设备原理

MCBW1821型建筑外窗保温性能检测设备是按照最新国家标准GB/T8484-2008《建筑外窗保温性能分级及检测方法》的标准而制作，本标准基于稳定传热原理，采用标定热箱法检测窗户保温性能。

试件一侧为热箱，模拟采暖建筑冬季室内气候条件，另一侧为冷箱，模拟冬季室外气候条件。在对试件缝隙进行密封处理，试件两侧各自保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件下，测量热箱中电暖气的发热量，减去通过热箱外壁和试件框的热损失（两者均由标定试验确定），除以试件面积与两侧空气温差的乘积，即可计算出试件的传热系数K值。

二、引用标准：

GB/T8484-2008《建筑外窗保温性能分级及检测方法》

GB/T16729-1997《建筑外门保温性能分级及其检测方法》

三、主要技术指标：

(1)装置外形尺寸（长×宽×高）：约3800×2700×4000（mm）

(2)控制柜外形尺寸（长×宽×高）：约1250×900×1350（mm）

(3)环境空间内腔尺寸（长×宽×高）：约4800×3700×4500（mm）

（4）被试件最大尺寸：窗试件1800×1500

门试件1800×2400

(5)温度控制精度：外环境：±0.2℃ ，温场均匀性：≤0.2℃，热  室：±0.05℃ ，冷  室：±0.1℃

(6)热室功率控制：直流调控  功率波功≤0.3W，精度：0.1级

(7)试件冷热侧风速控制：冷侧：1m/s～5m/s无级可调；热侧：0～0.5m/s无级可调。

(8)热室湿度控制：25～35％RH

(9)配带动力：交流380V  三相五线制，功率≤9000W

四、主要特点：

   (1)采用GB8484-2008标准中的测试方法，由微机自动控制完成。

(2)外环境采用100mm厚彩钢板内置循环风道控制温场均匀性（该部分费用由客户自己负责）。

(3)冷、热箱及试件框采用聚氨脂夹芯彩钢板制成。

(4)装置的温度传感器：采用美国DLS18B20。

(5)热室功率传感器测点置于热室内电暖气输入端。

(6)制冷机组采用美国进口，为4P谷轮制冷机。

五、温度点的布置数量：

1、热室：(共75点)

⑴ 内表面：每个壁面布置6点，5个面，共30点。

⑵ 热室空间：分为上中下三层，每层5点，共15点，每点温度距最近表面距离约500mm，相邻两测点距离不小于400mm。

⑶ 热室外表面每个壁面与内表面对应布置6点，5个面，共计30点。

2、试件框：(共42点)

⑴ 热侧表面：均布21点

⑵ 冷侧表面：均布21点

3、外窗试件（或标定时的标准试件：容重不小于18kg、厚度为50mm、面积与洞口尺寸相符且已知热导G值的膨胀聚苯板）（共18点)

⑴ 热表面：分上中下三层，每层3点，均布共9点；

⑵ 冷表面：分上中下三层，每层3点，均布共9点。

4、外窗试件周边填充物：(共24点)

⑴ 热表面：均布12点；

⑵ 冷表面：均布12点。

5、冷室空间：(共9点)

分为上中下三层，每层3点，共9点，每点温度距试件表面距离约150mm，相邻两测点距离不小于400mm。

6、热室试件表面（抗结露因子检测用）：20点（用户选配）

共计：188点

六、温度点的布置工艺路线：

1、空间温度布点工艺：

 ⑴ 采用铠装半导体温度传感器,提高控温精度及运行可靠性;

⑵ 采用钢制管套作为热辐射屏蔽罩；

2、外窗试件（或标定时的标准试件）及外窗试件周边填充物测试表面温度的布点工艺：

⑴ 采用美国DALLASS一体化贴片式数字温度传感器；

⑵ 所有探头部分用锡箔粘纸粘贴于相应的测试表面。

3、测试箱体表面（热室外壁内外表面、试件框热冷测表面）布点工艺：

⑴ 采用美国DALLASS一体化数字温度传感器；

⑵ 所有探头部分用锡箔粘纸粘贴于相应的测试表面，引线均扣于线槽内。

七、检测系统的组成结构：（外形尺寸、附图）

1、温度控制系统：

  从方法标准及设备原理看,测试的关键是一维稳态工况的创建是否真实准确,由于标准中测试的采集记录条件规定很详实:

  当冷、热箱的环境空气温度达到设定值后，监控各控温点温度，使冷、热箱的环境空气温度维持稳定，其条件为： 

a. 4h之后,如果逐时测量得到热箱和冷箱的空气平均温度tb和tc每小时变化的绝对值分别不大于0.1K和0.3K;

b. 温差△θ1和△θ2每小时变化的绝对值分别不大于0.1K和0.3K,且上述温度和温差的变化不是单向变化;

c. 最后一次采样前4小时内功率稳定不变。

则表示传热过程已经稳定。

可见对温度控制精度的要求很高，如果采用交流调控功率加热，即使增设精密稳压电源,随着设备进电电网电压的波动也很难保证温度的稳定和功率的恒定这一稳态的基本要求。我公司采用稳压直流调控器,由计算机控制采用PID调解方法，彻底清除了进电电网的影响,不仅使热室，冷室的温度控制相当稳定,而且稳态下的功率给定的恒定性也大大提高（见技术指标）。

2、微机系统

计算机输出信号经I/O和D/A转换控制相应执行元件，实现控温、计算、温度采集、打印测试报告、显示过程曲线等功能。人机对话窗口可逐一显示每点温度值，并具备自诊断功能，即任意一点温度探头出现故障，计算机可自动排除该点产生的影响，并显示故障点位置，而不影响整个测试过程的正常进行。

3、电气柜

实现微机系统与执行元件的强弱电转换，并安装有相应的显示仪表。

4、冷室：

冷室的功能是在试件另一侧形成一个比热室温度低的稳定均匀的温度场和风速场，以便在试件的两侧形成恒定的温差。它是由箱体五个壁面、制冷蒸发器、导流屏、电加热器、冷风气流风机、风速传感器、空气温度传感器组成。

⑴ 材料：采用聚氨脂彩钢板制作。

⑵ 内腔尺寸：1300×2400×2400mm（～3000mm）

⑶ 结构特点：

采用的变频轴流风机，可在一定范围内无级调整试件冷侧风速确保达到标准要求，为实验室间进行相互比对试验提供了技术保障。

5、变频制冷机组：

由于测试系统中冷室的工况范围较大（-10℃，-20℃），因此在选配制冷系统时只能按照最低温度的测试要求，同时考虑降温速度来确定制冷功率。采用美国谷轮4P制冷压缩机组，可使冷室温度在80～90分钟内下降至-22℃～-25℃，引用变频制冷控制技术的目的是拓展单台制冷机组的多工况运行范围（-5℃～22℃）。该型制冷机组节能、低噪，具有过压、过热、低温启动等多项自诊断保护功能，因此可做到在任何自然环境下终身免维护，长期无故障连续运行。

6、热室：

⑴ 材料：采用“聚氨脂夹芯彩钢板”制成。

⑵ 内腔尺寸：2000×2400×2400mm（～3000mm）

⑶ 所含主要元器件：热室的功能是在试件的热侧模拟、恒定室内热环境，它是由箱体五个壁面、电加热器、内外表面温度传感器、空气温度传感器、照明灯组成。

⑷ 结构特点：热室侧面设有保温门，被试件可方便地沿此门进入热室内，安放在试件框内。采用特制电暖气，避免了其他具有较强热惯性电热元件造成的温度波动过大现象。

7、试件框：

⑴ 材料：采用“聚氨脂夹芯彩钢板”制成。

⑵ 洞口尺寸： 1800mm×2100/2400mm

⑶ 结构特点：采用现场安装方式，与冷热室连成一体的结构，避免了热冷桥的影响,提高了设备的保温效果。

  8、外环境系统：（此系统用户自备或另外报价）

采用1.5P空调两组，保证温度波动在±0.5℃范围内。

在热室外壁布置有三台贯流风机，与上述两台空调共同组成外环境空气循环系统。可大大提高外环境的温场均匀性，达到温差<0.3℃。

八、设备主要配置                                                        

九、保温性能测试软件界面简介

热室内表面界面

注：图中淡黄色圆点为传感器。