[發明專利]一種測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的裝置及方法

在審

• 申請號: 201910488982.6
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110082008A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 劉艷;劉曉亮;張鵬飛;劉平;王昱凱
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團陜西省電力設計院有限公司
• 主分類號: G01K17/06
• 分類號: G01K17/06
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的裝置，其特征在于，包括：

腔式吸熱器、反光擋風板(3)、換熱管道(2)和測溫元件(5)；

所述腔式吸熱器的腔室由至少兩個腔體(1)組成，所述腔式吸熱器的腔室上設有采光口，所述腔體(1)的開口由所述腔式吸熱器的采光口分割而成，所述腔體(1)呈指狀分叉，所述腔體(1)的內壁上有選擇性吸收涂層；

所述采光口的開口處設有所述反光擋風板(3)，所述反光擋風板(3)為上下開口的圓臺形薄板，所述反光擋風板(3)與所述采光口無縫連接，所述反光擋風板(3)的背光面一側設有冷卻管道(4)；

所述腔式吸熱器外部設有換熱管道(2)，所述換熱管道(2)一端為工質入口，另一端為工質出口，所述換熱管道(2)依次纏繞所述腔體(1)的外壁，每次纏繞至少兩圈；

所述換熱管道(2)上對應于所述腔體(1)設有測溫元件(5)，所述測溫元件(5)在每個纏繞部分的兩端外設置，在兩個相鄰纏繞的所述腔體(1)的中間只設置一個測溫元件(5)。

2.根據權利要求1所述的測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的裝置，其特征在于，所述腔體(1)之間填充隔熱材料，所述換熱管道(2)外壁包裹保溫層。

3.根據權利要求1所述的測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的裝置，其特征在于，所述反光擋風板(3)的迎光面為漫反射面，所述迎光面的反射率≥0.9，所述反光擋風板(3)與所述采光口豎向中心軸線的夾角為45至80度之間任一數值。

4.根據權利要求1所述的測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的裝置，其特征在于，還包括水泵(6)、流量計(7)和球閥(8)，所述水泵(6)設置在所述換熱管道(2)的工質入口一端，在所述水泵(6)的順水流方向上依次設置所述流量計(7)和所述球閥(8)。

5.根據權利要求4所述的測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的裝置，其特征在于，還包括信號處理設備和信號輸出設備，所述信號處理設備與所述測溫元件(5)以及所述流量計(7)相連，所述信號輸出設備與所述信號處理設備相連。

6.根據權利要求1所述的測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的裝置，其特征在于，所述選擇性吸收涂層對太陽光的吸收率≥0.92，發射率≤0.07，所述采光口的面積≤全部所述腔體(1)內壁表面積之和的0.6％。

7.一種測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的方法，基于權利要求1-6任意一項所述的測量光斑劃分區域熱量和熱流密度的裝置，其特征在于，包括以下步驟：

調整腔式吸熱器的采光口對準光斑；

工質由工質入口通入換熱管道(2)內，待所有測量值穩定后，測溫元件(5)開始檢測換熱管道(2)各部位的工質溫度；

根據測溫元件(5)檢測的工質溫度，記錄同一時刻依次流經各腔體(1)的工質的溫度值T₁、T₂…T_n、T_n+1，其中，T₁為流經第一個腔體(1)的工質的初始溫度，T₂為流經第二個腔體(1)的工質的初始溫度，以此類推，T_n為流經最后一個腔體(1)的工質的初始溫度，T_n+1為流經最后一個腔體(1)的工質的結束溫度，且流經下一個腔體(1)的工質的初始溫度與流經前一個腔體(1)的工質的結束溫度相同；

根據記錄的同一時刻不同部位工質的溫度值和單位時間內工質的流量，計算各單個光斑在單位時間內的能量值Q₁、Q₂…Q_n，并得出整個光斑的能量值，其中，Q₁為流經的第一個腔體(1)的單個光斑能量值，Q₂為流經的第二個腔體(1)的單個光斑能量值，Q_n為流經的最后一個腔體(1)的單個光斑能量值；

根據各腔體(1)的開口面積計算各單個光斑的熱流密度以及整個光斑的熱流密度。