[實用新型]一種相變儲能材料自動化熱循環實驗裝置

有效

• 申請號: 201220205388.5
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN202583097U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 李清海;周全;郭紅斌;李東旭
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N25/20
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 魯兵

技術領域

本實用新型涉及一種熱循環實驗裝置,特別是關于一種相變儲能材料自動化熱循環的實驗裝置。

背景技術

相變儲能材料即潛熱儲能材料。材料由固態向液態或液態向固態轉變稱之為相變，相變時會發生熱能轉變。當相變材料達到相變溫度時，會通過吸收或釋放熱量保持溫度恒定。

相變儲能材料由于其特殊的熱工性能，在航空航天、建筑、服裝加工、太陽能等領域得到越來越廣泛的應用。在實際應用中，相變儲能材料的熱穩定性是其耐久性的重要指標。在對導熱性能影響不大的情況下，用熱性能穩定的相變材料具有重要的經濟價值和意義。在相變儲能材料的使用過程中，由于相變材料不斷發生凝固/熔化循環，常伴隨著一定的體積變化，熱性能退化，影響材料的熱穩定性。因此，在實際利用相變材料之前,為了確保相變材料的長期使用性能,研究相變材料在經歷多次凝固/熔化循環后的熱穩定性是很有必要的。通常，研究相變材料加速熱循環的手段是將相變材料盛于容器內，再置入烘箱或熱箱熔化，待熔化完全后再將其置入冷箱凝固，這樣作為一個循環，如此重復幾百數千次。用這種方法進行相變材料熱循環加速實驗效率較低，工作強度較高，往往由于實驗周期長而不能進行較多次數的實驗。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種相變儲能材料自動化熱循環實驗裝置，它可自動對相變材料進行熱循環實驗，記錄循環次數，并實時采集相變材料溫度變化情況，極大提高了熱循環實驗效率。該裝置可滿足相變溫度為-60℃～260℃的相變材料熱循環實驗。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

一種相變儲能材料自動化熱循環實驗裝置，它包括恒溫冷熱介質浴模塊、控制模塊、檢測模塊和換熱模塊；

所述恒溫冷熱介質浴模塊包括第一溫控儀、分隔的冷介質浴缸和熱介質浴缸、冷介質浴溫度探頭、熱介質浴溫度探頭；所述冷、熱介質浴溫度探頭均由第一溫控儀導線控制連接，并且探測端分別伸入到對應的冷、熱介質浴中；

所述控制模塊包括第二溫控儀、試樣溫度探頭、冷介質泵、熱介質泵、冷回路電磁閥、熱回路電磁閥；

所述換熱模塊包括試樣管、換熱筒；所述試樣溫度探頭探測端伸入到試樣管中，試樣管裝有試樣部分置于換熱筒內；

所述檢測模塊包括溫度巡檢儀、計數器；

所述試樣溫度探頭、冷介質泵、熱介質泵，冷回路電磁閥、熱回路電磁閥均由第二溫控儀導線控制連接；所述冷介質泵、熱介質泵、冷回路電磁閥、熱回路電磁閥分別通過水管對應地連接在冷介質浴缸、熱介質浴缸與換熱筒之間；所述溫度巡檢儀同時導線控制連接所述試樣溫度探頭，所述計數器導線連接到所述冷介質泵或熱介質泵上。

所述第一溫控儀為多路恒溫控制儀。

所述第二溫控儀為冷暖溫度控制儀。

所述冷、熱介質泵為隔膜泵或磁力泵中的一種。

所述冷、熱回路電磁閥為常閉型電磁閥。

所述計數器為電子累計計數器。

所述冷、熱介質浴缸呈套裝方式，在其中內部的介質浴缸壁上固定有半導體制冷片，且冷端朝向并接觸冷介質浴，熱端朝向并接觸熱介質浴，所述半導體制冷片連接到所述第一溫控儀。

所述半導體制冷片有多片，多片半導體制冷片之間以冷面貼熱面堆疊的形式逐級串聯。

所述流體介質為水、防凍液或油。

采取以上技術方案的本實用新型，具有如下優點：1、本實用新型由于同時設置了冷、熱兩介質浴，可同時根據需要加熱或制冷，而節省單一的介質浴由冷至熱的等待過程，或由熱至冷的等待過程。2、本實用新型采用半導體制冷片，利用其一面制冷一面制熱的特性，同時制熱或制冷，代替分立的加熱系統和制冷系統，可大大提高結構的緊湊性、可靠性和用電效率。3、本實用新型利用流體介質對流換熱系數大于在空氣中的對流換熱系數的特性，采用水、油、防凍液等流體介質浴。4、利用冷（熱）泵的開啟次數，記錄熱循環次數，并實時采集相變材料溫度變化情況，極大地提高了熱循環實驗效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。

本實用新型通過建立一個自動熱循環體系，實現對相變儲能材料的熱穩定性研究。本實用新型設計的體系包括裝置和方法兩部分，基于如下考慮：

基于相變材料在流體介質（水、防凍液或油等）中的對流換熱系數大于在空氣中的對流換熱系數的特性，因此利用冷、熱介質浴進行凝固和熔化循環實驗。