一侧带有相变材料幕墙的室内热环境实验装置及使用方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种一侧带有相变材料幕墙的室内热环境实验装置及使用方法。
[0002]【背景技术】:
据统计，与建筑有关的能源消耗占总能源消耗的30%左右，因此，建筑节能已经成为节能减排的重中之重，降低建筑耗能势在必行。大量的实际应用表明:有效合理的利用太阳能能够显著降低建筑能耗，从而可以减少化石燃料的使用，如大范围、多区域内普及带有相变材料的新型双层玻璃幕墙可以有效利用太阳能，进一步减少能源消耗。我国幅员广阔，太阳能辐射能量呈现出“南低北高”的特点，使得我国高玮度寒冷地区太阳能资源丰富，对于推广带有相变材料的新型双层玻璃幕墙有着优越的地理条件。
[0003]带有相变材料的新型双层玻璃幕墙的发展，不仅可以满足人们对于建筑热舒适性的要求，而且起到了一定的节能环保作用。室内热环境的好坏直接反映了幕墙系统的功能效果，因此开发带有相变材料玻璃幕墙的室内热环境检测实验装置具有重要的应用价值。
[0004]
【发明内容】
:
本发明提供了一种结构合理、使用方便、安全可靠、节能环保的实验装置，提出了一种一侧带有相变材料幕墙的室内热环境实验装置及使用方法，可以在各大院校及科研单位推广和使用。
[0005]本发明采用的技术方案为:一种一侧带有相变材料幕墙的室内热环境实验装置及使用方法，本实验装置包括模拟太阳热源系统1、内嵌相变材料玻璃幕墙系统I1、房间仿真系统II1、冷源系统IV及气流循环系统V ;模拟太阳热源系统I包括模拟太阳能发热装置及太阳辐射检测装置；内嵌相变材料玻璃幕墙系统II包括相变材料、可拆卸百叶、电加热片、格栅板条及锚栓，相变材料为水、石蜡类相变材料，可拆卸百叶通过钢化玻璃封装组成，相变材料及电加热片位于可拆卸百叶的内部，可拆卸百叶通过锚栓安装于格栅板条上并可以旋转，格栅板条通过锚栓锚固在内嵌相变材料玻璃幕墙系统II的壁面上；房间仿真系统III包括泡沫板屋顶、空调系统、照明系统采暖系统、小型床、小型办公桌、植物及微型门；冷源系统IV包括透明冷却水箱、小型水泵、输水管、小型冷却塔、节流阀及蓄水桶，透明冷却水箱及蓄水桶沿地面敷设，小型水泵连同与其连接的输水管架空敷设，小型水泵的一端通过输水管与透明冷却水箱的上部连接，小型水泵的另一端通过输水管与小型冷却塔连接，小型冷却塔通过输水管向蓄水桶的顶部输水，蓄水桶通过输水管与透明冷却水箱的下部连接且中间设有节流阀，输水管的材料为PPR材质，输水管的连接处采用卡套连接方式进行连接；气流循环系统V包括可控尺寸幕墙通风口装置、可控尺寸通风挡板、示踪气体发射器、小型风机、卡槽、红外成像仪、风速检测装置及温度控制与数据采集系统，示踪气体发射器通过红外成像仪来检测示踪气体的流动，示踪气体发射器及小型风机位于内嵌相变材料玻璃幕墙系统II的底端；所述的内嵌相变材料玻璃幕墙系统1、气流循环系统V及冷源系统IV中的透明冷却水箱的材料为透明钢化玻璃或树脂材质并通过玻璃胶封装组成；所述的模拟太阳能发热装置位于模拟太阳热源系统I内并正面辐射内嵌相变材料玻璃幕墙系统II ;所述的模拟太阳热源系统I的内部空间设有太阳能辐射检测装置；所述的内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III的内部空间设有太阳能辐射检测装置、风速监测装置和温度控制与数据采集系统，温度控制与数据采集系统包括数据采集器、计算机、温度检测装置、数据接收器、电路及温度调节控制器，数据采集器通过导线分别与计算机、温度检测装置、数据接收器、电路、温度调节控制器、太阳能辐射检测装置及风速监测装置连接，太阳能辐射检测装置、风速监测装置及温度检测装置位于内嵌相变材料玻璃幕墙系统II和房间仿真系统III内部空间的不同位置。
[0006]所述的温度检测装置为T型热电偶，T型热电偶和测点布置在距墙底端1/4、2/4及3/4的空间位置。
[0007]所述的模拟太阳能辐射装置的光源波段为280-3000nm。
[0008]所述的温控数据采集器型号为BES-02，通过热电偶对室内温度进行测量并记录。
[0009]所述的太阳辐射检测装置的测量精度小于5%，其感应装置位于内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III内的各个监测点处。
[0010]所述的小型风机送风量为15m3/min，位于内嵌相变材料玻璃幕墙系统II的底部，以促进内嵌相变材料玻璃幕墙系统II和房间仿真系统III之间形成循环气流。
[0011]所述的风速检测装置型号为TM-414，灵敏度达到0.4m/s，其感应装置位于内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III内的各个监测点处。
[0012]所述的冷却系统IV中，小型冷却塔的电机功率为2.2KW，型号为70T，蓄水桶的容量为2000L的PE材料桶。
[0013]所述的卡槽具有调节内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III的尺寸的功能，并能够固定内欣相变材料玻璃蒂墙系统II。
[0014]一种一侧带有相变材料幕墙的室内热环境实验装置的使用方法，本实验装置的操作步骤主要包括10个步骤。
[0015]步骤1:根据试验台的结构，将监测点布置好，在首次操作之前，对所需的各种设备进行灵敏度调试和性能检测，特别是电子感应设备。
[0016]步骤2:装上可拆卸百叶，可拆卸百叶内无相变材料，测试内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III中各部位的温度，并记录备案数据D1-1，启动小型水泵，使透明冷却水箱注满冷却水，开启节流阀使水流循环，开启小型风机，使内嵌相变材料玻璃幕墙系统I1、房间仿真系统III之间气流得以充分的循环，通过风速监测装置测试的数据来调试送风量大小，待稳定后，关闭小型风机的电源，停止送风，测试内嵌相变材料玻璃幕墙系统II和房间仿真系统III各部位在该时间段内的温度变化，并记录备案数据D1-2，开启模拟太阳能辐射装置的电源待预热20分钟后，开启示踪气体发射器，释放示踪气体，模拟无相变材料情况下白天的传热，通过红外成像仪记录跟拍内嵌相变材料玻璃幕墙系统I1、房间仿真系统III内的气体流动情况M1-1，若流动情况不明显，根据需要开启小型风机并调试送风量大小，继续记录跟拍内嵌相变材料玻璃幕墙系统I1、房间仿真系统III内的气体流动情况M1-2，并测试内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III中各部位的温度变化直至稳定，记录备案数据D1-3。
[0017]步骤3:上述的其它条件不变，关闭模拟太阳能辐射装置的电源，开启电加热片的电源，加热使可拆卸百叶能辐射出热量，模拟无相变材料情况下夜间的传热，记录跟拍内嵌相变材料玻璃幕墙系统I1、房间仿真系统III内的气体流动情况M1-3，并测试内嵌相变材料玻璃幕墙系统I1、房间仿真系统III各部位的温度变化，记录备案数据D1-4。
[0018]步骤4:待装置恢复操作步骤2之前的状态后，进行如同步骤2的操作，装上可拆卸百叶，百叶内有相变材料水，测试内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III中各部位的温度，并记录备案数据D2-1 ;开启小型水泵使透明冷却水箱注满冷却水，开启节流阀使水流循环，开启小型风机，使内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III之间气流得以充分的循环，通过风速监测装置测试的数据来调试送风量大小，待稳定后，关闭小型风机的电源，停止送风，测试内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III中各部位在该时间段内的温度变化，并记录备案数据D2-2，开启模拟太阳能辐射装置的电源预热待20分钟后，开启示踪气体发射器，释放示踪气体，模拟有相变材料水白天传热的情况，通过红外成像仪记录跟拍内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III内的气体流动情况M2-1，若流动情况不明显，根据需要开启小型风机并调试送风量大小，继续记录跟拍内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III内的气体流动情况M2-2，并测试内嵌相变材料玻璃幕墙系统II及房间仿真系统III中各部位的温度变化直至稳定，记录备案数据D2-3。
[0019]步骤5:上述的其它条件不变，关闭模拟太阳能辐射装置的电源，开启电加热片的电源，加