[实用新型]一种相变材料耐久性循环测试装置

说明书

一种相变材料的耐久性循环测试装置，包括控制装置、冷水电动二通阀、冷水储存器、冷水产生器、冷水泵、热水电动二通阀、热水储存器、热水产生器、热水泵、样品测试箱、样品存放盒和温控器探头，所述热水产生器通过管道连接热水泵，热水泵通过管道连接热水储存器，热水储存器一侧通过管道连接热水电动二通阀，热水电动二通阀通过管道连接样品测试箱；热水储存器另一侧通过热水电动二通阀连接样品测试箱；冷水产生器通过管道连接冷水泵，冷水泵通过管道连接冷水储存器，冷水储存器一侧通过管道连接冷水电动二通阀，冷水电动二通阀通过管道连接样品测试箱。

技术领域

本发明属于相变材料耐久性循环测试技术领域，具体涉及一种相变材料的耐久性循环测试装置。

背景技术

随着能源与环境问题的日益突出，可以解决能量在时间和空间上不匹配矛盾的相变蓄能技术得到了各行业广泛关注，作为能量的载体，相变材料具有储热密度高，储热放热近似恒温、过程简单易控等特点。相变材料在建筑方面的应用主要有四种方式：直接加入法、浸渗法、微胶囊封装法和定型相变材料。直接加入法是指将相变材料与水泥、石膏、砂浆、混凝土等传统建筑材料直接混合。这种方法简便易行，经济成本较低，但相变材料在液体状态下的渗漏以及与建筑材料的不相容是它的最大弊端。浸渗法是指将混凝土、砖块、墙板等建筑材料浸泡在液相相变材料中，并利用毛细管吸附作用或真空吸附方法将相变材料吸收到其内部微小空隙中。但在长期的应用中也存在着相变材料的泄漏问题。微胶囊封装法将微量的相变材料加入到微观的聚合物胶囊中，然后将一定量的微胶囊粉末与建筑材料（混凝土、石膏板以及聚合物等）混合组成复合建筑节能材料。微胶囊封装可以有效地防止相变材料的泄漏，增大相变材料的表面积从而提高传热速率。但由于其高昂的封装成本，很难实现规模化生产。目前除微胶囊法外，另外一个比较流行的方法是定型相变材料。制作定型相变材料需要相变材料和支撑材料。将两种材料在液体状态或玻璃化状态下按照一定的比例进行混合，再进行冷却，将支撑材料冷却到玻璃化转变温度以下制成定型相变材料。这种方法最大的优点是相变材料与支撑材料一体化，支撑材料可以起到封装的作用。但在长期的应用中也存在着相变材料的泄漏问题。

在相变储能系统中，相变材料完成1次熔融和结晶过程为1个循环周期，周期内经过1次吸热过程和1次放热过程，实现能量的储存和释放。相变材料的选择应该遵循以下几个原则：相变潜热高，能够储存或释放更多的热量；相变温度适宜，能满足需要，相变的可逆性好，能尽量避免过冷或过热现象；材料导热系数大；相变过程有较小的膨胀收缩性；相变材料密度大，比热容大；无毒；吸热和放热时温度变化尽可能小、生态友好；成本低，制造方便，在相变过程中性能稳定、易于操作。除此之外，实际运用时还应解决相变材料的耐久性问题，即：相变材料在循环过程中热物理性质的退化问题；相变材料易从基体泄露的问题。

目前，国内外针对相变材料在循环过程中热物理性质退化问题有一些研究方法。张东丽等人（张东. 脂肪酸分子合金相变材料的热稳定性[J]. 建筑材料学报, 2008, 11(3): 283-287.）利用差示扫描热量技术（DSC）研究了脂肪酸分子合金作为相变材料经56、112、200、400、710次循环后的相变温度和相变潜热的变化。Anant Shukla等人（Shukla A,Buddhi D, Sawhney R L. Thermal cycling test of few selected inorganic andorganic phase change materials[J]. Renewable Energy, 2008, 33(12): 2606-2614.）将石蜡放在烘箱中进行加热熔化，当整个样品完全变成液体时，熔化结束，从烘箱中取出样品后立即开始凝固实验，并使其在室温下冷却。每隔2分钟记录一次温度。AnantShukla等人采用此方法对3种不同的石蜡进行相变试验后得到经过1500次加热循环后的石蜡相变温度和相变潜热的变化。但以上测试方法要不是采用昂贵的设备仪器进行熔化凝固测试，经济成本高，对仪器的使用寿命造成影响，就是采用人工的方法，耗时耗力。

发明内容