【摘要】：隨著科技發(fā)展及生活水平的提高,木質(zhì)采暖地板被廣泛地應(yīng)用于人們生活中的各個方面。人們對于地采暖地板的青睞促進(jìn)了行業(yè)的飛速發(fā)展。但是,目前尚無檢測地采暖地板性能的方法與儀器。因此,研究地采暖地板性能的檢測原理和檢測方法及開發(fā)檢測儀器,便成為地采暖地板行業(yè)亟需解決的問題。本文對木質(zhì)采暖地板的蓄熱效能展開研究,根據(jù)能量守恒定律,提出木質(zhì)地采暖地板蓄熱效能的檢測原理與檢測方法,發(fā)明地采暖地板的檢測儀器。構(gòu)建溫度可調(diào)的密閉絕熱腔體,將溫度為T_e℃的試件放入到初始溫度為T_0℃(T_eT_0)的密閉絕熱腔體中。試件釋放熱量,腔體中空氣吸收熱量后溫度升高,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,計算空間中所有介質(zhì)所吸收的熱量,從而可反推出試件釋放的熱量,計算出被測試件的蓄熱效能。完成地采暖地板蓄熱效能檢測儀的開發(fā),構(gòu)建密閉絕熱檢測腔、溫度調(diào)節(jié)腔兩個腔體,構(gòu)建空氣循環(huán)系統(tǒng)、試件加熱與推送系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對地板蓄熱效能的檢測。將密閉絕熱空間以扇柱體進(jìn)行劃分,同時在每個扇柱體幾何中心安裝一個溫度傳感器,在空間內(nèi)形成溫度傳感器陣列,實(shí)現(xiàn)對檢測空間內(nèi)任意時刻溫度梯度場和空間內(nèi)熱流走向的實(shí)時監(jiān)測。溫度調(diào)節(jié)腔內(nèi)有制冷和制熱設(shè)備,腔體外部設(shè)計有空氣循環(huán)通道,共同實(shí)現(xiàn)對檢測腔內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。設(shè)計了試件加熱系統(tǒng),用來調(diào)節(jié)被測試件的溫度,同時開發(fā)了試件推送系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了向檢測腔內(nèi)推送試件的自動控制。自主開發(fā)了主控制器、控制器A、控制器B及傳感器陣列。采用光電隔離技術(shù),將主控制的控制端與輸入輸出端進(jìn)行隔離,增強(qiáng)了主控制器的抗干擾能力�？刂破饕呀�(jīng)連續(xù)運(yùn)行兩年,一直保持穩(wěn)定工作狀態(tài)。控制器A、控制器B及傳感器陣列的設(shè)計,實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)每個扇柱體傳感器的布設(shè)、溫度的采集及溫度數(shù)據(jù)的處理。本文構(gòu)建了限幅模糊與PID混合控制模型,在一個函數(shù)體內(nèi)完成所有的控制運(yùn)算。實(shí)現(xiàn)檢測腔內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)溫度的時間與傳統(tǒng)PID控制算法相比,縮短控制時間,提高了控制精度。提出并行分布式溫度采集方法,減少了溫度采集時間。對蓄熱效能檢測儀的各項性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試,測試結(jié)果表明:檢測精度達(dá)到±0.1kJ/(s.m~3),且檢測設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。從而驗(yàn)證了地采暖地板蓄熱效能檢測方法的可行性。以水曲柳(Fraxinus mandshurica)、紅松(Pinus koraiensis)等闊葉材和針葉材中有代表性樹種為基材,進(jìn)行了多次測試,并計算相應(yīng)的蓄熱效能。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建密閉絕熱空間溫度場模型,在時間維度和空間維度上將模型輸出數(shù)據(jù)與實(shí)際檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。模型輸出在時間維度和空間維度的擬合度較好。從而驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性及地采暖地板檢測儀器的科學(xué)性、可靠性與準(zhǔn)確性。本文所提出的木質(zhì)地采暖地板的蓄熱效能檢測方法以及開發(fā)的檢測裝置,能夠科學(xué)、準(zhǔn)確地評價地采暖地板蓄熱效能。該方法的提出及檢測儀器的開發(fā)對行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定具有重要意義。
【圖文】：

圖 1.2 FEP 成員國實(shí)木鑲拼地板產(chǎn)量占比Fig. 1.2 The proportion of wooden parquet floor inFEP member countries圖 1.3 FEP 成員國實(shí)木鑲拼地板消費(fèi)量Fig. 1.3 Consumption of wooden parquet floor inFEP member countries根據(jù)以上兩圖可以看出，德國既是木質(zhì)地板的生產(chǎn)大國，又是消費(fèi)大國。2016 年德國僅強(qiáng)化地板一項就達(dá)到了 6300 萬平方米，居歐洲各國之首。在芬蘭，木地板受到人們的歡迎，19 世紀(jì)初木地板被廣泛的使用，有些地板直到現(xiàn)在還在使用[18]。

圖 1.2 FEP 成員國實(shí)木鑲拼地板產(chǎn)量占比Fig. 1.2 The proportion of wooden parquet floor inFEP member countries圖 1.3 FEP 成員國實(shí)木鑲拼地板消費(fèi)量Fig. 1.3 Consumption of wooden parquet floor inFEP member countries根據(jù)以上兩圖可以看出，德國既是木質(zhì)地板的生產(chǎn)大國，，又是消費(fèi)大國。2016 年德國僅強(qiáng)化地板一項就達(dá)到了 6300 萬平方米，居歐洲各國之首。在芬蘭，木地板受到人們的歡迎，19 世紀(jì)初木地板被廣泛的使用，有些地板直到現(xiàn)在還在使用[18]。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU832

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本文編號：2626833