[發明專利]太陽能集熱器熱性能快速測量裝置及測量方法

無效

• 申請號: 200510002215.8
• 申請日: 2005-01-18
• 公開（公告）號: CN100501366C
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 王志峰;侯宏娟
• 申請（專利權）人: 黃鳴
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 何文彬

技術領域

本發明涉及一種太陽集熱器熱性能快速測量裝置及測量方法，屬于太陽能熱利用領域。

背景技術

現有的太陽能集熱器的測試標準是以穩態測試方法為基礎，測定內容包括集熱器的穩態或準穩態瞬時效率及集熱器熱損系數。穩態測試方法對氣象參數的要求很高。例如：足夠高和穩定的輻射和嚴格穩定的環境溫度等(GB/T?4271-2000要求在測試周期內天氣晴朗，太陽輻照度在800W/m2。以上，實驗周期內太陽輻照度的偏離值不超過平均值的±50W，集熱器周圍環境溫度的變化在測試期間不能超過平均值±1K。在集熱器的工作溫度范圍內至少取四個間隔均勻的工質進口溫度。其中一個應在環境空氣溫度的±3℃內)。由于室外測試氣象條件無法人為控制，測試的時間需要根據當地的氣象條件來定，在有的地區，由于氣候條件的限制，在某些季節測試根本無法進行。因而，采用該方法進行測試，有時周期會很長。

在實際中，集熱器大都是工作在動態的大氣環境中，與標準所規定的測試條件不符，用在穩態條件下得到的結果來預測動態工況的熱輸出會產生一定的誤差。為了能更快更準確的預測集熱器的熱性能和指導集熱器的設計，亟需研究一種太陽能集熱器熱性能的快速測試裝置及測試方法。

發明內容

本發明的目的是要提供一種太陽能集熱器熱性能快速測量裝置，利用戶外工作著的太陽能集熱器對輸入變量：太陽輻照強度、環境溫度、集熱器入口溫度瞬時變化的響應確定相關的參數，之后利用已得到的參數與相應的數學模型和算法相結合實現對集熱器輸出的預測。本發明另一目的是提供一種集熱器熱性能快速測量方法，它考慮了集熱器本身的熱容及集熱器內水的熱容所引起的熱延遲現象，使用傳遞函數法將集熱器的輸入和輸出連接起來，使方法更可行，更有效。

太陽能集熱器熱性能快速測量裝置及測量方法是：

其測試臺的水箱1內有一擋板30，頂部連接補水管和第一閘閥3，側面裝有溢流管4和熱交換器5，水箱1底部裝有帶有第二閘閥6的泄水管和管路，所述的管路上依次連接有第三閘閥7和水泵8、第四閘閥9，水箱1左側依次連接第五閘閥10、循環水泵11、過濾器13、流量計2、針閥14和觀察孔15，所述循環水泵11并列連接有旁通閥12，所述觀察孔15連接于集熱器16的進口17，其出口18連接一放氣閥19，所述放氣閥19分別與第六閘閥20和第七閘閥21相連，所述的第七閘閥21與水箱1相連，在進口17和出口18處安裝有第一測溫傳感器27和第二測溫傳感器28，在集熱器平面一側的中間位置安裝一總日射表24，在同一平面內安裝一日冕26，在測試臺的附近安裝一風機22和風速儀25，在距測試臺15m內，距地面高不小于1m的范圍內安裝白色百葉箱23，內裝測量環境溫度的溫度計29，集熱器的進口17和出口18都要做保溫。

打開數據采集儀；啟動水箱1的水泵8以保證循環水泵11吸入口的壓力，使流量穩定，啟動循環水泵11，調整旁通閥12和針閥13的開度，以使流量到設定值。

測量方法的理論模型按：