[發明專利]一種實現相變材料冷熱循環穩定性測試系統和測試方法

有效

• 申請號: 202010018597.8
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111122644B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 戚婷婷;陳紅霞;李帆;張曉菲;楊正波
• 申請（專利權）人: 中建材創新科技研究院有限公司
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張京波;龍洪

本申請提供了一種實現相變材料冷熱循環穩定性測試系統和測試方法，測試系統包括循環模塊、切換控制模塊、第一樣品池和第二樣品池，第一樣品池和第二樣品池內設有相變材料，切換控制模塊用于更改循環模塊與第一樣品池、第二樣品池的管路連接方式，循環模塊連接第一樣品池和第二樣品池，循環模塊改變換熱介質的狀態參數以使相變材料吸熱或放熱，第一樣品池和第二樣品池均包括底板、可拆卸的換熱片、和擋板，換熱片為中空結構，換熱片通過擋板固定在底板上。測試方法包括：換熱介質經過循環模塊提高溫度和壓力，使第二樣品池內的相變材料吸熱；換熱介質經過循環模塊降低壓力和溫度，使第一樣品池內的相變材料放熱等步驟。

技術領域

本申請涉及但不限于材料測試領域，特別是一種實現相變材料冷熱循環穩定性測試系統和測試方法。

背景技術

相變材料是一種利用相變潛熱實現能量的存儲與釋放的新型儲能材料，將相變材料應用到建筑材料中，可有效減少室內能耗、節約能源，因此相變材料的應用十分廣泛。相變材料的熱性能主要通過儲熱能、相變溫度、導熱性能和穩定性等四個方面來表示，其中穩定性是指相變材料經過冷熱循環后相變點和相變焓值的變化。

一次冷熱循環是指相變材料的一個熔化-凝固或凝固--熔化的過程，而A級相變材料的循環穩定性測試需要經過10000次循環，現有的穩定性測試系統或測試方法均是通過間接換熱的方式，即將相變材料裝在固定容器內，容器放在固定槽中，向固定槽內循環通入冷熱液體，實現對相變材料的冷熱交替。冷熱源與相變材料不能直接接觸，且換熱面積小，因此實現一次冷熱循環需要45～200min，非常耗時；冷熱源分別放置，穩定性測試系統體積大，對冷熱源一直恒溫，浪費能源。并且，石膏、水泥等建筑材料在進行測試時，會凝結后固化，與樣品容器有較強的黏附力，難以拆除。

發明內容

本申請提供了一種實現相變材料冷熱循環穩定性測試系統和測試方法，可加快穩定性測試速度。

本申請提供了一種實現相變材料冷熱循環穩定性測試系統，測試系統包括循環模塊、切換控制模塊、第一樣品池和第二樣品池，

所述第一樣品池和所述第二樣品池內設有相變材料，所述切換控制模塊用于更改所述循環模塊與所述第一樣品池、所述第二樣品池的管路連接方式，所述循環模塊連接所述第一樣品池和所述第二樣品池，所述循環模塊改變換熱介質的狀態參數以使所述相變材料吸熱或放熱，

所述第一樣品池和所述第二樣品池均包括底板、可拆卸的換熱片和擋板，所述換熱片為中空結構，所述換熱片通過所述擋板固定在所述底板上。

本申請還提供了一種相變材料冷熱循環穩定性測試方法，采用前述的實現相變材料冷熱循環穩定性測試系統，測試方法包括以下步驟：

換熱介質經過循環模塊提高溫度和壓力；

換熱介質經過第二樣品池通過換熱片使第二樣品池內的相變材料吸熱；

換熱介質經過循環模塊降低壓力和溫度；

換熱介質經過第一樣品池通過換熱片使第一樣品池內的相變材料放熱；

通過切換控制模塊使上述循環路徑反向進行。

相比于現有技術，本申請具有以下有益效果：

本申請提供的實現相變材料冷熱循環穩定性測試系統，通過可拆卸的換熱片使換熱介質和相變材料交換熱量，可快速實現相變材料的冷熱循環；本申請中使用的樣品池(即第一樣品池和第二樣品池)，可以實現樣品池的循環使用，且方便拆卸清洗，可將相變材料(例如：建筑材料)進行“脫?！辈鸪?，避免了傳統測試裝置中相變材料與樣品容器(樣品池)粘附、難以清除的弊端。此外，本申請提供的測試系統結構相對簡單，工作可靠性高，使用壽命長，大大提高了該測試系統的實用性。

本申請提供的相變材料冷熱循環穩定性測試方法，整體流程便于自動化控制實現，有利于加快穩定性測試速度，縮短測試周期。