[实用新型]一种固液相变材料速热速冷循环及材料稳定性测试系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及材料测试领域，尤其是一种固液相变材料速热速冷循环及材料稳定性测试系统。

【背景技术】

相变材料进行多次相变循环后，其热物性的稳定性是决定该相变材料应用领域的重要指标。现有可实现速冷、速热功能的实验仪器主要用于研究试样速冷或速热后材料的热物性参数，故只进行一次制冷或制热，并不以相变材料多次速热速冷相变循环兼计数作为目标。此外，现有设备结构复杂，安装难度大，价格高昂，一般需要3～5万元/台左右。如果其实现对相变材料的多次相变循环，不仅需要手动控制，而且成本高昂，技术经济性低。

为了解决现有技术存在的缺陷，有人对设备进行了改进，申请号为201010283704.6，名称为《一种固液相变材料稳定性测试系统》的实用新型专利申请；申请号为201210142242.5，名称为《一种相变储能材料自动化热循环实验装置及方法》的实用新型专利申请分别记载了两种不同的改进方案。但上述两种改进均方案存在以下不足：1、每次只能实现单个试样的循环测量，工作效率低；2、采用半导体制冷时的效率低，需要消耗很多电能，采用恒温水浴作为冷热源需要很高的初投资；3、都将材料放在试管中，试管置于水浴中，试管的传热及试管内相变材料的传热都比教低。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出一种针对性强，速热/速冷相变循环次数多，结构简单，安装难度低，经济成本低，使用寿命长等优点的固液相变材料速热速冷循环及材料稳定性测试系统。

为了实现上述目的，本实用新型是这样实现的：一种固液相变材料速热速冷循环及材料稳定性测试系统，包括冷热水循环供应子系统和速热速冷样品测试区，所述冷热水循环供应子系统包括冷水蓄水箱、热水蓄水箱和热泵循环模块，所述热泵循环模块包括压缩机、水冷式冷凝器、膨胀阀、水冷式蒸发器、所述压缩机通过管道与水冷式冷凝器连接，所述水冷式冷凝器通过管道与所述膨胀阀连接，所述膨胀阀通过管道与所述水冷式蒸发器连接，所述水冷式蒸发器通过管道与所述压缩机连接，形成热泵循环；所述水冷式冷凝器置于所述热水蓄水箱内；所述水冷式蒸发器置于所述冷水蓄水箱内。

在所述热水蓄水箱内设置浮球阀和自动补水装置，自动补水装置采用浮球阀定位补水，当水箱里的水位低于设定值时浮球阀会自动开启以给热水蓄水箱补水。

在热水蓄水箱里设置了辅助电加热器。

所述速热速冷样品测试区的入口端通过管道分别与冷水蓄水箱和热水蓄水箱连接，在所述速热速冷样品测试区的入口端与冷水蓄水箱和热水蓄水箱连接的管道上分别设置电动截止阀；在所述速热速冷样品测试区的入口端设置循环水泵；所述速热速冷样品测试区的出口端通过管道分别与冷水蓄水箱和热水蓄水箱连接，在所述速热速冷样品测试区的出口端与冷水蓄水箱和热水蓄水箱连接的管道上分别设置电动截止阀。

所述速热速冷样品测试区包括入水主管、出水主管和设置在所述入水主管和出水主管之间形成同程流道的若干支管组成，在所述支管上设置若干个样品测试孔。

所述支管可以是根，每根所述支管上设置有10个样品测试孔。

在所述支管的进水端设置手动截止阀。

所述样品测试孔包括固定在所述支管上的圆形容器和橡胶密封塞，所述橡胶密封塞盖于所述圆形容器的开口处。

所述圆形容器包括容器外环和容器内环，在所述容器外环与容器内环之间设置有用于盛装测试样品的样品腔，在所述样品腔中间内部设置有热电偶。

固液相变材料因在固液相变时可吸收或释放大量热能并同时保持恒定的温度，具有比显热蓄能材料更大的蓄能密度，因此可被应用于多种能源系统的蓄能装置中，例如太阳能热利用的蓄热系统，空调的蓄冷系统，工业余热的热回收系统等。固液相变材料可分为有机相变材料和无机相变材料，由于实际工程应用时，相变材料需要干百次乃至数万次反复熔化、凝固，这就要求对成核剂和稳定剂长期使用的稳定性和可靠性进行测试。如果使用人工重复这种过程，将十分耗时耗力。另外其它类型的相变材料，经过长期反复使用，也可能出现相变潜热减小，相变温度不稳定等衰减现象，因此也有稳定性测试的需求。