[发明专利]墙体局部区域体积比热容测定系统及方法

权利要求书

1.一种墙体局部区域体积比热容测定系统，包括单向发热装置（3）、数据采集控制装置（4）以及用于温度和热流密度信息测量的多个内墙面测量节点（1）和多个外墙面测量节点（2），其特征在于：所述内墙面测量节点均匀设置于墙体（5）的内表面上，外墙面测量节点均匀设置于墙体的外表面上，且外墙面测量节点与内墙面测量节点的位置相对应；单向发热装置固定于墙体内表面的中央位置处，内墙面测量节点、外墙面测量节点的信号线以及单向发热装置的控制线均与数据采集控制装置相连接。

2.根据权利要求1所述的墙体局部区域体积比热容测定系统，其特征在于：所述内墙面测量节点（1）、外墙面测量节点（2）在墙面上呈规则分布，每个内墙面测量节点所占墙体（5）内表面的面积相等。

3.一种基于权利要求1所述的墙体局部区域体积比热容测定系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

a).选定待测区域，在待测墙体区域上选取用于布设测量节点的待测区域；设墙体（5）的厚度为                                               ，待测区域的体积为；

b).划分待测区域，将待测区域等体积地划分为个小区域，则每个小区域的体积为，=1、2、3、……、，≥10；

c).布设内墙面测量节点，在划分的每个小区域的内墙面上安放内墙面测量节点，以便实现对每个小区域内表面的温度和热流密度信息的测量；

d).布设外墙面测量节点，在每个小区域的外墙面上与内表面测量节点相对应的位置上安放外墙面测量节点，以实现对每个小区域外表面的温度和热量密度信息的测量；

e).安放单向发热装置，在待测区域内墙面的中心位置上安放单向发热装置（3），以实现对待测区域的加热；

f).对待测区域进行加热，在数据采集控制装置（4）的控制作用下，利用单向发热装置对墙体的待测区域进行加热；

g).数据采集，数据采集控制装置通过内墙面测量节点和外墙面测量节点，以时间为周期，采集时间段内每个小区域内外墙面的温度、热流密度，设时间段内采集数据的次数为，=/；在数据采集的过程中，数据采集控制装置采集次数据后，控制单向发热装置加热，当数据采集次数达到次后停止加热，其中50≤＜＜；

h).求取小区域体积比热容，次数据采集中，第个小区域第次采集的内墙面的热流密度和温度分别为、，采集的外墙面的热流密度和温度分别为、，0≤≤，0≤≤；

     （1）

     （2）

     （3）

首先利用公式（1）、（2）分别计算出第个小区域的平均热流密度差和平均温度差，再利用公式（3）计算出第个小区域的体积比热容；

i).求取待测区域的体积比热容，根据公式（4）计算出墙体待测区域的体积比热容；

     （4）

其中，为第个小区域的权重系数，0.8≤≤1.2。

4.根据权利要求3所述的墙体局部区域体积比热容测定系统的实现方法，其特征在于：步骤f)中数据采集控制装置（4）根据加热电压控制曲线控制单向发热装置（3）进行发热，步骤i)中的确定包括以下步骤：

i-1).计算发热量，数据采集控制装置（4）根据加热电压控制曲线计算出发热曲线，以便获取单向发热装置的发热量；同时单向加热装置还采集加热时间、加热电流和加热电压信息，并计算每个数据采集周期内的加热量；

i-2).计算温度梯度，根据步骤g)中采集的温度数据，计算出内墙面和外墙面的温度梯度；

i-3).求取导热散发热量曲线，根据步骤g)中采集的热流密度数据，计算出内墙面和外墙面的导热散发热量曲线；

i-4).权重系数确定，对于处于温度梯度越大和导热散发热量曲线数值越大的小区域，其权重系数也越大，反之愈小。