CN114113195B - 一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置，所述测定装置位于保温箱中，保温箱左侧箱体上设有预留槽，便于安装制冷器、制热器、中央控制器，测定装置由基座、装样板上盖与装样板组成。将相变材料置入载样箱中，通过设定好的程序在保温箱中进行测试，控制箱体温度的变化曲线和相变材料的温度状态，模拟工程实际中的相变材料应用。

Description

一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置

技术领域

本发明涉及耐久性能测试技术领域，具体是一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置。

背景技术

对相变材料而言，其储热能力和热循环稳定性是考量其稳定性的核心因素，而决定其实际应用能力的性能指标即是在多次相变循环后的导热系数，相变吸放热总量与该材料制备完成后初次相变时的变化情况，因此，明确材料的各项性能出现明显劣化的准确相变周期，对于评价其市场前景以及适用范围就显得尤为重要。

目前，针对相变材料的各项性能，有多种测试方法，其中关于导热系数的测量中，比较常用的一种方法是防护热板法。此方法是稳态法的一种,该方法对于测定干燥均质试件比较准确，但是其局限性在于试件尺寸过大，且需要制造冷板和热板的温差才能获得数据。而在测量相变材料的吸放热速率方面，差示扫描量热法则是最常用的技术手段之一，但是该方法的最大问题是对于各种宏观匀质体，即复合材料的性能测定很难实现。针对相变材料，以上测试手段在获取某一状态下的精确数据时不可或缺，但是在研究全工作流程中材料的性能变化中，使用以上类型的测试技术手段，会导致测试成本的急剧增加以及测试数据的不连贯。所以，为了应对实际工况，最重要的是明确材料在全工作时段内各时期的性能指标走势，从而对实际工作中的材料进行合理的性能评估，避免因为材料劣化导致的设备损坏和工程事故。那么，提出一种新的测试方法，能够对各种材料在热循环中发生的性能损失率进行精确评估，是相变材料测试技术发展的必然趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置，通过设定好的程序在保温箱中进行测试，控制箱体温度的变化曲线和相变材料的温度状态，模拟工程实际中的相变材料应用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置，所述测定装置位于保温箱中，保温箱左侧箱体上设有预留槽，便于安装制冷器、制热器、中央控制器，测定装置由基座、装样板上盖与装样板组成；

所述保温箱设有主箱体，半限位滑轨，箱门，将箱门固定在半限位滑轨中间可水平滑动，并且可从右侧灵活拆卸；所述箱门内侧设有保温板；

所述制冷器设有冷头风扇、导冷铝块、半导体制冷片、散热风扇，由螺栓固定在预留槽上；

所述制热器设有ptc发热片、导热鳍片、出风风扇、进风风扇，由螺栓固定在预留槽上；

所述中央控制器设有触摸显示屏，电源开关，usb数据接口，制冷器控制线，制热器控制线，温度数据线、箱体温度传感器，其中制冷器控制线连接并控制制冷器的开关以及输出功率，制热器控制线连接并控制制热器的开关以及输出功率，温度数据线与基座中的数据采集器相连接，箱体温度传感器安装在保温箱箱体内壁；

所述基座内部设有数据采集器，顶部设有板底温度采集器与装样槽；

所述装样板上盖上安装有板顶温度采集器，装样板上盖通过转轴与基座连接；

所述装样板分为载样箱与密封上盖，均采用铝合金外壳与聚四氟乙烯内衬，密封上盖与载样箱的接触部位均设有隔热垫，两部件通过紧固螺栓相连接。

进一步的，所述制冷器以及制热器风扇口均设有止逆阀，在一部件工作时，另一部件止逆阀关闭，防止气体大规模流通影响变温速率。

进一步的，所述箱体温度传感器当仪器箱体内部温度高于或低于仪器容许工作温度时，会自动报警并切断电源总开关。

进一步的，所述板顶温度采集器只有检测到板顶处于水平状态才会进入数据记录模式，确保装样板上盖与装样板密切接触。

本发明的有益效果：

通过装样板聚四氟乙烯内衬形状的变化实现了对各种相变材料的高兼容型以及耐腐蚀型，突破了传统相变材料测试手段的单次单种性能测试限制，将测试的重心放在连续进行相变的材料各项性能的变化规律上，对实际应用中全工作寿命的相变材料某时段的性能劣化提出了准确的预测趋势，通过同温度区间不同该区间相变的材料的实时温度曲线进行各项性能的直观对比，实现对实际应用更具价值的性能评估。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明总装置主视图；

图2是本发明总装置正视图；

图3是本发明总装置侧视图；

图4是本发明制冷器与制热器面板示意图；

图5是本发明装样板上盖和基座结构示意图；

图6是本发明装样板结构示意图；

图中标号说明：1-保温箱，2-预留槽，3-制冷器，4-制热器，5-中央控制器，6-基座，7-装样板上盖，8-装样板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1是一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置，测定装置位于保温箱(1)中，保温箱(1)左侧箱体上设有预留槽(2)，便于安装制冷器(3)、制热器(4)、中央控制器(5)，测定装置由基座(6)、装样板上盖(7)与装样板(8)组成；

保温箱(1)设有主箱体(11)，半限位滑轨(12)，箱门(13)，将箱门(13) 固定在半限位滑轨(12)中间可水平滑动，并且可从右侧灵活拆卸；所述箱门内侧设有保温板(14)；

制冷器(3)设有冷头风扇(31)、导冷铝块(32)、半导体制冷片(33)、散热风扇(34)，由螺栓固定在预留槽(2)上；

制热器(4)设有ptc发热片(41)、导热鳍片(42)、出风风扇(43)、进风风扇(44)，由螺栓固定在预留槽(2)上；

中央控制器(5)设有触摸显示屏(51)，电源开关(52)，usb数据接口(53)，制冷器控制线(54)，制热器控制线(55)，温度数据线(56)、箱体温度传感器 (57)，其中制冷器控制线(54)连接并控制制冷器(3)的开关以及输出功率，制热器控制线(55)连接并控制制热器(4)的开关以及输出功率，温度数据线 (56)与基座(6)中的数据采集器(61)相连接，箱体温度传感器(57)安装在保温箱(1)箱体内壁；

基座(6)内部设有数据采集器(61)，顶部设有板底温度采集器(62)与装样槽(63)；

装样板上盖(7)上安装有板顶温度采集器(71)，装样板上盖(7)通过转轴(72)与基座(6)连接；

装样板(8)分为载样箱(81)与密封上盖(82)，均采用铝合金外壳与聚四氟乙烯内衬，密封上盖(82)与载样箱(81)的接触部位均设有隔热垫，两部件通过紧固螺栓相连接。

制冷器(3)以及制热器(4)风扇口均设有止逆阀，在一部件工作时，另一部件止逆阀关闭，防止气体大规模流通影响变温速率。

箱体温度传感器(57)当仪器箱体内部温度高于或低于仪器容许工作温度时，会自动报警并切断电源总开关。

板顶温度采集器(71)只有检测到板顶处于水平状态才会进入数据记录模式，确保装样板上盖(7)与装样板(8)密切接触。

使用时，将液态的相变材料加入载样箱，在真空烘箱中进行消泡处理；冷却至固态，盖上密封上盖，使用紧固螺栓进行固定；将装样板放入装样槽，放下装样板上盖并压实，关上箱门，按下电源开关，通过触摸显示屏设定循环次数、冷端温度、热端温度、冷端持续时长、热端持续时长、加热速率、制冷速率等测试参数，之后开始正式试验，当到达指定循环次数后，将U盘插入usb 连接口对测试数据进行保存。

测试完成时，本发明获得的原始数据为板顶温度、板底温度与时间的连续曲线，通过分析从初始至结束各循环次数板底曲线平台段长度变化以及板顶板底温差的绝对值变化速率，通过换算即可获得该材料随着循环次数的增加，导热系数、吸放热速率、单位体积储能总量的变化规律，对被测材料在实际使用时全时段耐久性能的变化进行正确的评价。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置，所述测定装置位于保温箱(1)中，保温箱(1)左侧箱体上设有预留槽(2)，便于安装制冷器(3)、制热器(4)、中央控制器(5)，测定装置由基座(6)、装样板上盖(7)与装样板(8)组成；

所述保温箱(1)设有主箱体(11)，半限位滑轨(12)，箱门(13)，将箱门(13)固定在半限位滑轨(12)中间可水平滑动，并且可从右侧灵活拆卸；所述箱门内侧设有保温板(14)；

所述制冷器(3)设有冷头风扇(31)、导冷铝块(32)、半导体制冷片(33)、散热风扇(34)，由螺栓固定在预留槽(2)上；

所述制热器(4)设有ptc发热片(41)、导热鳍片(42)、出风风扇(43)、进风风扇(44)，由螺栓固定在预留槽(2)上；

所述中央控制器(5)设有触摸显示屏(51)，电源开关(52)，usb数据接口(53)，制冷器控制线(54)，制热器控制线(55)，温度数据线(56)、箱体温度传感器(57)，其中制冷器控制线(54)连接并控制制冷器(3)的开关以及输出功率，制热器控制线(55)连接并控制制热器(4)的开关以及输出功率，温度数据线(56)与基座(6)中的数据采集器(61)相连接，箱体温度传感器(57)安装在保温箱(1)箱体内壁；

所述基座(6)内部设有数据采集器(61)，顶部设有板底温度采集器(62)与装样槽(63)；

所述装样板上盖(7)上安装有板顶温度采集器(71)，装样板上盖(7)通过转轴(72)与基座(6)连接；

所述装样板(8)分为载样箱(81)与密封上盖(82)，均采用铝合金外壳与聚四氟乙烯内衬，密封上盖(82)与载样箱(81)的接触部位均设有隔热垫，两部件通过紧固螺栓相连接。

2.根据权利要求1所述的一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置，其特征在于：所述制冷器(3)以及制热器(4)风扇口均设有止逆阀，在一部件工作时，另一部件止逆阀关闭，防止气体大规模流通影响变温速率。

3.根据权利要求1所述的一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置，其特征在于：所述箱体温度传感器(57)当仪器箱体内部温度高于或低于仪器容许工作温度时，会自动报警并切断电源总开关。

4.根据权利要求1所述的一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置，其特征在于：所述板顶温度采集器(71)只有检测到板顶处于水平状态才会进入数据记录模式，确保装样板上盖(7)与装样板(8)密切接触。