木质地采暖地板蓄热效能检测方法研究

发布时间：2020-04-14 03:41

【摘要】：随着科技发展及生活水平的提高,木质采暖地板被广泛地应用于人们生活中的各个方面。人们对于地采暖地板的青睐促进了行业的飞速发展。但是,目前尚无检测地采暖地板性能的方法与仪器。因此,研究地采暖地板性能的检测原理和检测方法及开发检测仪器,便成为地采暖地板行业亟需解决的问题。本文对木质采暖地板的蓄热效能展开研究,根据能量守恒定律,提出木质地采暖地板蓄热效能的检测原理与检测方法,发明地采暖地板的检测仪器。构建温度可调的密闭绝热腔体,将温度为T_e℃的试件放入到初始温度为T_0℃(T_eT_0)的密闭绝热腔体中。试件释放热量,腔体中空气吸收热量后温度升高,当达到平衡状态时,计算空间中所有介质所吸收的热量,从而可反推出试件释放的热量,计算出被测试件的蓄热效能。完成地采暖地板蓄热效能检测仪的开发,构建密闭绝热检测腔、温度调节腔两个腔体,构建空气循环系统、试件加热与推送系统,实现对地板蓄热效能的检测。将密闭绝热空间以扇柱体进行划分,同时在每个扇柱体几何中心安装一个温度传感器,在空间内形成温度传感器阵列,实现对检测空间内任意时刻温度梯度场和空间内热流走向的实时监测。温度调节腔内有制冷和制热设备,腔体外部设计有空气循环通道,共同实现对检测腔内温度的调节。设计了试件加热系统,用来调节被测试件的温度,同时开发了试件推送系统,实现了向检测腔内推送试件的自动控制。自主开发了主控制器、控制器A、控制器B及传感器阵列。采用光电隔离技术,将主控制的控制端与输入输出端进行隔离,增强了主控制器的抗干扰能力。控制器已经连续运行两年,一直保持稳定工作状态。控制器A、控制器B及传感器阵列的设计,实现空间内每个扇柱体传感器的布设、温度的采集及温度数据的处理。本文构建了限幅模糊与PID混合控制模型,在一个函数体内完成所有的控制运算。实现检测腔内达到预设温度的时间与传统PID控制算法相比,缩短控制时间,提高了控制精度。提出并行分布式温度采集方法,减少了温度采集时间。对蓄热效能检测仪的各项性能进行了实验测试,测试结果表明:检测精度达到±0.1kJ/(s.m~3),且检测设备运行稳定、可靠。从而验证了地采暖地板蓄热效能检测方法的可行性。以水曲柳(Fraxinus mandshurica)、红松(Pinus koraiensis)等阔叶材和针叶材中有代表性树种为基材,进行了多次测试,并计算相应的蓄热效能。利用BP神经网络构建密闭绝热空间温度场模型,在时间维度和空间维度上将模型输出数据与实际检测数据进行验证。模型输出在时间维度和空间维度的拟合度较好。从而验证模型的准确性及地采暖地板检测仪器的科学性、可靠性与准确性。本文所提出的木质地采暖地板的蓄热效能检测方法以及开发的检测装置,能够科学、准确地评价地采暖地板蓄热效能。该方法的提出及检测仪器的开发对行业标准的制定具有重要意义。
【图文】：

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图 1.2 FEP 成员国实木镶拼地板产量占比Fig. 1.2 The proportion of wooden parquet floor inFEP member countries图 1.3 FEP 成员国实木镶拼地板消费量Fig. 1.3 Consumption of wooden parquet floor inFEP member countries根据以上两图可以看出，德国既是木质地板的生产大国，又是消费大国。2016 年德国仅强化地板一项就达到了 6300 万平方米，居欧洲各国之首。在芬兰，木地板受到人们的欢迎，19 世纪初木地板被广泛的使用，有些地板直到现在还在使用[18]。

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图 1.2 FEP 成员国实木镶拼地板产量占比Fig. 1.2 The proportion of wooden parquet floor inFEP member countries图 1.3 FEP 成员国实木镶拼地板消费量Fig. 1.3 Consumption of wooden parquet floor inFEP member countries根据以上两图可以看出，德国既是木质地板的生产大国，，又是消费大国。2016 年德国仅强化地板一项就达到了 6300 万平方米，居欧洲各国之首。在芬兰，木地板受到人们的欢迎，19 世纪初木地板被广泛的使用，有些地板直到现在还在使用[18]。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU832

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