[發明專利]一種高溫空氣復合保溫管道熱力性能集成檢測系統及應用

無效

• 申請號: 201110452378.1
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102565125A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 那威;宋艷;李德英;史永征
• 申請（專利權）人: 北京建筑工程學院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于熱力性能檢測技術領域，特別涉及一種高溫空氣復合保溫管道熱力性能集成檢測系統及應用。

背景技術

熱力管道是集中供熱系統輸送熱水、蒸汽等熱媒的重要組成部分。近年來，國內外主流熱力管道所輸送熱媒溫度由150-250℃左右提高到600℃以上，蒸汽壓力達到2.5Mpa以上，由于熱力管道的熱媒壓力的增高和熱媒溫度的提升，高溫熱力管道設置空氣層等復合保溫層是提高管道保溫性能、保證所輸運熱媒的熱力參數、增強管道防腐性能的新技術。測定復合保溫結構的熱阻、導熱系數等熱力性能參數是衡量該類保溫管道熱力性能的主要依據。

在以往的供熱工程管道熱工性能測定中，保溫結構的熱阻是采用已有的材料物性數據來計算的方法間接獲得，往往不能考慮為實現保溫結構而采取的一些技術上的措施(如各種保溫材料、管殼的接縫)以及材料物性差異、施工條件、質量等因素，對于含有空氣層的復合保溫結構的熱阻尚無合理計算方法。且以往所采用的熱力管道熱力性能測試系統無法準確檢測新型復合保溫管道的保溫結構整體保溫性能和復合保溫結構中各層實際熱工性能。該傳熱過程應包括復合保溫結構內固體保溫材料固相導熱以及保溫材料內殘留空氣的導熱、對流和輻射換熱，以及空氣層的導熱、對流和輻射換熱三部分，而檢測復合保溫結構內保溫材料纖維和保溫材料內殘留空氣、空氣層三者的綜合傳熱特性是真實地反映復合保溫管道整體的保溫性能，尤其是為了管道保溫結構的優化、評價各型保溫結構的性能、確定保溫管的熱損失的關鍵。從目前國內外公開報導的文獻來看，僅見到各種材料物性測試裝置以及墻體整體熱工性能測試裝置的報導，而未見到復合保溫管道整體保溫結構熱阻測試裝置的報導，特別是帶有空氣層、適用于熱媒溫度高達200-350℃及以上的復合保溫管道整體保溫結構熱阻測試裝置的報導。

發明內容

本發明針對上述缺陷公開了一種高溫空氣復合保溫管道熱力性能集成檢測系統，它由控制與數據采集系統和恒溫小室構成；

所述控制與數據采集系統的結構如下：工業控制計算機分別連接打印機和RS232總線，RS232/485轉換器分別連接RS232總線和RS485總線，RS485總線通過信號電纜分別與第1溫度傳感器-第48溫度傳感器、第1熱流傳感器-第16熱流傳感器、第1電量模塊-第3電量模塊和第1智能調節器-第3智能調節器連接；

第1溫度傳感器-第47溫度傳感器分別與第1熱電偶-第47熱電偶直接安裝在一起，第48溫度傳感器與測量儀器直接安裝在一起，第1熱流傳感器-第16熱流傳感器分別與第1熱流計-第16熱流計直接安裝在一起；溫度控制儀的一端分別連接第1溫度傳感器-第48溫度傳感器，另一端分別連接第1電量模塊-第3電量模塊；

所述恒溫小室的結構如下：測試室位于內層、補償圍護結構位于外層，通風室位于測試室與補償圍護結構之間，制冷設備室位于補償圍護結構的右側，控制室位于補償圍護結構和制冷設備室的下方；

測試管段沿測試室對角線方向布置于測試室中部，在測試管段上依次安裝著第1熱電偶-第47熱電偶以及第1熱流計-第16熱流計；測量儀器位于測試室中，它由濕度計和熱電偶組成；測量儀器與測試管段中軸線的距離不超過2-3m；

補償圍護結構與測試室的間距為0.3-0.5m；

通風室內風速為0.1～0.5m/s，風機分別通過兩個空氣電加熱器與兩個空氣冷卻器裝配在一起，風機通過送風管道與測試室裝配在一起，兩個空氣冷卻器通過回風管道與測試室裝配在一起；

制冷裝置安裝在制冷設備室內，制冷裝置通過管道與電源和兩個空氣冷卻器連接，控制臺安裝在控制室內。

所述測試室呈長方體形狀，采用鋼材加工而成，其內部尺寸為：(4±0.2)×(4±0.2)×(2.8±0.2)m；組成測試室的6個面的任意兩面熱阻相差不超過20％，測試室的每一個面分別由8個矩形小風道拼成；測試室的換氣次數為0.02次/h；

所述補償圍護結構的6個面的傳熱系數不大于0.58W/(m²·K)；補償圍護結構由門和墻體密封而制成，補償圍護結構的門與墻體有相同的熱阻；墻體均采用玻璃棉板制備，在補償圍護結構的天棚下吊玻璃棉板；送風管道和小風道共同構成送風系統；小風道的一端與送風管道相連，另一端為測試室的空氣入口，每條小風道設置有面積可變的多孔板和蝶閥，多孔板和蝶閥采用法蘭連接方式安裝在小風道上。