[发明专利]一种有机相变储热材料体积变形的测试装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机相变储热材料体积变形的测试装置与方法。

背景技术

随着社会经济和现代科技的快速发展，建筑节能与建筑物居住舒适性提高受到越来越多的关注，因此推动了相变储热材料的技术发展与应用。所谓相变储热材料，就是指物质可随周围环境的温度变化而改变状态，并能在非常窄的温度波动范围内自动吸收热量或将储存的热量释放，从而控制周围环境的温度相对稳定。在各类相变储热材料中，有机类相变储热材料具有不溶于水、相变潜热值高、化学稳定性好、热稳定性好、无毒、低腐蚀、廉价易得等优点，在建筑领域具有非常广泛的应用前景。

有机类相变储热材料在实际应用中，一般与建筑材料直接混合或制备成封装储能制品。有机类相变储热材料在蓄放热的过程中，发生固-液态转化，往往会产生非常明显的体积变形。当有机类相变储热材料的体积变化率过大，产生较大的变形和应力，易破坏封装制品产生泄露，从而影响相变储热材料制品及整个系统的长期稳定性和耐久性。因此，相变前后的体积变形是制备有机类相变储热材料封装制品和推广应用所必须测定的参数值。目前，国内外均没有统一的测试装置和方法，不同研究者对于有机类相变材料的体积变形均采用简易方法，测试精度低、重复性差。孟多研究脂肪酸的熔胀体积变化率时，用量筒称取一定体积的液态脂肪酸，待其凝固后采用排水法再次称量固态脂肪酸的体积，最后通过计算得到体积变化率。该方法无法直接测定块状、颗粒状或粉末状的脂肪酸，需先熔化脂肪酸成液态。且脂肪酸的量若太少，体积变化不明显，则测量精度较低。孔巧玲等人通过自行设计的装置研究相变过程中的体积变化规律及其影响因素。该装置是利用水的体积变化来衡量相变材料的体积变化。但实验前，需要将相变材料熔解和凝固几次，排出里面的空气直到刻度管里的液面不再变化时，才可开始实验。此测量方法的准备工作较为复杂，且重复性差。

发明内容

本发明是要解决现有装置与方法测试精度低、重复性差的问题，而提供了一种有机相变储热材料体积变形的测试装置与方法。

一种有机相变储热材料体积变形的测试装置，它包括连通容器、水浴加热装置、固定支架和激光位移传感器；

所述激光位移感应器固定在固定支架的竖形杆上，所述水浴加热装置设置在固定支架的底板上，所述连通容器设置在水浴加热装置内部；

其中，所述连通容器包括圆形细管、底部连通细管、圆形粗管、开口细管、密封盖、温度传感器、橡胶塞、塑料片和纱网；

所述圆形细管和圆形粗管通过底部连通细管相互连通；所述圆形粗管的顶部开有两个孔，其中，一个孔采用密封盖进行密封，另一孔连通有开口细管，所述开口细管采用橡胶塞进行密封；

所述有机类相变储热材料通过纱网设置在圆形粗管内，并且固定在密封盖的底部而不会漂浮到开口细管中；所述温度传感器固定在圆形粗管内记录包含有机类相变储热材料的整体液相体系的温度变化；

所述圆形细管中水面上设有塑料片。

工作原理：启动水浴热装置加热连通容器，导致水受热膨胀以及有机类相变储热材料相变膨胀。开口细管由橡胶塞密封，体积只能在竖立的圆形细管处产生膨胀。利用固定在连通容器内的温度传感器，记录包含相变储热材料的整体液相体系的温度变化；在圆形细管中的水面上放置塑料片，激光位移感应器固定在固定支架上，通过激光位移传感器测试塑料片在相变材料发生相变前后的高度变化即可换算出相变材料产生的体积变形。

发明效果：

本发明的目的是提供一种测试装置与方法，能够精确而便捷地测定块状、颗粒状或粉末状的有机类相变储热材料的体积变化率。该测试装置与方法通过测定相变材料发生相变前后引起的连通容器一端的水位高低变化，并结合不同温度时水的体积变化，测定出一定质量或体积的有机类相变储热材料相变前后的体积变化率。该测试装置与方法的工作原理简单、测试精度高、操作方便。

连通容器根据U型管原理设计，测试时将相变材料放在连通容器液位较低的一端并封闭端口，根据连通容器中开口的较高液位端的液面高度变形测试出相变材料发生相变前后引起的体积变化值。

附图说明

图1附图说明连通容器结构示意图；

图2附图说明本发明整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的它包括连通容器10、水浴加热装置11、固定支架13和激光位移传感器12；

所述激光位移感应器12固定在固定支架13上，所述连通容器10设置在水浴加热装置11内部；