[發明專利]一種相變材料循環壽命測試裝置及方法

在審

• 申請號: 201911058508.6
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110887867A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 葉聞杰;楊肖;楊冬梅;杜煒;孫富華;楊波;王啟揚;劉楊
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G01N25/40
• 分類號: G01N25/40
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

本發明公開了一種相變材料循環壽命測試裝置及方法，其裝置包括蓄熱物料瓶、供熱系統、低溫循環裝置和自動化控制系統，蓄熱物料瓶包括試管、水浴瓶及溫度傳感器，試管內放置相變材料，水浴瓶與供熱系統、低溫循環裝置連接，可交替更換冷熱兩種不同的介質，從而實現蓄熱、放熱功能；低溫循環裝置提供1至15℃的恒溫冷介質，與蓄熱物料瓶連接；自動化控制系統用于控制與蓄熱物料瓶相連的電磁閥，以及記錄相變材料溫度。本發明解決了現有測試方法的能耗高，效率低，操作頻繁的缺點，實現了對相變材料循環壽命的而有效快速測試。

技術領域

本發明涉及一種相變材料循環壽命測試裝置及方法，屬于材料測試技術領域。

背景技術

相變材料具有較高的儲能密度，通過物相變化吸收或釋放熱能。相變材料在使用過程中，隨著冷熱循環次數增加的會產生蓄熱(蓄冷)能力衰減問題，甚至失效不再發生相變。相變材料循環使用壽命是衡量其性能的重要指標，快速準確的測定相變材料的循環使用壽命具有重要的意義。

相變材料循環壽命測試常用的方法為：將相變材料放置于盛放有液體的容器中，對該液體進行加熱(或制冷)，使相變材料吸收(或釋放)熱量，相變結束后，將相變材料取出，放置于冷流體中冷卻(或熱流體中加熱)。在冷熱流體中循環吸熱放熱，觀測材料的變化，用溫度傳感器測試并記錄材料的相變溫度以及吸熱放熱的時間，從而判斷其使用壽命。該測試方法需要在不同的容器中來回交換，操作繁瑣，效率低下。

因此開發能耗低、效率高、操作簡單的相變材料循環壽命測試裝置對相變材料開發及商業化運用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種相變材料循環壽命測試裝置及方法，通過設置供熱系統和低溫循環裝置，將相變材料試管放置于冷熱液體交替更換的蓄熱物料瓶中，交替更換高于相變溫度點的液體和低于相變溫度點的液體，實現相變材料交替吸熱放熱，進而測試相變材料的使用壽命。

為達到上述目的，本發明實施例提供一種相變材料循環壽命測試裝置，包括：若干組蓄熱物料瓶、供熱系統、低溫循環裝置和自動化控制系統；

所述蓄熱物料瓶包括試管、水浴瓶及溫度傳感器；

所述水浴瓶頂部為橡膠塞，所述試管置于水浴瓶內部，所述試管用于放置相變材料；

所述溫度傳感器貫穿橡膠塞置于試管內，所述溫度傳感器用于測試相變材料溫度；

所述水浴瓶設進水口和出水口，用于介質材料的進出；

所述供熱系統包括若干個恒溫水浴槽和電磁閥；

所述每個恒溫水浴槽與三組蓄熱物料瓶匹配，每個恒溫水浴槽配置兩條供熱母管道以及六條供熱支管道；

所述兩條供熱母管道一條為供熱進水母管道，用于連接所有的供熱進水支管道，一條為供熱出水母管道，用于連接所有的供熱出水支管道；所述供熱進水母管道和供熱出水母管道均與恒溫水浴槽連通；

每組蓄熱物料瓶連接兩條供熱支管道，一條為供熱進水支管道用于恒溫熱介質進水，一條為供熱出水支管道用于恒溫熱介質出水；

所述每條供熱支管道均配置一個電磁閥；

所述低溫循環裝置包括一個低溫循環槽和電磁閥；

所述低溫循環槽配置兩條低溫母管道和若干條條低溫支管道；

所述兩條低溫母管道一條為低溫進水母管道，用于連接所有的低溫進水支管道，一條為低溫出水母管道，用于連接所有的低溫出水支管道；所述低溫進水母管道和低溫出水母管道均與低溫循環槽連通；

每組蓄熱物料瓶連接兩條低溫支管道，一條為低溫進水支管道用于恒溫冷介質進水，一條為低溫出水支管道用于恒溫冷介質出水；

所述每條低溫支管道均配置一個電磁閥；