[發明專利]用于相變材料儲放熱循環性能測試的程序控制系統及其方法

在審

• 申請號: 201710368517.X
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107228880A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 范利武;邵雪峰;朱子欽;鄭夢蓮;馮飆;曾軼;宋嘉文;黃元凱;胡楠;俞自濤;胡亞才
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N25/48
• 分類號: G01N25/48;G01N25/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種用于測試相變材料儲放熱循環性能的程序控制系統，其特征在于包括高溫恒溫浴(1)、低溫恒溫浴(2)、高溫流體循環夾套(3)、低溫流體循環夾套(4)、絕熱隔板(5)、自動升降桿(6)、程序控制器(7)、數據采集儀(8)、相變材料試樣管(9)；

高溫恒溫浴(1)通過循環管路與高溫流體循環夾套(3)相連；低溫恒溫浴(2)通過循環管路與低溫流體循環夾套(4)相連；高溫流體循環夾套(3)與低溫流體循環夾套(4)在豎直方向上疊加放置，且兩個夾套內的空間互相連通；該連通空間內設置有相變材料試樣管(9)；自動升降桿(6)與相變材料試樣管(9)連接，相變材料試樣管(9)在所述連通空間內可上下移動；程序控制器(7)分別與高溫恒溫浴(1)、低溫恒溫浴(2)、自動升降桿(6)和數據采集儀(8)電連接，程序控制器(7)控制高溫恒溫浴(1)、低溫恒溫浴(2)、自動升降桿(6)的啟停；高溫流體循環夾套(3)和低溫流體循環夾套(4)之間通過絕熱隔板(5)隔開。

2.根據權利要求1所述的用于測試相變材料儲放熱循環性能的程序控制系統，其特征在于所述的高溫恒溫浴(1)與高溫流體循環夾套(3)相連的管路上設置有入口電磁閥Ⅰ(12)和出口電磁閥Ⅰ(13)；所述的低溫恒溫浴(2)與低溫流體循環夾套(4)相連的管路上設置有入口電磁閥Ⅱ(14)和出口電磁閥Ⅱ(15)；所述的入口電磁閥Ⅰ(12)、出口電磁閥Ⅰ(13)、入口電磁閥Ⅱ(14)和出口電磁閥Ⅱ(15)受程序控制器(7)控制，從而調整各自開度。

3.根據權利要求1所述的用于測試相變材料儲放熱循環性能的程序控制系統，其特征在于高溫流體循環夾套(3)和低溫流體循環夾套(4)為一體化設計，相變材料試樣管(9)外側設有升降槽道(16)，自動升降桿(6)和相變材料試樣管(9)外側的升降槽道(16)相匹配，實現相變材料試樣管(9)和高溫流體循環夾套(3)及低溫流體循環夾套(4)的內殼的無縫隙接觸。

4.根據權利要求1所述的用于測試相變材料儲放熱循環性能的程序控制系統，其特征在于高溫流體循環夾套(3)和低溫流體循環夾套(4)的外殼通過絕熱材料加工制成，高溫流體循環夾套和低溫流體循環夾套的內殼通過導熱材料加工制成。

5.一種如權利要求2所述系統的用于相變材料儲放熱循環性能測試的程序控制方法，其特征在于：

將相變材料(10)裝入相變材料試樣管(9)并加蓋絕熱密封蓋(11)，然后將相變材料試樣管(9)放入高溫流體循環夾套(3)并固定；開啟高溫恒溫浴(1)，待高溫恒溫流體達到設定溫度時，程序控制器(7)控制入口電磁閥Ⅰ(12)和出口電磁閥Ⅰ(13)打開，高溫恒溫流體進入高溫流體循環夾套(3)，加熱相變材料(10)使其熔化儲熱，當相變材料(10)溫度達到高于其熔點的設定值時，視為其完全熔化，完成儲熱；

程序控制器(7)控制入口電磁閥Ⅰ(12)和出口電磁閥Ⅰ(13)關閉，控制自動升降桿(6)下降，將相變材料試樣管(9)下移至低溫流體循環夾套(4)，控制入口電磁閥Ⅱ(14)和出口電磁閥Ⅱ(15)打開，低溫恒溫流體進入低溫流體循環夾套(4)，冷卻相變材料(10)使其凝固放熱；當相變材料(10)溫度達到低于其凝固溫度的設定值時，視為其完全凝固，完成放熱。

程序控制器(7)控制入口電磁閥Ⅱ(14)和出口電磁閥Ⅱ(15)關閉，數據采集儀(8)記錄相變材料(10)儲放熱一次，同時記錄整個過程中相變材料(10)的溫度和時間；數據采集完成后，視為相變材料(10)完成一個儲放熱循環，之后程序控制器(7)控制自動升降桿(6)上升，將相變材料試樣管(9)上移至高溫流體循環夾套(3)開始第二次循環測試，實現相變材料(10)儲放熱循環性能測試，循環多次后，取出少許相變材料(10)測量其相變焓值、導熱系數、動力粘度、密度，熱分解溫度，結合數據采集儀(8)記錄的溫度和時間評價相變材料(10)的循環性能；

采用程序控制器(7)設定高溫恒溫浴(1)的溫度為相變材料(10)熔點以上某溫度，設定相變材料(10)在此溫度下的儲存時間，通過數據采集儀(8)記錄該過程的溫度變化，存儲結束后取出少許相變材料(10)測量其相變焓值、導熱系數、動力粘度、密度，熱分解溫度，實現相變材料(10)的耐熱性能測試的目的。