Устройство измерения сопротивления теплопередаче строительной конструкции

Авторы патента:

G01N25/18 - путем определения коэффициента теплопроводности (с помощью калориметрических измерений G01N 25/20; путем измерения сопротивления электрически нагреваемого тела G01N 27/18)

Владельцы патента RU 2476866:

Сергеев Сергей Сергеевич (RU)

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при определении сопротивления теплопередаче строительной конструкции. Заявленное устройство для измерения сопротивления теплопередаче строительной конструкции содержит нагреватель и первый термометр, установленные на одной стороне строительной конструкции, охладитель и второй термометр, установленные на противоположной стороне строительной конструкции, а также измеритель теплового потока, проходящего через строительную конструкцию. Устройство дополнительно снабжено прикрепленной к строительной конструкции теплоизолированной приставной камерой, в которую встроены нагреватель, измеритель теплового потока и первый термометр. Охладитель и второй термометр встроены в короб, снабженный элементами крепления к строительной конструкции. Технический результат: повышение точности измерения сопротивления теплопередаче строительной конструкции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью тепловых средств, в частности к определению сопротивления теплопередаче строительной конструкции.

Известны способы контроля сопротивления теплопередаче строительных конструкций, см. например патент RU №2323435. Указанный способ включает установку на одной стороне конструкции первого нагревательного элемента, измерение теплового потока, проходящего через строительную конструкцию, измерение температур на обеих сторонах строительной конструкции. На противоположной стороне строительной конструкции напротив первого нагревательного элемента устанавливают второй нагревательный элемент. Сопротивление теплопередаче строительной конструкции определяют по формуле:

R=(T_B-T_H)/q

где: R - сопротивление теплопередаче,

Т_в, Т_н - температуры на внутренней и наружной сторонах строительной конструкции,

q - тепловой поток через строительную конструкцию.

Указанный способ имеет значительную погрешность измерения, так как температуры Т_В, Т_Н нагрева имеют малую разность.

В отличие от прототипа противоположную сторону строительной конструкции охлаждают, чем достигается бóльшая разность температур Т_В, Т_Н и соответственно бóльшая точность измерения. Согласно заявляемому способу на строительной конструкции выделяют зону измерения, одну сторону которой нагревают, а другую - охлаждают. Способ включает операции измерения температур нагрева и охлаждения зоны строительной конструкции, а также измерение теплового потока, проходящего через выделенную зону.

Устройство для измерения сопротивления теплопередаче имеет нагреватель, встроенный в теплоизолированную приставную камеру, которая прикрепляется к одной стороне выделенной зоны строительной конструкции.

На другой стороне строительной конструкции имеется охладитель.

Охладитель может быть выполнен в виде полупроводникового термоэлектрического модуля Пельтье, встроенного в обойму, снабженную элементами крепления к строительной конструкции.

Вторым вариантом исполнения охладителя может быть напорный вентилятор, сочлененный с теплоизолированным коробом, образующим со стеной строительной конструкции камеру расширения, сообщающуюся с атмосферой.

На фиг.1 изображено устройство с охладителем в виде модуля Пельтье.

На фиг.2 изображено устройство, в котором для охлаждения используется напорный вентилятор.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Одну сторону строительной конструкции, например стену здания 1, нагревают, а другую - охлаждают. Температуру нагрева стены регистрируют термометром 2, а температуру охлажденной стороны стены - термометром 3. Тепловой поток, проходящий через стену, регистрируют датчиком 4. Для нагревания стены используется нагревательный элемент 5 с регулятором 6 степени нагрева. Нагревательный элемент встроен в теплоизолированную приставную камеру 7, которая крепится к стене с помощью элементов 8.

Другую сторону стены 1 охлаждают с помощью различных средств, чем достигается бóльшая точность измерения. В качестве такого средства может использоваться термоэлектрический модуль Пельтье 9. Указанный модуль встроен в обойму 10 и запитан от источника тока, находящегося в пульте управления 11. Для отвода тепла от термоэлектрического модуля 9 служит радиатор 12. Обойма 10 крепится к стене с помощью элементов крепления 13.

На строительную конструкцию, например стену задания 1, крепится приставная камера 7 с находящимся в ней нагревательным элементом 5.

С другой стороны здания соответственно приставной камере 7 крепится обойма 10 со встроенным в нее термоэлектрическим модулем 9. Приставная камера 7 и обойма 10 могут иметь прямоугольную или круглую форму, при этом их размер выбирается равным 3÷5 толщины строительной конструкции. С помощью нагревательного элемента 5 строительная конструкция 1 нагревается до температуры, превышающей температуру окружающей среды на 5-10°С. Степень нагрева контролируется термометром 2. Одновременно с нагревом включается термоэлектрический модуль 9, который охлаждает поверхность строительной конструкции до отрицательной температуры. Степень охлаждения контролируется термометром 3. По истечении некоторого времени температуры на обеих сторонах становятся стабильными, не изменяющимися по времени. В этот момент с помощью датчика 4 регистрируют величину теплового потока q, проходящего через строительную конструкцию. Далее определяют значение сопротивления теплопередаче строительной конструкции по формуле:

R=(T_B-T_H)/q

Вторым вариантом охладителя может служить напорный вентилятор 13, сочлененным с защитным коробом 14, который крепится к строительной конструкции с помощью элементов 15. Защитный короб 14 в сочетании со строительной конструкцией 1 образуют камеру расширения 16, сообщающуюся с атмосферой. Воздух под давлением напорного вентилятора 13 поступает в камеру расширения 16 через сопло 17.

Для проведения измерений выбирают участок строительной конструкции, на котором можно установить приставную камеру с нагревателем, а с другой стороны - охладитель. Предлагаемые способ и устройство обеспечивают высокую точность измерения сопротивления теплопередаче строительной конструкции.

1. Устройство для измерения сопротивления теплопередаче строительной конструкции, содержащее нагреватель и первый термометр, установленные на одной стороне строительной конструкции, охладитель и второй термометр, установленные на противоположной стороне строительной конструкции, измеритель теплового потока, проходящего через строительную конструкцию, отличающееся тем, что оно снабжено прикрепленной к строительной конструкции теплоизолированной приставной камерой, в которую встроены нагреватель, измеритель теплового потока и первый термометр, а охладитель и второй термометр встроены в короб, снабженный элементами крепления к строительной конструкции.

2. Устройство для измерения сопротивления теплопередаче строительной конструкции по п.1, отличающееся тем, что охладитель выполнен в виде полупроводникового термоэлектрического модуля.

3. Устройство для измерения сопротивления теплопередаче строительной конструкции по п.1, отличающееся тем, что охладитель выполнен в виде напорного вентилятора, сочлененного с коробом, образующим со строительной конструкцией камеру расширения, сообщающуюся с атмосферой.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при определении коэффициента излучения поверхности материалов. .

Способ определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций строительных сооружений // 2468359

Изобретение относится к области измерения теплофизических свойств ограждающих конструкций строительных сооружений и может быть использовано для определения их количественных характеристик в условиях нестационарного теплообмена с окружающей средой.

Способ определения тепловой активности материалов и устройство для его осуществления // 2462703

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано при неразрушающем контроле параметра тепловой активности горных пород. .

Способ измерения теплопроводности пористых тел при всестороннем давлении // 2461818

Изобретение относится к способам измерения теплофизических свойств веществ. .

Способ определения теплопроводности и температуропроводности твердого тела при нестационарном тепловом режиме // 2460063

Изобретение относится к нестационарным способам определения теплофизических свойств твердых тел. .

Способ определения термического сопротивления участка элемента конструкции при нестационарном режиме теплопередачи // 2457471

Изобретение относится к области измерительной техники и найдет применение практически во всех процессах строительства, производства, эксплуатации и ремонта различных технических объектов, где необходимы диагностика, контроль качества, обеспечение работоспособности и безопасности эксплуатации непосредственно объектов и их отдельных узлов, блоков и деталей.

Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов // 2439543

Изобретение относится к области тепловых испытаний дисперсных и пастообразных материалов. .

Способ определения теплофизических характеристик материалов // 2436078

Способ и устройство для экспрессного определения влажности и теплопроводности неметаллических материалов // 2431134

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам и устройствам для определения физических свойств веществ путем измерения электрической емкости, и может быть использовано для экспрессного определения теплофизических характеристик неметаллических материалов, например строительных.

Способ определения коэффициента теплопроводности тонкостенных теплозащитных покрытий и устройство для его осуществления // 2426106

Изобретение относится к теплофизическим исследованиям теплозащитного покрытия на материале и условий работы, влияющих на коэффициент теплопроводности, и может быть использовано для определенна коэффициента теплопроводности тонкостенного теплозащитного покрытия (ТЗП) на лопатках турбин газотурбинных двигателей для создания материалов, защищающих рабочие лопатки от перегрева, так как современные материалы рабочих лопаток исчерпали свои возможности по предельно допустимым температурам.

Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий // 2478936

Изобретение относится к области исследования и анализа теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - u

Способ измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект (варианты) и устройство для его осуществления // 2478937

Изобретение относится к строительной технике и может быть преимущественно использовано для измерения теплофизических характеристик различных строительных конструкций, например стен, потолков, полов, переборок, подволоков и др

Способ измерения удельного сопротивления теплопередаче через объект (варианты) и устройство для его осуществления // 2478938

Изобретение относится к строительной технике и может быть преимущественно использовано для измерения теплофизических характеристик различных строительных конструкций, например, стен, потолков, полов, переборок, подволоков и др

Способ измерения коэффициента температуропроводности теплоизоляционных материалов методом регулярного режима третьего рода // 2478939

Изобретение относится к области тепловых испытаний теплоизоляционных материалов

Способ определения теплопроводности материалов // 2478940

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения теплопроводности материалов

Установка для испытаний теплозащиты летательного аппарата // 2486497

Изобретение относится к области тепловых испытаний и может быть использовано для испытаний теплозащиты летательных аппаратов (ЛА) для определения ее теплофизических свойств и работоспособности

Способ определения теплопроводности твердого тела активным методом теплового неразрушающего контроля // 2488102

Изобретение относится к стационарным способам определения теплопроводности плоских однослойных конструкций и может быть использовано в строительстве и теплоэнергетике

Способ определения коэффициента эффективности сверхтонких теплоизоляционных покрытий // 2490619

Изобретение относится к области исследования теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - u

Устройство для измерения теплопроводности флюидонасыщенных под давлением пористых тел // 2492455

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в промысловой геофизике для оценки глубинных тепловых полей, процессов мембранного разделения в химической промышленности и других отраслях

Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы пористых материалов // 2492456

Изобретение относится к области изучения физических свойств пористых неоднородных материалов и может быть использовано для определения характеристик порового пространства и теплопроводности образцов горных пород и минералов