本發(fā)明涉及的是一種儲(chǔ)熱領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種化學(xué)儲(chǔ)熱循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

儲(chǔ)熱技術(shù)是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)，可用于解決熱能供給與需求失配的矛盾，在電力”移峰填谷”、太陽能利用、廢熱和余熱的回收利用等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?；瘜W(xué)儲(chǔ)熱在諸多儲(chǔ)熱方式中具有儲(chǔ)能密度大、可工作溫度范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，但是儲(chǔ)熱、放熱的操控調(diào)節(jié)性差。

化學(xué)儲(chǔ)熱的循環(huán)穩(wěn)定性卻一直缺乏可靠的數(shù)據(jù)和研究，尤其是氫氧化物(如氫氧化鎂、氫氧化鈣)的化學(xué)儲(chǔ)熱材料，存在多次循環(huán)后燒結(jié)以及失效等問題。之所以這方面的研究發(fā)展受限，主要是因?yàn)槿狈煽康膶?shí)驗(yàn)室研究設(shè)備，以及成熟的化學(xué)儲(chǔ)熱循環(huán)穩(wěn)定性的研究系統(tǒng)。

目前，還沒有一種可以直接用來對(duì)氫氧化物化學(xué)儲(chǔ)熱材料進(jìn)行循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試的儀器設(shè)備或者系統(tǒng)。這主要是因?yàn)閮?chǔ)熱介質(zhì)氣體為水蒸氣，而很多成品測(cè)試儀器，都會(huì)因?yàn)樗魵獾拇嬖谟绊懙诫娐?，所以不能將大量水蒸氣直接?dǎo)入儀器中；另一部分測(cè)試循環(huán)穩(wěn)定性設(shè)備則只能監(jiān)測(cè)溫度，不能監(jiān)測(cè)儲(chǔ)熱和放熱進(jìn)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種化學(xué)儲(chǔ)熱循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試系統(tǒng)，水蒸汽發(fā)生器提供穩(wěn)定的水蒸汽環(huán)境，加熱爐對(duì)其中的樣品進(jìn)行加熱，通過稱重監(jiān)測(cè)裝置對(duì)樣品的重量變化進(jìn)行測(cè)定，解決對(duì)氫氧化物化學(xué)儲(chǔ)熱材料進(jìn)行循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：溫度計(jì)、壓力計(jì)、內(nèi)置由氫氧化物組成的化學(xué)儲(chǔ)熱材料的樣品容器、加熱裝置、稱重監(jiān)測(cè)裝置、相連的水蒸汽發(fā)生器和加熱爐，其中：溫度計(jì)分別設(shè)置于水蒸汽發(fā)生器和樣品容器內(nèi)，加熱裝置分別設(shè)置于水蒸汽發(fā)生器和加熱爐內(nèi)；壓力計(jì)設(shè)置于水蒸汽發(fā)生器上，樣品容器吊裝設(shè)置于加熱爐內(nèi)的加熱裝置的結(jié)構(gòu)內(nèi)部；樣品容器與稱重監(jiān)測(cè)裝置相連。

所述的加熱裝置為加熱絲或者加熱管道。

所述的水蒸汽發(fā)生器與加熱爐通過管道相連。

所述的管道上設(shè)有閥門。

所述的加熱爐內(nèi)的加熱裝置與加熱爐之間設(shè)有保溫裝置。

所述的加熱爐內(nèi)的加熱裝置的結(jié)構(gòu)內(nèi)部通過設(shè)有閥門的管道設(shè)有伸出加熱爐的水蒸汽出口。

所述的樣品容器與稱重監(jiān)測(cè)裝置通過吊裝絲線相連。

所述的吊裝絲線為高溫金屬絲。

所述的稱重監(jiān)測(cè)裝置包括：支撐結(jié)構(gòu)和設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)下方的稱重結(jié)構(gòu)。

所述的稱重結(jié)構(gòu)采用但不限于：應(yīng)力型稱重結(jié)構(gòu)或高精度電子秤稱重結(jié)構(gòu)。

所述的應(yīng)力型稱重結(jié)構(gòu)與吊裝絲線相連。

所述的高精度電子秤稱重結(jié)構(gòu)包括：砝碼、滑輪組和高精度電子秤，其中：砝碼置于高精度電子秤上，砝碼位于滑輪組的下方。

所述的吊裝絲線通過滑輪組與砝碼相連。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可穩(wěn)定提供有大量水蒸汽存在的環(huán)境，因此可以用于進(jìn)行循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試，并且兩套稱重結(jié)構(gòu)可有效地對(duì)化學(xué)儲(chǔ)熱循環(huán)穩(wěn)定性儲(chǔ)放熱進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)定，與熱重、差示掃描量熱儀等成品設(shè)備相比，有效解決了某些測(cè)試設(shè)備只能監(jiān)測(cè)溫度不能監(jiān)測(cè)儲(chǔ)放熱進(jìn)度的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明示意圖；

圖2為高精度電子秤稱重結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的應(yīng)用示意圖；

圖中：1為水蒸汽發(fā)生器、2為壓力計(jì)、3為溫度計(jì)、4為管道、5為閥門、6為加熱爐、7為加熱裝置、8為保溫裝置、9為樣品容器、10為化學(xué)儲(chǔ)熱材料、11為水蒸汽出口、12為吊裝絲線、13為稱重結(jié)構(gòu)、14為支撐結(jié)構(gòu)、15為稱重監(jiān)測(cè)裝置、16為砝碼、17為滑輪組、18為高精度電子秤。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例包括：溫度計(jì)3、壓力計(jì)2、樣品容器9、加熱裝置7、稱重監(jiān)測(cè)裝置15、吊裝絲線12、管道4、閥門5、水蒸汽發(fā)生器1和加熱爐6，其中：水蒸汽發(fā)生器1和加熱爐6通過設(shè)有閥門5的管道4相連，溫度計(jì)3分別設(shè)置于水蒸汽發(fā)生器1和樣品容器9內(nèi)；加熱裝置7分別設(shè)置于水蒸汽發(fā)生器1和加熱爐6內(nèi)，壓力計(jì)2設(shè)置于水蒸汽發(fā)生器1上；樣品容器9吊裝設(shè)置于加熱爐6內(nèi)的加熱裝置7的結(jié)構(gòu)內(nèi)部，樣品容器9與稱重監(jiān)測(cè)裝置15通過吊裝絲線12相連。

所述的水蒸汽發(fā)生器1通過管道4為化學(xué)儲(chǔ)熱循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試提供持續(xù)穩(wěn)定的水蒸汽，傳遞到加熱爐6內(nèi)并充滿加熱爐6，參與化學(xué)儲(chǔ)熱循環(huán)反應(yīng)，多余的水蒸汽通過水蒸汽出口11排出。

所述的加熱裝置7為加熱絲或者加熱管道。

所述的加熱爐6內(nèi)的加熱裝置7與加熱爐6之間設(shè)有保溫裝置8。

所述的加熱爐6內(nèi)的加熱裝置7的結(jié)構(gòu)內(nèi)部通過設(shè)有閥門5的管道4設(shè)有伸出加熱爐6的水蒸汽出口11。

所述的加熱爐6提供儲(chǔ)熱/放熱不同階段的爐內(nèi)溫度環(huán)境。對(duì)于以氫氧化鈣為主體的化學(xué)儲(chǔ)熱材料，在儲(chǔ)熱階段，爐內(nèi)溫度恒定在500℃以上，在放熱階段，爐內(nèi)溫度可低于500℃。

所述的樣品容器9內(nèi)盛有樣品10。

所述的加熱爐6內(nèi)的溫度計(jì)3監(jiān)測(cè)化學(xué)儲(chǔ)熱環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試中監(jiān)測(cè)樣品10的溫度變化。

所述的樣品10為包含氫氧化物組成的化學(xué)儲(chǔ)熱材料。

所述的吊裝絲線12為高溫金屬絲。

所述的稱重監(jiān)測(cè)裝置15包括：支撐結(jié)構(gòu)14和設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)14下方的稱重結(jié)構(gòu)13。

所述的稱重結(jié)構(gòu)13為應(yīng)力型稱重結(jié)構(gòu)13。

所述的應(yīng)力型稱重結(jié)構(gòu)13與吊裝絲線12相連。

所述的稱重監(jiān)測(cè)裝置15根據(jù)應(yīng)力型稱重結(jié)構(gòu)13的變化來得到樣品的重量變化，進(jìn)而得到化學(xué)儲(chǔ)熱的反應(yīng)進(jìn)度，判斷循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試中每一個(gè)循環(huán)進(jìn)行的程度。

測(cè)試時(shí)，打開水蒸汽發(fā)生器1與加熱爐6之間的閥門5，向樣品容器9內(nèi)添加樣品10，加熱裝置7對(duì)水蒸汽發(fā)生器1中的水進(jìn)行加熱，產(chǎn)生的水蒸汽通過管道4進(jìn)入加熱爐6內(nèi)的加熱裝置7的內(nèi)部；同時(shí)，加熱爐6內(nèi)的加熱裝置7對(duì)樣品10進(jìn)行加熱，加熱過程中樣品10的重量m發(fā)生變化，變化量為Δm，吊裝絲線12連接的應(yīng)力型稱重結(jié)構(gòu)13發(fā)生位移Δx，從而計(jì)算循環(huán)的進(jìn)度α。

所述的循環(huán)的進(jìn)度α在儲(chǔ)熱過程中為：α＝74Δm/18m，在放熱過程中為α＝56Δm/18m，其中：Δm＝kΔx，k為應(yīng)力型稱重結(jié)構(gòu)13的彈性系數(shù)。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例的稱重結(jié)構(gòu)13為高精度電子秤稱重結(jié)構(gòu)13。

所述的高精度電子秤稱重結(jié)構(gòu)13包括：砝碼16、滑輪組17和高精度電子秤18，其中：砝碼16置于高精度電子秤18上，砝碼16位于滑輪組17的下方。

所述的吊裝絲線12通過滑輪組17與砝碼16相連。

所述的稱重監(jiān)測(cè)裝置15根據(jù)高精度電子秤18監(jiān)測(cè)到的砝碼16重量的變化來得到樣品10的重量變化，進(jìn)而得到化學(xué)儲(chǔ)熱的反應(yīng)進(jìn)度，判斷循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試中每一個(gè)循環(huán)進(jìn)行的程度。

測(cè)試時(shí)，打開水蒸汽發(fā)生器1與加熱爐6之間的閥門5，向樣品容器9內(nèi)添加樣品10，加熱裝置7對(duì)水蒸汽發(fā)生器1中的水進(jìn)行加熱，產(chǎn)生的水蒸汽通過管道4進(jìn)入加熱爐6內(nèi)的加熱裝置7的內(nèi)部，多余水蒸汽通過水蒸汽出口11排出；同時(shí)，加熱爐6內(nèi)的加熱裝置7對(duì)樣品10進(jìn)行加熱，加熱過程中樣品10的重量m發(fā)生變化，變化量為Δm，吊裝絲線12通過滑輪組17連接砝碼16，高精度電子秤18稱得的砝碼16重量產(chǎn)生相同的變化量Δm，從而得到循環(huán)的進(jìn)度α。

所述的循環(huán)的進(jìn)度α在儲(chǔ)熱過程中為：α＝74Δm/18m，在放熱過程中為α＝56Δm/18m。