一种相变材料快速衰减循环检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种相变材料快速衰减循环检测装置，旨在提供一种冷却方式简单节能、操作简便、传热介质不跑漏的用于测量相变材料快速衰减寿命的循环检测装置。它包括内外筒式水槽、自来水循环系统、恒温水浴锅、回收水槽和电控箱，通过内外筒式水槽来实现传热介质不跑漏，通过自来水循环系统来实现节能的开式冷却相变材料，与传统的制冷剂冷却方式相比，本实用新型专利技术采用的装置节能且无噪音，同时电控箱能够提供实现冷却模式和加热模式的自动切换，可以实现连续自动循环测试。

【技术实现步骤摘要】
一种相变材料快速衰减循环检测装置
本技术涉及对相变材料衰减进行检测的领域，尤其涉及一种用于测量相变材料快速衰减寿命的循环检测装置。
技术介绍
相变材料是一种在相变过程中释放大量潜热的材料，和水、石头等显热材料相比，具有储热量大、释放温度平稳等特点，随着人们节能低碳环保意识的逐渐增强，相变材料在利用工厂余热、光电、风电、谷电等储热方面具有较大的经济优势。因此近年来相变材料相关企业逐渐增多，发展势头迅猛。然而，行业内还缺少统一认可的标准，尤其是循环衰减寿命检测方面。近年来可以在专利公报上见到陆续公开的关于相变材料循环衰减检测方面的专利。如中国专利公开号CN101975792A，公开日2011年02月16日，专利技术创造的名称为“一种固液相变材料稳定性测试系统”，该申请案公开了一种固液相变材料稳定性测试系统，包括有高温热源恒温槽，低温热源恒温槽，定时控制器，数据采集仪，计算机，两通电磁阀，三通电磁阀，三通电磁阀，两通电磁阀，保温容器，试样容器，热电偶。通过定时控制器可自动切换高温热源恒温槽和低温热源恒温槽内的冷热恒温介质交替流经保温容器，从而反复加热融化和冷却凝固试样容器中的相变材料试样，无需人为操作，自动化程度高。该专利技术可用于科研单位和相关生产厂商对相变材料的研发和产品长期使用稳定性的检测。而在2018年09月04日公开的这一项专利，专利公开号为CN108489841A，专利技术创造的名称为“一种相变材料冷热循环寿命测试装置与测试方法”，该申请案公开了一种相变材料冷热循环寿命测试装置与测试方法，涉及材料测试领域。其中涉及的测试装置包括液体工作槽、液体循环系统和相变温度测定系统；所述液体工作槽用于放置相变材料或相变材料制品；所述液体循环系统用于向液体工作槽内交替更换两种不同温度的液体；所述相变温度测定系统用于测定并记录相变材料或相变材料制品的温度。该申请解决了现有测试装置和测试方法能耗高、效率低且操作繁琐的问题，实现了对相变材料冷热循环寿命有效且快速的测试。上述这些专利提到的采用温度传感器记录相变材料的温度变化的方法中，没有提及相变材料的放热量。实际工程应用中相变温度和放热量均是相变材料储热性能的主要指标，缺一不可，对评价相变材料衰减性能至关重要。而且以上专利采用冷热源分别加热或者冷却，多涉及概念，没有详细叙述冷热源的实施过程，比如采用什么介质、加热方式或冷却方式、安全性能保护、相变材料常压放置或是密封放置等等，这些技术要点是顺利开展相变材料快速衰减测试的重要影响因素。
技术实现思路
本专利技术克服了现有相变材料衰减检测的方法中多涉及概念，没有详细叙述冷热源的实施过程、缺少对放热量的测量等缺点，提供了一种冷却方式简单节能、操作简便、传热介质不跑漏的用于测量相变材料快速衰减寿命的循环检测装置。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种相变材料快速衰减循环检测装置，包括内外筒式水槽、自来水循环系统、恒温水浴锅、回收水槽和电控箱；其中，内外筒式水槽包含内筒和外筒，外筒顶部设有外盖。外盖可以起到将外筒内的物体与外界隔离的作用，使得相变材料与内筒中传热介质接触时不会发生传热介质泄露的问题。当然在现有技术中，其实是有针对传热介质泄露的问题设计出采用完全封闭带有压力的容器，可是这种容器的缺陷在于容器的压力会导致相变材料的变形。而本方案采用了内外筒式水槽的设计，相变材料先经金属管封装后，放入内筒并与水槽中的传热介质发生冷热交替变化，热交换后，传热介质靠从内筒顶部溢出再流入外筒。上文提到的内筒内设有金属管，金属管内设有相变材料和温度传感器，温度传感器采用K型热电偶，温度传感器与电控箱连接，可以实时地监控金属管内相变材料的温度，相变材料选择相变温度在30～90℃的相变材料。恒温水浴锅和回收水槽布置在内外筒式水槽的下方，外筒底部设有两个圆孔，两个圆孔上分别设有与恒温水浴锅、回收水槽连接的第一管道和第二管道。恒温水浴锅作为热源使用，保持常压封闭。外筒中的水可分别通过第一管道和第二管道进入恒温水浴锅和回收水槽。进入恒温水浴锅的水可以再次加热，进入回收水槽的水可以用来清洗装置用。自来水循环系统包括龙头、第三管道和出水端口，出水端口布置在内外筒式水槽的内筒底部附近，龙头与出水端口之间通过第三管道连接。这里将自来水接入到内筒中，可以直接发挥小流量开式自来水冷却和同步测试放热量的优势：因为我国大部分地区的自来水绝大部分温度维持在5～15℃之间，因此对于相变温度在30～90℃的相变材料而言，是稳定可靠的冷源。试验装置采用几十克到几百克之间的相变材料，经分析，采用小流量的自来水进行冷却，冷却后温水可用来实验室洗刷或其他用途，经估算每月自来水用量在1吨左右，因此是可控可接受的。每一次的相变材料放热量是一定的，因此可以根据每一次的相变放热量判断相变材料衰减情况。放热量的测试可以依据自来水的进出温度和流量进入微积分计算：Q放＝C水*M水*△t+C试管*M试管*△t+Qpcm式2根据式1、式2，可得：Q放：冷水循环时相变材料测试箱释放的总热量，J；tmax:相变材料加热时到达的最高温度，℃；tmin:相变材料冷却时到达的最低温度，℃；Ti：相变材料冷却过程中第i秒自来水进出管的温差，℃；ui：相变材料冷却过程中第i秒自来水出水管的流量，ml/min；C水：水的比热容，J/g*℃；M水：内外筒式水槽内的水的重量，g；△t：冷却过程中内外筒式水槽内的水的最高温度与最低温度的温差，℃；C试管：试管的比热容，J/g*℃；M试管：试管的重量，g；Qpcm：相变材料在tmax-tmin范围内单位重量的放热量，J恒温水浴锅顶部设有用于与自来水水管连接的进水管口，恒温水浴锅底部设有出水管口，出水管口上设有与第三管道连接的第四管道，第四管道上设有水泵、截止阀和止回阀。为了实现恒温水浴锅的水循环，恒温水浴锅底设有的出水管口是可以允许恒温水浴锅中的水流入内筒中，由于内筒位于恒温水浴锅的上方，所以需要在第三管道上安装水泵将恒温水浴锅中的水泵入内筒中。所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上分别设有与电控箱电连接的第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和水泵。电控箱控制电动阀、水泵的开启，记录温度、流量的数据，进而判断相变温度和放热量。电控箱内部有时间控制器、继电器、交流接触器、单片机等控制单元，与电动阀、水泵、温度传感器、流量计连接。本装置应在选择在恒温室内测试，温度选择在20～30℃之间，湿度≤70％。作为优选，自来水循环系统中的龙头附近设有测温器和流量计，自来水流量控制在50～200ml/min。测温器和流量计连接到单片机中，储存数据分析后，自来水流量优选控制在100ml/min时，这样的水流量既满足相变材料冷却需要，也不会造成水资源的浪费。作为优选，所述内外筒式水槽底部与回收水槽顶部之间在竖直方向上的高度差大于200m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变材料快速衰减循环检测装置，其特征在于，包括内外筒式水槽、自来水循环系统、恒温水浴锅、回收水槽和电控箱；/n内外筒式水槽包含内筒和外筒，外筒顶部设有外盖；/n内筒内设有金属管，金属管内设有相变材料和温度传感器，相变材料选择相变温度在30~90℃的相变材料；/n恒温水浴锅和回收水槽布置在内外筒式水槽的下方，外筒底部设有两个圆孔，两个圆孔上分别设有与恒温水浴锅、回收水槽连接的第一管道和第二管道；/n自来水循环系统包括龙头、第三管道和出水端口，出水端口布置在内外筒式水槽的内筒底部附近，龙头与出水端口之间通过第三管道连接；/n恒温水浴锅顶部设有用于与自来水水管连接的进水管口，恒温水浴锅底部设有出水管口，出水管口上设有与第三管道连接的第四管道，第四管道中的液体可通过第三管道进入内筒底部，第四管道上设有水泵、截止阀和止回阀；/n所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上分别设有与电控箱电连接的第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和水泵。/n

【技术特征摘要】
1.一种相变材料快速衰减循环检测装置，其特征在于，包括内外筒式水槽、自来水循环系统、恒温水浴锅、回收水槽和电控箱；
内外筒式水槽包含内筒和外筒，外筒顶部设有外盖；
内筒内设有金属管，金属管内设有相变材料和温度传感器，相变材料选择相变温度在30~90℃的相变材料；
恒温水浴锅和回收水槽布置在内外筒式水槽的下方，外筒底部设有两个圆孔，两个圆孔上分别设有与恒温水浴锅、回收水槽连接的第一管道和第二管道；
自来水循环系统包括龙头、第三管道和出水端口，出水端口布置在内外筒式水槽的内筒底部附近，龙头与出水端口之间通过第三管道连接；
恒温水浴锅顶部设有用于与自来水水管连接的进水管口，恒温水浴锅底部设有出水管口，出水管口上设有与第三管道连接的第四管道，第四管道中的液体可通过第三管道进入内筒底部，第四管道上设有水泵、截止阀和止回阀；
所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上分别设有与电控箱电连接的第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和水泵。


2.根据权利要求1所述的一种相变材料快速衰减循环检测装置，其中，自来水循环系统中的龙头附近设有测温器和流量计，自来水流量控制在50~200ml/min。


3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宝建，孙爱东，李俊，
申请(专利权)人：浙江泰昌新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33