别控制第一变频风机和第二变频风机的工作，其中，根据热计量箱的尺寸又将控制方式分为两种模式，第一种适合尺寸较大的热计量箱，如长和宽为2m×2m，进深为1.2m的计量箱，第二种适合尺寸较小的计量箱，如长和宽为2.5m×2.5m，进深为2m的计量箱。

（1）对于尺寸较大的计量箱，所述控制装置对第一变频风机和第二变频风机进行独立控制，具体包括：

将上部温差值与预设温差值进行对比，将左部温差值与预设温差值进行对比，将计量箱内腔左部的空气温度分别与第一预设温度值、第二预设温度值进行对比；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第二预设温度值，则控制第一变频风机控以第一预设风速运行，控制第二变频风机以第一预设风速运行，此时计量箱内的温度较高，热量较多，控制第一变频风机和第二变频风机以较大风速运行用于加快热交换器的吸热，以迅速降低计量箱内的温度；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值小于预设温差值，则控制第一变频风机不工作，此时计量箱内腔上部与右部温度分布均匀，控制第一变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值大于或等于预设温差值，则控制第一变频风机以第二预设风速运行，此时计量箱内腔上部温度明显高于右部，控制第一变频风机以较小风速运行使计量箱内分布均匀；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第一预设温度值，左部温差值小于预设温差值，则控制第二变频风机不工作，此时计量箱内腔左部与右部温度分布均匀，控制第二变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，左部温差值大于或等于预设温差值，则控制第二变频风机以第二预设风速运行，此时计量箱内腔左部温度明显高于右部，控制第二变频风机以较小风速运行使计量箱内分布均匀；

如果计量箱内腔左部的空气温度小于第一预设温度值，则控制第一变频风机和第二变频风机均不工作，此时计量箱内的温度较低，热量较少，控制第一变频风机和第二变频风机不工作，热交换器正常吸热，进入计量箱内的热量用于快速提高计量箱内的温度；

其中，所述第二预设温度值大于第一预设温度值，所述第一预设风速大于第二预设风速。

（2）对于尺寸较小的计量箱，所述控制装置对第一变频风机和第二变频风机进行联动控制，即第一变频风机和第二变频风机不能同时工作，只能选其一工作，所述控制装置具体包括：将上部温差值与预设温差值进行对比，将左部温差值与预设温差值进行对比，将计量箱内腔上部的空气温度与计量箱内腔左部的空气温度进行对比，将计量箱内腔左部的空气温度分别与第一预设温度值、第二预设温度值进行对比，所述上部温差值为计量箱内腔上部的空气温度与计量箱内腔右部的空气温度的差值，所述左部温差值为计量箱内腔左部的空气温度与计量箱内腔右部的空气温度的差值；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第二预设温度值，则控制第一变频风机以第一预设风速运行，控制第二变频风机以第一预设风速运行，此时计量箱内的温度较高，热量较多，控制第一变频风机和第二变频风机以较大风速运行用于加快热交换器的吸热，以迅速降低计量箱内的温度；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值小于预设温差值，则控制第一变频风机不工作，此时计量箱内腔上部与右部温度分布均匀，第一变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第一预设温度值，左部温差值小于预设温差值，则控制第二变频风机不工作，此时计量箱内腔左部与右部温度分布均匀，第二变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值大于或等于预设温差值，左部温差值小于预设温差值，则控制第一变频风机以第二预设风速运行，控制第二变频风机不工作，此时计量箱内腔上部温度明显高于右部，左部与右部温度分布均匀，第一变频风机以较小风速运行使计量箱内腔上部与右部温度分布均匀，第二变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值小于预设温差值，左部温差值大于或等于预设温差值，则控制第一变频风机不工作，控制第二变频风机以第二预设风速运行，此时计量箱内腔左部温度明显高于右部，上部与右部温度分布均匀，第二变频风机以较小风速运行使计量箱内腔左部与右部温度分布均匀，第一变频风机不工作；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值大于或等于预设温差值，左部温差值大于或等于预设温差值，计量箱内腔上部的空气温度小于计量箱内腔左部的空气温度，则控制第一变频风机不工作，控制第二变频风机以第二预设风速运行，此时计量箱内腔左部温度明显高于右部，上部温度明显高于右部，且上部温度小于左部温度，由于计量箱内腔相对较小，控制第二变频风机以较小风速运行使计量箱内温度分布均匀；

如果计量箱内腔左部的空气温度大于或等于第一预设温度值且小于第二预设温度值，上部温差值大于或等于预设温差值，左部温差值大于或等于预设温差值，计量箱内腔上部的空气温度大于或等于计量箱内腔左部的空气温度，则控制第一变频风机以第二预设风速运行，控制第二变频风机不工作，此时计量箱内腔左部温度明显高于右部，上部温度明显高于右部，且上部温度大于或等于左部温度，由于计量箱内腔相对较小，控制第一变频风机以较小风速运行使计量箱内温度分布均匀；

如果计量箱内腔左部的空气温度小于第一预设温度值，则控制第一变频风机和第二变频风机均不工作，此时计量箱内的温度较低，热量较少，控制第一变频风机和第二变频风机不工作，热交换器正常吸热，进入计量箱内的热量用于快速提高计量箱内的温度；

其中，所述第二预设温度值大于第一预设温度值，所述第一预设风速大于第二预设风速。

优选地，所述计量箱的预设空气温度波动范围为26+0.5°c，所述第二预设温度值为27～28°c，所述第二预设温度值为23～24°c，所述预设温差为0.8°～2°c。

优选地，所述计量箱的预设空气温度波动范围为26+0.5°c（jg/t281-2010规定），所述第二预设温度值为27～28°c，所述第二预设温度值为23～24°c，所述预设温差为0.8°～2°c。

优选地，所述计量箱的预设空气温度波动范围为25+0.5°c（jg/t440-2014规定），所述第二预设温度值为26～27°c，所述第二预设温度值为22～23°c，所述预设温差为0.6°～1.5°c。

本实施例中采用第一变频风机和第二变频风机使计量箱内的温度快速稳定和分布更加均匀，由于第一变频风机和第二变频风机在运行时会产生热量，在得热量计量时应考虑该部分热量，尤其是在得热量数据采集时间段。

为了更准确的检测建筑外窗的隔热性能，所述建筑外窗隔热性能快速检测设备还包括用于计量第一变频风机用电功率的第一功率传感器和用于计量第二变频风机用电功率的第二功率传感器，所述水冷计量系统分别与第一功率传感器、第二功率传感器电连接，水冷计量系统中的数据计量系统分别与第一功率传感器、第二功率传感器连接，并在外窗得热量计算时考虑第一变频风机和第二变频风机的用电功率，即在外窗得热量采集期间，如果有第一变频风机或第二变频风机运行，数据计量系统采集的得热量应减去上述变频风机的用电功率。

本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明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，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。