[发明专利]一种相变储能复合板的热工性能测试装置、测试方法以及节能评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及热工测试领域，尤其涉及一种相变材料节能测试及评价，包括测试方法及装置以及节能效果评价方法。

技术背景

随着经济的高速发展和能源供需矛盾的日益突出，节能降耗成为实现21世纪可持续发展战略的重要措施之一，建筑节能技术作为节能降耗的重要手段已引起国内外高度重视。相变储能复合材料是相变材料与传统建筑材料的结合，具有优异的节能性能和广泛的应用前景。相变储能材料即潜热储能材料，材料由固态向液态或液态向固态转变时会发生热能转变，当相变材料达到相变温度时，会通过吸收或释放热量保持温度恒定。

迄今为止，由相变材料制成的实用化建筑制品已有很多种，但作为一种新型材料，至今还鲜有相变材料性能测试的相关标准出台，特别是相变复合板的节能评价还比较落后。相变储能复合板用于建筑节能究竟有多大贡献，对室内温度调节，对人体舒适程度究竟有多大影响等等，这些目前仍较模糊，这显然不利于产品市场的宣传与推广。究其原因，在于目前尚没有可用于对建筑用相变复合板节能效果进行检测与评价的系统。

发明内容

基于上述问题，本发明拟在建立一个相变储能复合板的节能测试与评价装置，基于节能评价指标，结合高低温试验箱，对相变储能复合板进行对比试验，使其具备评判相变储能复合板综合热工性能与节能程度的能力，以便进一步指导相变储能复合板制备、设计及安装。

本发明目的之一是提供一种相变储能复合板热工性能的测试装置。该装置配合一高低温试验箱工作，包括一箱体，所述箱体的一面留有用以安装待测复合板的位置，且待测复合板与箱体其余面形成封闭空间，在所述箱体内设置有制冷器、制热器和箱体测温探头、试件测温探头、控温探头；所述制冷器、制热器均通过导线与各自的电能表相连；所述箱体测温探头和试件测温探头通过导线与温度巡检仪相连，所述控温探头通过导线与控温仪相连；所述电能表通过导线与控温仪相连。

所述箱体的其余各面都使用保温隔热复合板。

在所述箱体内还设置有均热板，隔设在待测复合板与制冷器、制热器之间。

所述箱体测温探头、试件测温探头、控温探头插设在由均热板和待测复合板构成的空间内；所述试件测温探头为表面型测温探头，探测在待测复合板的内表面。

所述制冷器由冷风扇、半导体制冷片、水冷头、散热器、水泵、水桶构成，半导体制冷片的热面与水冷头相连，冷面连接冷风扇，冷风扇置于箱体内部，半导体制冷片经由导线与制冷电能表相连，水冷头进水口、散热器、水泵、水桶、水冷头出水口依次通过水管相连。

所述散热器采用水冷排散热器，水泵采用隔膜泵或磁力泵。

所述制热器由发热片和散热风扇构成，发热片的发热面和散热风扇连接，散热风扇置于箱体内部，所述发热片经由导线与制热电能表相连。

所述发热片为PTC陶瓷发热片或硅橡胶发热片。

所述装置还包括一外接计算机，其与电能表和温度巡检仪数据连接。

本发明进一步目的是提供一种相变储能复合板热工性能的测试方法。该方法使用前述的相变储能复合板热工性能的测试装置，具体是使用高低温试验箱模拟夏季或冬季的气候，将所述装置的箱体置于该高低温试验箱中，安装待测复合板，在控温仪上设定温度，启动制热器（模拟冬季气候）或制冷器（模拟夏季气候）、温度巡检仪、电能表，由温度巡检仪记录温度变化时间及温度变化值，电能表记录相应电耗，持续12小时，得到该相变储能复合板的热工性能数据。

本发明进一步目的是提供一种相变储能复合板节能效果评价方法。按前述测试方法分别测试待测复合板（试件）和对照复合板（对照件）的热工性能，然后按间接节能评价指标和/或直接节能评价指标评价试件的节能效果；

所述间接节能指标的表达公式为：

γ=（τ2-τ1）/τ1

其中，γ为相对时间滞后率，τ1为温度巡检仪记录的对照件由低温上升到达舒适温度上限值的时间，τ2为温度巡检仪记录的试件由低温上升到达舒适温度上限值的时间；γ值越大，表明试件维持室内舒适温度的时间延长的倍数大，节能效果越好；

所述直接节能评价指标的表达公式为：

η=(E₁-E₂)/E₁

其中，η为相对节能效率，E₁为电能表记录的对照件在一定时间内维持室内舒适温度所耗电能，E₂为电能表记录的试件在同样时间内维持室内舒适温度所耗电能；η值越大，表明试件维持室内舒适温度期间所耗电能降低的越多，节能效果越好。