CN107677451B - 一种建筑门窗遮阳性能检测设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种建筑门窗遮阳性能检测设备及其控制方法，其包括热箱、设置制冷盘管的冷箱、防护箱、人工模拟光源、热箱温度控制装置、冷箱温湿度控制装置、防护箱温度控制装置和得热计量系统，所述冷箱温湿度控制装置包括冷箱温度传感器、冷箱湿度传感器、冷箱控制模块、第一加热器、第二加热器和安装水泵的制冷水箱，所述冷箱温度传感器与冷箱控制模块连接，所述冷箱湿度传感器与冷箱控制模块连接，所述第一加热器与冷箱控制模块连接，所述第二加热器与冷箱控制模块连接，所述制冷水箱至少包括水温控制模块，所述水温控制模块与冷箱控制模块连接。本发明可使建筑门窗遮阳性能的检测数据准确性大大提高，检测效率有效提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑门窗遮阳性能检测领域，具体地说是一种建筑门窗遮阳系数检测设备控制装置及其控制方法。
背景技术
建筑门窗遮阳技术是建筑节能技术的重要组成部分，是我国大部分地区夏季建筑节能的关键措施。目前越来越多的建筑工程应用安装遮阳装置的门窗或遮阳系数低的门窗，而我国评价建筑门窗遮阳性能的方法主要是人工模拟光检测法，人工模拟光检测法不受天气影响，测试数据稳定，若采用与自然光光谱接近的人工模拟光，测试数据跟实际较为接近。
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，还规定设备环境空间空气相对湿度应小于50%。该检测设备可较好地检测门窗的遮阳系数，但也存在一些问题，在多次门窗遮阳系数检测中，发现空气湿度对检测门窗遮阳性能的数据有一定影响，如当空气相对湿度较大时，由于检测设备中进入制冷盘管的水温较低，一般在8°C ~18°C，冷箱内会产生冷凝水，使检测设备测试的数据误差较大，检测非常不准确。
如果在检测设备中采用温度较高的冷却水，设备的制冷量就会大大减小，而在门窗遮阳性能检测过程中，由于人工模拟光源的光照强度大，进入冷箱的热量也较大，制冷量减小会使检测时间和能耗会大大提高，为了有效提高检测效率，缩短检测时间，冷箱的制冷盘管进口水温应尽量较低，但其进口水温较低时就会使湿度较大的空气产生冷凝水，影响检测数据的准确性，两者十分矛盾。此外，在现有的建筑门窗遮阳性能检测中，往往采用大制冷量和功率加热器的方式，该方式虽然检测时间较短，但检测遮阳系数较低的门窗或安装遮阳装置的门窗时误差会较大，如外遮阳卷帘窗，采用800W/m2的模拟光源进行得热量检测，外遮阳卷帘窗的得热量约200W左右,而如果设备的制冷量为1400W左右,加热功率为1200W左右，此时制冷量和加热功率较小的误差也会对200W左右的得热量造成较大的误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种建筑门窗遮阳性能检测设备及其控制方法，可使建筑门窗遮阳性能检测设备在设定的湿度范围内检测门窗的遮阳性能，并在不产生冷凝水的情况下尽量降低制冷水箱的水温，检测数据的准确性和检测效率有效提高。
为此，本发明采用如下的技术方案： 一种建筑门窗遮阳性能检测设备，其包括热箱、设置制冷盘管的冷箱、防护箱、人工模拟光源、热箱温度控制装置、冷箱温湿度控制装置、防护箱温度控制装置和得热计量系统，所述建筑门窗至少包括安装遮阳装置的门窗，所述冷箱温湿度控制装置包括安装在冷箱内的冷箱温度传感器、安装在冷箱内的冷箱湿度传感器、冷箱控制模块、第一加热器、第二加热器和安装水泵的制冷水箱，所述冷箱温度传感器与冷箱控制模块连接，所述冷箱湿度传感器与冷箱控制模块连接，所述第一加热器与冷箱控制模块连接，所述第二加热器与冷箱控制模块连接，所述制冷盘管的进水口与水泵连通，出水口与制冷水箱连通，所述制冷水箱至少包括水温控制模块，所述水温控制模块与冷箱控制模块连接，用于控制制冷水箱的水温，所述第一加热器的最大加热功率大于第二加热器的最大加热功率，
所述冷箱控制模块用于判断冷箱内空气湿度是否大于或等于第一预设空气湿度值，用于判断冷箱内空气湿度是否大于或等于第二预设空气湿度值，用于判断冷箱内空气温度是否大于或等于冷箱预设空气温度，其中，
如果冷箱内空气湿度大于或等于第一预设空气湿度值，则控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值且大于或等于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值且大于或等于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行和控制第一加热器进行加热；
如果冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱以第二预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱以第二预设水温值制冷运行和控制第二加热器进行加热。
进一步地，所述冷箱温湿度控制装置还包括第一功率传感器和电动流量调节阀，所述第一功率传感器与第一加热器连接，用于采集第一加热器的加热功率，所述电动流量调节阀安装在制冷盘管的进口处，与冷箱控制模块连接，用于调节进入制冷盘管的冷却水流量，所述冷箱控制模块与第一功率传感器连接，用于根据采集的第一加热器的加热功率与第一加热功率预设值对比判断来控制电动流量调节阀是否降低进入制冷盘管的冷却水流量。
进一步地，所述冷箱温湿度控制装置还包括第二功率传感器和电动流量调节阀，所述第一功率传感器与第二加热器连接，用于采集第二加热器的加热功率，所述电动流量调节阀安装在制冷盘管的出口处，与冷箱控制模块连接，用于调节进入制冷盘管的冷却水流量，所述冷箱控制模块与第二功率传感器连接，用于根据采集的第二加热器的加热功率与第二加热功率预设值对比判断来控制电动流量调节阀是否降低进入制冷盘管的冷却水流量。
进一步地， 所述第一加热器的最大加热功率与第二加热器的最大加热功率的比值为1.5～2。
本发明还提供了一种用于建筑门窗遮阳性能检测设备的冷箱温湿度控制方法，包括以下步骤：
S1：在冷箱控制模块中分别设置第一预设空气湿度值、第二预设空气湿度值、冷箱预设空气温度、第一预设水温值、第二预设水温值和预设时间；
S2：设置后开启热箱温度控制装置、冷箱温湿度控制装置、防护箱温度控制装置和得热计量系统；
S3：冷箱温度传感器检测冷箱内空气温度，冷箱湿度传感器检测冷箱内空气湿度，将冷箱内空气湿度与第一预设空气湿度值对比，若冷箱内空气湿度大于或等于第一预设空气湿度值，则进入步骤S4，若冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值，则进入步骤S5;
S4：冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行，
制冷水箱中的水泵将冷却水循环通过制冷盘管进行除湿，该步骤运行预设时间后转入步骤S3；
S5：将冷箱内空气湿度与第二预设空气湿度值对比，若冷箱内空气湿度大于或等于第二预设空气湿度值，则进入步骤S6，若冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，则进入步骤S7；
S6：将冷箱内空气温度与冷箱预设空气温度对比，若冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行，该步骤运行预设时间后转入步骤S3，若冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行和控制第一加热器进行加热，该步骤运行预设时间后转入步骤S3；
S7：将冷箱内空气温度与冷箱预设空气温度对比，若冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第二预设水温值制冷运行，该步骤运行预设时间后转入步骤S3，若冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第二预设水温值制冷运行和控制第二加热器进行加热，该步骤运行预设时间后转入步骤S3。
进一步地，所述第一预设空气湿度值为55%~65%，所述第二预设空气湿度值为40%~55%、所述冷箱预设空气温度为25.5°C ~26.5°C，所述第一预设水温值为10°C ~14°C，所述第二预设水温值为14°C ~18°C，所述预设时间为2min~10min。
本发明的有益效果是：
（1）对建筑门窗遮阳性能检测设备的冷箱进行了温湿度控制，使检测设备在预设温湿度范围内进行门窗遮阳性能检测，有效提高了检测数据的准确性和重复性，使检测设备在潮湿环境下也可进行门窗遮阳性能进场，扩大了检测设备的使用范围；
（2）采用不同加热功率的加热器进行温度补偿和不同水温的冷却水制冷，使检测设备在不产生冷凝水的情况下尽量采用水温较低的冷却水和低功率的加热器，检测数据的准确性进一步提高，检测时间也可尽量减小；
（3）在冷箱温度和湿度稳定时，通过调节电动流量调节阀是冷箱的制冷量和加热量同时降低，有效降低了设备的运行能耗，遮阳系数较小的门窗检测时数据准确性有效提高。
附图说明
图1为建筑门窗遮阳性能检测设备结构示意图。
图2为冷箱温湿度控制装置各硬件连接图。
附图标记说明：1-热箱，2-人工模拟光源，3-冷箱，4-第一加热器，5-防护箱，6-制冷盘管，7-第二加热器，8-制冷水箱，9-水泵，10-冷箱温度传感器，11-冷箱湿度传感器，12-电动流量调节阀。
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。
如图1、图2所示，一种建筑门窗遮阳性能检测设备，其包括热箱1、设置制冷盘管6的冷箱3、防护箱5、人工模拟光源2、热箱温度控制装置、冷箱温湿度控制装置、防护箱温度控制装置和得热计量系统，所述建筑门窗至少包括安装遮阳装置的门窗，其特征在于，所述冷箱温湿度控制装置包括安装在冷箱内的冷箱温度传感器10、安装在冷箱内的冷箱湿度传感器11、冷箱控制模块、第一加热器4、第二加热器7和安装水泵9的制冷水箱8，所述冷箱温度传感器10与冷箱控制模块连接，所述冷箱湿度传感器11与冷箱控制模块连接，所述第一加热器4与冷箱控制模块连接，所述第二加热器7与冷箱控制模块连接，所述制冷盘管6的进水口与水泵9连通，出水口与制冷水箱8连通，所述制冷水箱8至少包括水温控制模块，所述水温控制模块与冷箱控制模块连接，用于控制制冷水箱8的水温，所述第一加热器4的最大加热功率大于第二加热器7的最大加热功率，
所述冷箱控制模块用于判断冷箱内空气湿度是否大于或等于第一预设空气湿度值，用于判断冷箱内空气湿度是否大于或等于第二预设空气湿度值，用于判断冷箱内空气温度是否大于或等于冷箱预设空气温度，其中，
如果冷箱内空气湿度大于或等于第一预设空气湿度值，则控制水温控制模块使制冷水箱8以第一预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值且大于或等于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱8以第一预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值且大于或等于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱8以第一预设水温值制冷运行和控制第一加热器4进行加热；
如果冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱8以第二预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱8以第二预设水温值制冷运行和控制第二加热器7进行加热。
为了降低检测设备的运行能耗，有效提高门窗遮阳性能检测数据的准确性，尤其是对遮阳系数较小的门窗，当冷箱温度和湿度基本稳定（波动幅度在5%以内）时，可适当降低冷箱的制冷量。所述冷箱温湿度控制装置还包括第一功率传感器和电动流量调节阀12，所述第一功率传感器与第一加热器4连接，用于采集第一加热器4的加热功率，所述电动流量调节阀12安装在制冷盘管6的进口处，与冷箱控制模块连接，用于调节进入制冷盘管6的冷却水流量，所述冷箱控制模块与第一功率传感器连接，用于根据采集的第一加热器4的加热功率与第一加热功率预设值对比判断来控制电动流量调节阀12是否降低进入制冷盘管6的冷却水流量。所述第一加热功率预设值优选为700W ～1000W，所述电动流量调节阀12降低的冷却水流量优选为原有冷却水流量的15%~30%。
为了降低检测设备的运行能耗，有效提高门窗遮阳性能检测数据的准确性，尤其是对遮阳系数较小的门窗，当冷箱温度和湿度基本稳定（波动幅度在5%以内）时，可适当降低冷箱的制冷量。所述冷箱温湿度控制装置还包括第二功率传感器和电动流量调节阀，所述第一功率传感器与第二加热器7连接，用于采集第二加热器7的加热功率，所述电动流量调节阀12安装在制冷盘管6的出口处，与冷箱控制模块连接，用于调节进入制冷盘管6的冷却水流量，所述冷箱控制模块与第二功率传感器连接，用于根据采集的第二加热器7的加热功率与第二加热功率预设值对比判断来控制电动流量调节阀12是否降低进入制冷盘管6的冷却水流量。所述第二加热功率预设值优选为500W ~700W，所述电动流量调节阀12降低的冷却水流量优选为原有冷却水流量的15%~30%。
优选地，所述第一加热器4的最大加热功率与第二加热器7的最大加热功率的比值为1.5～2。
本发明还提供了一种用于建筑门窗遮阳性能检测设备的冷箱温湿度控制方法，包括以下步骤：
S1：在冷箱控制模块中分别设置第一预设空气湿度值、第二预设空气湿度值、冷箱预设空气温度、第一预设水温值、第二预设水温值和预设时间；
S2：设置后开启热箱温度控制装置、冷箱温湿度控制装置、防护箱温度控制装置和得热计量系统；
S3：冷箱温度传感器检测冷箱内空气温度，冷箱湿度传感器检测冷箱内空气湿度，将冷箱内空气湿度与第一预设空气湿度值对比，若冷箱内空气湿度大于或等于第一预设空气湿度值，则进入步骤S4，若冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值，则进入步骤S5;
S4：冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行，
制冷水箱中的水泵将冷却水循环通过制冷盘管进行除湿，该步骤运行预设时间后转入步骤S3；
S5：将冷箱内空气湿度与第二预设空气湿度值对比，若冷箱内空气湿度大于或等于第二预设空气湿度值，则进入步骤S6，若冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，则进入步骤S7；
S6：将冷箱内空气温度与冷箱预设空气温度对比，若冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行，该步骤运行预设时间后转入步骤S3，若冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行和控制第一加热器进行加热，该步骤运行预设时间后转入步骤S3；
S7：将冷箱内空气温度与冷箱预设空气温度对比，若冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第二预设水温值制冷运行，该步骤运行预设时间后转入步骤S3，若冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第二预设水温值制冷运行和控制第二加热器进行加热，该步骤运行预设时间后转入步骤S3。
优选地，所述第一预设空气湿度值为55%~65%，所述第二预设空气湿度值为40%~55%、所述冷箱预设空气温度为25.5°C ~26.5°C，所述第一预设水温值为10°C ~14°C，所述第二预设水温值为14°C ~18°C，所述预设时间为2min~10min。
通过上述控制方式，可对冷箱的温度和湿度进行控制，使检测设备在预设的湿度范围内进行门窗遮阳性能检测，有效提高了检测数据的准确性和重复性，且在冷凝水不产生的情况下，尽量降低进口水温，有效提高检测效率和时间。
热箱、防护箱的温度可依据现有建筑行业标准《建筑门窗遮阳性能检测方法》JG/T440-2014或《建筑遮阳产品隔热性能试验方法》JG/T281-2010的方法进行控制，不少检测结构已根据上述标准研发相应的检测设备。
待热箱温度、冷箱温湿度、防护箱温度的数值和波动均符合上述标准的规定后，可开启得热计量系统进行相关数据采集，计算门窗的得热量和遮阳系数。
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。
Claims (5)
1.一种建筑门窗遮阳性能检测设备，其包括热箱（1）、设置制冷盘管（6）的冷箱（3）、防护箱（5）、人工模拟光源（2）、热箱温度控制装置、冷箱温湿度控制装置、防护箱温度控制装置和得热计量系统，所述建筑门窗至少包括安装遮阳装置的门窗，其特征在于，所述冷箱温湿度控制装置包括安装在冷箱内的冷箱温度传感器（10）、安装在冷箱内的冷箱湿度传感器（11）、冷箱控制模块、第一加热器（4）、第二加热器（7）和安装水泵（9）的制冷水箱（8），所述冷箱温度传感器（10）与冷箱控制模块连接，所述冷箱湿度传感器（11）与冷箱控制模块连接，所述第一加热器（4）与冷箱控制模块连接，所述第二加热器（7）与冷箱控制模块连接，所述制冷盘管（6）的进水口与水泵（9）连通，出水口与制冷水箱（8）连通，所述制冷水箱（8）至少包括水温控制模块，所述水温控制模块与冷箱控制模块连接，用于控制制冷水箱（8）的水温，所述冷箱控制模块用于判断冷箱内空气湿度是否大于或等于第一预设空气湿度值，用于判断冷箱内空气湿度是否大于或等于第二预设空气湿度值，用于判断冷箱内空气温度是否大于或等于冷箱预设空气温度，其中，
如果冷箱内空气湿度大于或等于第一预设空气湿度值，则控制水温控制模块使制冷水箱（8）以第一预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值且大于或等于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱（8）以第一预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值且大于或等于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱（8）以第一预设水温值制冷运行和控制第一加热器（4）进行加热；
如果冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱（8）以第二预设水温值制冷运行；
如果冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则控制水温控制模块使制冷水箱（8）以第二预设水温值制冷运行和控制第二加热器（7）进行加热。
2.根据权利要求1所述的建筑门窗遮阳性能检测设备，其特征在于，所述冷箱温湿度控制装置还包括第一功率传感器和电动流量调节阀（12），所述第一功率传感器与第一加热器（4）连接，用于采集第一加热器（4）的加热功率，所述电动流量调节阀（12）安装在制冷盘管（6）的进口处，与冷箱控制模块连接，用于调节进入制冷盘管（6）的冷却水流量，所述冷箱控制模块与第一功率传感器连接，用于根据采集的第一加热器（4）的加热功率与第一加热功率预设值对比判断来控制电动流量调节阀（12）是否降低进入制冷盘管（6）的冷却水流量。
3.根据权利要求2所述的建筑门窗遮阳性能检测设备，其特征在于，所述冷箱温湿度控制装置还包括第二功率传感器和电动流量调节阀，所述第一功率传感器与第二加热器（7）连接，用于采集第二加热器（7）的加热功率，所述电动流量调节阀（12）安装在制冷盘管（6）的出口处，与冷箱控制模块连接，用于调节进入制冷盘管（6）的冷却水流量，所述冷箱控制模块与第二功率传感器连接，用于根据采集的第二加热器（7）的加热功率与第二加热功率预设值对比判断来控制电动流量调节阀（12）是否降低进入制冷盘管（6）的冷却水流量。
4.根据权利要求1所述的建筑门窗遮阳性能检测设备，其特征在于， 所述第一加热器（4）的最大加热功率与第二加热器（7）的最大加热功率的比值为1.5～2。
5.一种用于权利要求1-4中任一项所述的建筑门窗遮阳性能检测设备的冷箱温湿度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在冷箱控制模块中分别设置第一预设空气湿度值、第二预设空气湿度值、冷箱预设空气温度、第一预设水温值、第二预设水温值和预设时间；
S2：设置后开启热箱温度控制装置、冷箱温湿度控制装置、防护箱温度控制装置和得热计量系统；
S3：冷箱温度传感器检测冷箱内空气温度，冷箱湿度传感器检测冷箱内空气湿度， 将冷箱内空气湿度与第一预设空气湿度值对比，若冷箱内空气湿度大于或等于第一预设空气湿度值，则进入步骤S4，若冷箱内空气湿度小于第一预设空气湿度值，则进入步骤S5；
S4：冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行，制冷水箱中的水泵将冷却水循环通过制冷盘管进行除湿，该步骤运行预设时间后转入步骤S3；
S5：将冷箱内空气湿度与第二预设空气湿度值对比，若冷箱内空气湿度大于或等于第二预设空气湿度值，则进入步骤S6，若冷箱内空气湿度小于第二预设空气湿度值，则进入步骤S7；
S6：将冷箱内空气温度与冷箱预设空气温度对比，若冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行，该步骤运行预设时间后转入步骤S3，若冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第一预设水温值制冷运行和控制第一加热器进行加热，该步骤运行预设时间后转入步骤S3；
S7：将冷箱内空气温度与冷箱预设空气温度对比，若冷箱内空气温度大于或等于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第二预设水温值制冷运行，该步骤运行预设时间后转入步骤S3，若冷箱内空气温度小于冷箱预设空气温度，则冷箱控制模块控制水温控制模块使制冷水箱以第二预设水温值制冷运行和控制第二加热器进行加热，该步骤运行预设时间后转入步骤S3。
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