[发明专利]一种测定相变材料热物性系统及方法

说明书

本发明公开了一种测定相变材料热物性系统及方法，包括：装有待测相变材料的相变材料容器、水循环系统、加热控制系统和数据采集控制装置；所述加热控制系统用于通过水循环系统对相变材料容器进行加热或冷却，从而改变所述相变材料的状态，所述数据采集控制装置用于计算相变材料的热物性。本发明解决了现有技术中缺少可以将这些热物性全部测量的系统或者方法，以及由于相变材料混合不均，造成测量结果误差较大不能为工程应用提供准确的数据，以及测量成本高的问题。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，特别涉及一种测定相变材料热物性系统及方法。

背景技术

市场上测定相变材料的熔化热和凝固热一般取少量样品测量，少量样品并不能完全代表制备的相变材料的热物性。在样品制备过程中，少量样品的配制容易产生混合不均、测量误差大等问题，所以对测量精度提出了更高的要求。有些仪器可以专门用来测量相变材料的熔化热，但是对于结晶水合盐，不能测出相变材料的凝固热，例如用差示扫描量热法测相变材料的熔化热和凝固热，如果待测相变材料为结晶水合盐，仪器从低温加热相变材料，加热温度超过相变材料的熔点，继续加热结晶水流失，降温过程中不能测出相变材料的凝固热。另外，相变材料在使用过程中，不仅需要知道相变材料的相变潜热，显热储存的部分能量也需要计算在内。通过仪器测出的相变材料熔化热作为相变材料的熔化焓，但是在工程应用中相变材料的相变是一个复杂的过程，相变材料熔化温度需要高于相变材料熔点10～20℃或者更高才能满足加热要求，相变材料放热过程也需要将温度降低到相变材料凝固点以下10～20℃才能满足要求。相变储能材料在实际应用中一般先通过实验测定相变材料的热物性，包括：固态比热容、液态比热容、熔化热、凝固热以及储热量。如果需要测定相变材料的比热容，需要专门的仪器来测量。目前缺少可以将这些热物性全部测量的系统或者方法。复合材料的制备一般采用共混法或者真空吸附的方法，很容易造成相变材料混合不均，复合效果差等问题，取样会造成更大的误差，不能为工程应用提供准确的数据。市场上测量相变材料凝固热一般采用液氮冷却，测量成本较高。空冷方式虽然测量成本低，但是空冷的冷却速度较慢，不便于快速测出结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定相变材料热物性系统及方法，以解决现有技术中缺少可以将这些热物性全部测量的系统或者方法，以及由于相变材料混合不均，造成测量结果误差较大不能为工程应用提供准确的数据，以及测量成本高的问题。

为了解决以上问题，本发明通过以下技术方案实现。

一种测定相变材料热物性系统，包括：

装有待测相变材料的相变材料容器、水循环系统、加热控制系统和数据采集控制装置；

所述加热控制系统用于通过水循环系统对相变材料容器进行加热或冷却，从而改变所述相变材料的状态，所述数据采集控制装置用于计算相变材料的热物性。

优选地，所述水循环系统包括水槽，循环泵、带有散热扇的散热器、出水管路、入水管路、第一流体流量测量装置和第二流体流量测量装置；

所述相变材料容器置于所述水槽内部，浸没在所述水槽内部中水中；

所述加热控制系统包括：传热部件、加热器、搅拌器、第一温度传感器和第二温度传感器；

所述搅拌器置于所述水槽的内部底部；所述加热器置于所述水槽内部；

所述传热部件环绕所述相变材料容器外侧壁设置；

所述水槽的一侧底部设有第一出水口，所述水槽的一侧顶部设有第一进水口；

所述出水管路的一端与所述第一出水口连通，其另一端与所述散热器的第二进水口连通；

所述入水管路的一端与所述第一进水口连通，其另一端与所述散热器的第二出水口连通；

所述循环泵设置在所述出水管路上；