[發明專利]相變儲能復合材料相對導熱系數測試方法

有效

• 申請號: 201310213978.1
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103308550B
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 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: G01N25/20
• 分類號: 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

本發明屬于熱工測試技術領域，尤其涉及一種相變儲能復合材料的相對導熱系數 測試方法。

背景技術

隨著建筑能耗增長的趨勢越來越明顯，節能降耗已經成為可持續發展戰略的重要 措施之一，相變儲能復合材料因其相變時具有儲放熱特征，在節能建筑材料領域具有 廣闊的應用前景。目前，對相變儲能復合材料的熱工性能測試成為相變材料的研究熱 點之一，其中導熱系數的高低成為衡量其熱工性能優劣的標準。對于板狀的相變儲能 復合材料，這類材料通常由普通保溫材料與相變材料摻混或者吸附而成，由于沒有專 門針對相變復合板的測試儀器或方法，其導熱系數的測試通常采用常規保溫板的測試 方法，即：防護熱板法、防護熱箱法及非穩態法等等。然而，由于相變材料具有相變 特征，其相變時吸熱或者放熱，傳統導熱系數測試方法是建立在普通建筑材料的傳熱 原理之上進行的，因此利用該類方法對含有相變材料的復合建筑墻板進行測試是不嚴 謹的。原因是，相變儲能材料加入到建筑材料中最終要實現的目的是降低其綜合導熱 系數。根據普通材料(即非相變儲能材料，下同)導熱系數的定義：在穩定傳熱條件 下，1m厚的材料，兩側表面的溫差為1度(K，℃)，在1秒內，通過1平方米面積傳 遞的熱量。而根據相變材料的物理性質，其相變時會有潛熱釋放(或吸收)，其傳熱過 程屬于有內熱源的傳熱問題，不能用穩態傳熱過程來分析，因此，傳統測導熱系數的 方法不適用。

目前，國家還未出臺有關相變節能的技術規范，相變儲能復合材料在建筑節能工 程上應用時還沒有導熱系數評價指標，要評價相變材料的工程應用性能目前還沒有嚴 謹并切實可行的辦法，該問題如果不能得到很好的解決，相變儲能復合材料很難在建 筑節能工程中得到大面積的推廣應用。為了體現相變材料的節能優勢，科學評價其在 建筑節能中的作用，提出一個相對更加嚴謹的導熱系數測試方法是有意義和有必要的。

發明內容

為解決相變儲能復合材料的導熱系數評價問題，本發明根據相變儲能復合材料的 傳熱學規律，從能量的角度，引入相對導熱系數的概念，提出一種相變儲能復合材料 相對導熱系數測試方法，從而用于進一步評價相變儲能復合材料的熱工性能，最終達 到滿足工程應用需求的目的。

本發明為實現上述目的，所采取的技術方案是：一種相變儲能復合材料相對導熱 系數測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)在覆蓋相變儲能復合材料相變點的測試溫度范圍內，在保證具有相同的內、外 表面溫差的環境溫度目標條件下，分別測得在相同時間內，通過相同厚度、相同面積 的相變儲能復合材料傳遞的熱量q和參比材料傳遞的熱量q'；

2)通過已知的參比材料的導熱系數λ'，計算得到相變儲能復合材料的相對導熱 系數，公式如下：

qq′=λλ′]]>

式中，λ即為所求的相對導熱系數。

進一步地，所述相變儲能復合材料和參比材料傳遞的熱量q、q'，是通過在保證 具有相同的內、外表面溫差的環境溫度下，相同時間內，相同厚度、相同面積的相變 儲能復合材料和參比材料所消耗的電量來取代的，即

ee′=λλ′]]>

e為相變儲能復合材料的單位循環耗電量，e'為參比材料的單位循環耗電量。

所述具有相同的內、外表面溫差的環境溫度，是指具有n個完整循環周期的溫度 環境，n為≥1的整數。

所述相變儲能復合材料和參比材料傳遞的熱量q、q'，是分別取這n個周期內傳 遞的熱量的平均值。