[发明专利]一种相变材料储热量的测试装置及方法

权利要求书

1.一种相变材料储热量的测试方法，其特征在于：通过测试装置测得，该测试装置包括底座、侧面保温层、保温盖、容器、传热介质、温度传感器和温度记录仪；

所述侧面保温层固定于所述底座上且呈内部设有圆柱型凹腔的空心圆柱体状，所述凹腔与侧面保温层同轴且顶部为敞口，所述容器为顶部敞口的圆柱体，容器置于凹腔中且容器外壁与侧面保温内部贴合，容器内盛有液体状的传热介质；所述保温盖密封盖设于侧面保温层及容器顶部；侧面保温层的开口边沿在轴向截面上呈外高里低的阶梯状，开口边沿的最低处与容器等高，保温盖在轴向截面上呈外薄里厚的阶梯状且与侧面保温层的阶梯状相适配；容器内的中上部圆心处设有所述温度传感器，温度传感器通过贯穿保温盖的线路与外部的温度记录仪电路连接；

测试装置方法包括以下步骤：

S1：称取相变材料并用封装材料进行封装，通过加热器将相变材料加热到相变温度2℃以上；

S2：将传热介质盛于容器内，直至容器和传热介质温度一致时，记录开始温度为T_min；

S3：将温度为T₀的相变材料置入传热介质的底部，开始测量记录传热介质温度，直至升温至T_max，记录时间t，使测试装置开始自然降温；

S4：记录传热介质在自然降温t时间后的温度T_c；

S5：根据公式计算T_min～T_max温度范围内相变材料的单位储热量U和相变焓q；

Q_pcm=Q_介质+Q_容器+Q_损失；

Q_pcm=Q_潜热+Q_显热=q*m_pcm+C_pcm*△T₁*m_pcm+C_封装材料*△T₁*m_封装材料；

Q_介质=C_介质*△T₂*m_介质；

Q_容器= C_容器*△T₂*m_容器；

Q_损失= C_介质*△T₃*m_介质+C_容器*△T₃*m_容器+C_pcm*△T₃*m_pcm+C_封装材料*△T₃*m_封装材料；

U =（C_介质*△T₂*m_介质+C_容器*△T₂*m_容器+ C_介质*△T₃*m_介质+C_容器*△T₃*m_容器+C_pcm*△T₃*m_pcm+C_封装材料*△T₃*m_封装材料-C_封装材料*△T₁*m_封装材料）/m_pcm；

q= U- C_pcm*△T₁；

其中：

Q_pcm——相变材料的放热量，J；

Q_介质——传热介质的吸收热量，J；

Q_容器——容器的吸收热量，J；

Q_损失——相变过程中装置的热量损失，J；

Q_潜热——相变材料的相变期间的热量，J；

Q_显热——相变材料的显热热量，J；

q——相变材料的相变焓，J；

m_pcm——相变材料的质量，g；

C_pcm——相变材料的比热，J/g*℃；

△T₁——相变材料由蓄满热量的温度T₀与传热介质升高到最大温度T_max的温差，℃；

C_封装材料——封装材料的比热，J/g*℃；

m_封装材料——封装材料的质量，g；

C_介质——传热介质的比热，J/g*℃；

△T₂——传热介质由开始的温度T_min升高到最大温度T_max的温差，℃；

m_介质——传热介质的质量，g；

C_容器——容器的比热，J/g*℃；

m_容器——容器的质量，g；

△T₃——与传热介质升温的相等时间t内，传热介质由最高T_max降温到T_c的温差，℃。