[发明专利]一种相变材料储热量的测试装置及方法

说明书

本发明涉及储能材料领域，公开了一种相变材料储热量的测试装置及方法，该装置包括底座、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。该方法包括：S1取相变材料并封装，加热。S2将传热介质盛于容器内，当容器和传热介质温度一致时，记录温度为T_min；S3将相变材料置入传热介质底部，记录温度，直至升温至T_max，记录时间t，自然降温；S4记录传热介质在自然降温后的温度T_c；S5：计算储热量U和相变焓q。本发明装置及测试方法的成本低，测试相变温度范围广；并且相较于传统的DSC方法，本发明对于混合性较差的相变材料的测试结果更接近实际值。

技术领域

本发明涉及储能材料领域，尤其涉及一种相变材料储热量的测试装置及方法。

背景技术

相变材料具有储热量大、相变温度平稳等特点，可以调节能源在时间、地区的匹配矛盾。尤其是近年来，企业越来越注重节能，相变材料在太阳能光热领域、谷电蓄热、空调制冷、保鲜冷冻、建筑纺织恒温、电器控温等领域挥发越来越大的作用。

相变材料的主要指标是储热量密度，即储热量的大小。目前对相变材料的储热量大小的测试方法是使用DSC仪器测试。目前这种仪器主要是集中在高校和少数有规模实力的企业。DSC仪器由国外垄断，价格昂贵，动辄二三十万人民币起步。其次商品化的相变材料主要是由多种材料复合而成的，DSC仪器测试所取样品为几毫克，当复合材料在几毫克的范围内不是均匀分布的话，所测样品很有可能无法代表真正的相变材料成分，举例说明：有时在DSC测试无机复合相变材料时有过冷现象，然而使用步冷温度测试法，即步冷温度曲线方法测试发现材料没有过冷现象。推测因为一部分复合相变材料的工艺是搅拌混合而成，对于生产以吨计量的搅拌混合工艺生产的相变材料，受制于混合机结构、时间、操作工艺、不同材料的密度、粒径、形状、极性等因素影响，商品化的复合相变材料还无法保证产品均匀度到几毫克/吨。再次DSC测定的是相变区间的相变焓，在相变材料的实际使用过程中，往往关注的是更大温度范围的储热量。这里包含潜热部分的相变焓和显热部分的储热量，例如80℃相变材料用在热水系统，人们实际需要的是60-80℃温度范围的储热量，而不仅仅是80℃的相变焓值。因此，对于多数中小企业来说，需要一种成本低、测试性能更符合实际的储热量测试方法和仪器。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种相变材料储热量的测试装置及方法，本发明装置及测试方法的成本低，测试相变温度范围广，可以根据实际需要温度范围的储热量需求来灵活设置传热介质的起始温度，同时可以计算出相变材料的相变焓；并且相较于传统的DSC方法，本发明对于混合性较差的相变材料的测试结果更接近实际值。

本发明的具体技术方案为：一种相变材料储热量的测试装置，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。

在本发明装置中，侧面保温层和保温盖采用阶梯状设计，可互相衔接扣合，能够最大限度地减少顶部热量损失。并且，本发明可以实现不同的样品同时检测对比储热量。只需制作规格相同的多个储热量测试装置，每个装置连接一路温度传感器，同时记录对比不同的样品的储热量大小。

作为优选，所述侧面保温层的轴向截面呈二阶阶梯状，所述保温盖的轴向截面呈三阶阶梯状。

作为优选，所述底座、侧面保温层及保温盖的材质为发泡聚丙烯、发泡聚氯乙烯、发泡聚氨酯、岩棉、硅酸铝、二氧化硅气凝胶中的一种或几种组合。