一种块状相变蓄热装置的性能试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，包括由多个保温板合围形成一个矩形内腔的箱体以及分别安装在箱体上的PID温控系统、测温系统，所述PID温控系统包括通过信号线连接的加热板、交流接触器、温控仪表、感温探头，温控仪表、交流接触器、加热板依次连接且感温探头接入温控仪表，所述测温系统的输入端固定于保温板上且用于测试箱体内腔的温度，所述测温系统包括依次连接的热电偶、数据采集系统、计算机，所述蓄热装置内部封装相变材料，所述加热板作为唯一热源与蓄热装置的一侧接触，蓄热装置除设置热源的壁面以外的其余壁面均绝热。本实用新型专利技术能对蓄热装置的性能进行测试并记录数据，为后续研究提供试验支撑。

A performance test device for a bulk phase change thermal storage device

The utility model provides a performance test device for a block phase change heat storage device, which comprises a box enclosed by a plurality of heat preservation plates forming a rectangular inner cavity, a PID temperature control system and a temperature measurement system respectively mounted on the box. The PID temperature control system comprises a heating plate connected by a signal line, an AC contactor and a temperature controller. The input end of the temperature measuring system is fixed on the insulation board and is used for measuring the temperature in the chamber of the box. The temperature measuring system comprises a thermocouple, a data acquisition system and a computer connected sequentially, and the heat storage system. Phase change material is encapsulated inside the device. The heating plate contacts one side of the regenerator as the only heat source, and the wall of the regenerator is insulated except the wall of the heat source. The utility model can test the performance of the heat storage device and record the data, so as to provide test support for subsequent research.

【技术实现步骤摘要】
一种块状相变蓄热装置的性能试验装置
本技术涉及性能测试设备领域，具体的说，是一种块状相变蓄热装置的性能试验装置。
技术介绍
利用材料物相变化实现的相变蓄热技术因单位体积的蓄热密度大、蓄放热过程温度恒定、相变温度广等优点而成为最具发展前景的热能储存方式。而且，该技术还可被广泛应用于多个工程领域，如太阳能利用、工业余（废）热回收、电力的削峰填谷、电子器件冷却及工业和民用建筑、空调的节能等。但是，相变蓄热技术普遍存在一个致命的缺点，即相变材料，尤其是有机类材料的低导热系数（有机类材料的通常小于0.2W/(m·K)，无机类的常小于0.5W/(m·K)）及由此导致装置蓄、放热速率的降低，这在很大程度上限制了这一技术的应用。因此，有关相变传热的强化技术已发展成为国内外传热和能源应用。目前的研究中已出现多种有效的强化传热措施，如向相变材料中添加金属等高导热性物质、采用各种形式的肋片增大传热面积及相变材料的微封装技术等。但是，这些强化传热措施均没考虑相变传热本身的特性，在增强相变传热的同时，往往会随之出现一些其它问题，如导致蓄热密度的降低、蓄热装置体积、重量的增加等。因此，开展结合相变传热本身特性的强化传热研究十分必要。在相变蓄热装置的强化传热研究过程中，需要对蓄热装置的性能进行试验并记录。然而，目前并没有专门进行蓄热装置性能测试的装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，对蓄热装置的性能进行测试，以便于块状相变蓄热装置的强化传热研究。本技术提供的一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，内腔放置蓄热装置，包括由多个保温板合围形成一个矩形内腔的箱体以及分别安装在箱体上的PID温控系统、测温系统，所述PID温控系统包括通过信号线连接的加热板、交流接触器、温控仪表、感温探头，安装在箱体外部的温控仪表通过交流接触器连接设置在内腔一个竖直壁面上的加热板，用于监测加热板温度的感温探头的输出端接入温控仪表，所述测温系统的输入端固定于保温板上且用于测试箱体内腔的温度，所述测温系统包括依次连接的热电偶、数据采集系统、计算机，所述蓄热装置内部封装相变材料，所述加热板作为唯一热源与蓄热装置的一侧接触，蓄热装置除设置热源的壁面以外的其余壁面均绝热。为了更好的实现本技术，进一步地，所述加热板安装在一个竖向设置的保温板的内侧且加热板长宽尺寸与保温板内侧壁面的长宽尺寸一致，二者重合。为了更好的实现本技术，进一步地，所述加热板与蓄热装置之间设置有分别与加热板、蓄热装置壁面形成面接触且接触良好的铜板。为了更好的实现本技术，进一步地，所述加热板靠近保温板的背面安装云母片。为了更好的实现本技术，进一步地，所述加热板、铜板、云母片的长宽尺寸均一致，且大于蓄热装置其设置热源的壁面的长宽尺寸。为了更好的实现本技术，进一步地，所述测温系统中的热电偶数量为多个且多个热电偶沿X、Y、Z三轴方向各自等距分布在保温板内壁。为了更好的实现本技术，进一步地，所述热电偶为铜-康铜T型热电偶，所述数据采集系统为至少一个MOBREY35951CIMP数据采集板。为了更好的实现本技术，进一步地，所述保温板的厚度不小于6mm。为了更好的实现本技术，进一步地，还包括与数据采集系统连接的数码相机。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本技术能够对蓄热装置的性能进行测试，为块状相变蓄热装置的强化传热研究提供数据支持。（2）通过本技术对蓄热装置进行性能测试时，不仅可以采集单点温度变化情况，还能获得相界面随时间分布的关系。（3）本技术结构简单，操作方便。附图说明图1为本技术的连接关系示意图。图2为实施例2中矩形腔蓄热装置主视图及测温点分布示意图。图3为实施例2中矩形腔蓄热装置左视图及测温点分布示意图。图4为实施例3中楔形截面蓄热装置主视图及测温点分布示意图。其中：1-加热板；2-交流接触器；3-温控仪表；4-感温探头；5-热电偶；6-数据采集系统；7-计算机；8-保温板；9-铜板；10-云母片；11-蓄热装置。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1：如图1所示，一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，内腔放置蓄热装置11，包括由多个保温板8合围形成一个矩形内腔的箱体以及分别安装在箱体上的PID温控系统、测温系统，所述PID温控系统包括通过信号线连接的加热板1、交流接触器2、温控仪表3、感温探头4，安装在箱体外部的温控仪表3通过交流接触器2连接设置在内腔一个竖直壁面上的加热板1，用于监测加热板1温度的感温探头4的输出端接入温控仪表3，所述测温系统的输入端固定于保温板8上且用于测试箱体内腔的温度，所述测温系统包括依次连接的热电偶5、数据采集系统6、计算机7，所述蓄热装置11内部封装相变材料，所述加热板1作为唯一热源与蓄热装置11的一侧接触，蓄热装置11除设置热源的壁面以外的其余壁面均绝热。相变蓄热过程需要在温度相对恒定的室内进行。同时，本实施例中采用熔点为27-29℃的德国RUBITTHERM公司生产的RT28HC为试验用相变材料。试验开始前，先将固相材料加热至液相，然后开始向蓄热装置11中填充，待蓄热装置11内液相材料凝固为固相并冷却至设定值，蓄热过程由此开始。初始阶段内热源的温度迅速升至设定值，然后保持不变。采用本实施例中性能试验装置对蓄热装置11进行性能测试时，由PID温控系统控制热源温度调节，同时采用测温系统对试验过程中各个测试点数据进行采集、存储，从而作为后期研究分析的数据支持。更进一步，所述箱体其保温板8可拆卸。因此，在试验过程中，能在设定时刻取下某一侧壁的保温板8，用数码相机记录装置内固-液相界面位置。拍摄完成后将保温板8覆盖回原处。所述PID温控系统中温控仪表3和交流接触器2安装在箱体外侧的一个绝热控制盒中，或者交流接触器2嵌入式安装在温控仪表3壳体内，交流接触器2的输出端通过电信号线连接加热板1以控制加热板1开始或停止加热工作，同时温控仪表3与感温探头4的输出端连接，实时获取加热板1的工作温度，从而形成热源温度的闭环控制。本实施例中，通过可以人工设置参数的温控仪表3显示加热板1对应热源处的温度值，从而PID调节控制加热板1表面温度。所述温控仪表3为市售的智能温度控制器，可实现PID调节，采样频率为2次/秒，电源220VAC/50-60Hz。所述加热板1为市售的功率为50-200W的加热板1。所述交流接触器2为市售产品，接触器线圈工作电压U为交流36V，110V，127V，220V，380V；吸合电压85%-110%U；释放电压20%-75%U。所述感温探头4的检测范围-50℃~250℃，最大电流2mA。所述热电偶5为铜-康铜T型热电偶5，所述数据采集系统为至少一个MOBREY35951CIMP数据采集板。所述PID温控系统中加热板1、交流接触器2、温控仪表3、感温探头4均为市售产品，根据本技术的内容进行连接、安装即可。所述热电偶5采集的温度数据通过数据采集板发送至电脑记录并可实时显示。实施例2：一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，内腔放置蓄热装置11，包括由多个保温板8合围形成一个矩形内腔的箱体以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，内腔放置蓄热装置（11），其特征在于：包括由多个保温板（8）合围形成一个矩形内腔的箱体以及分别安装在箱体上的PID温控系统、测温系统，所述PID温控系统包括通过信号线连接的加热板（1）、交流接触器（2）、温控仪表（3）、感温探头（4），安装在箱体外部的温控仪表（3）通过交流接触器（2）连接设置在内腔一个竖直壁面上的加热板（1），用于监测加热板（1）温度的感温探头（4）的输出端接入温控仪表（3），所述测温系统的输入端固定于保温板（8）上且用于测试箱体内腔的温度，所述测温系统包括依次连接的热电偶（5）、数据采集系统（6）、计算机（7），所述蓄热装置（11）内部封装相变材料，所述加热板（1）作为唯一热源与蓄热装置（11）的一侧接触，蓄热装置（11）除设置热源的壁面以外的其余壁面均绝热。

【技术特征摘要】
1.一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，内腔放置蓄热装置（11），其特征在于：包括由多个保温板（8）合围形成一个矩形内腔的箱体以及分别安装在箱体上的PID温控系统、测温系统，所述PID温控系统包括通过信号线连接的加热板（1）、交流接触器（2）、温控仪表（3）、感温探头（4），安装在箱体外部的温控仪表（3）通过交流接触器（2）连接设置在内腔一个竖直壁面上的加热板（1），用于监测加热板（1）温度的感温探头（4）的输出端接入温控仪表（3），所述测温系统的输入端固定于保温板（8）上且用于测试箱体内腔的温度，所述测温系统包括依次连接的热电偶（5）、数据采集系统（6）、计算机（7），所述蓄热装置（11）内部封装相变材料，所述加热板（1）作为唯一热源与蓄热装置（11）的一侧接触，蓄热装置（11）除设置热源的壁面以外的其余壁面均绝热。2.根据权利要求1所述的一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，其特征在于：所述加热板（1）安装在一个竖向设置的保温板（8）的内侧且加热板（1）长宽尺寸与保温板（8）内侧壁面的长宽尺寸一致，二者重合。3.根据权利要求2所述的一种块状相变蓄热装置的性能试验装置，其特征在于：所述加热板（1）与蓄热装置（...

【专利技术属性】
技术研发人员：付建军，
申请(专利权)人：成都市鑫裕华科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51