太陽集熱器熱性能動態(tài)測試方法研究.pdf

1、本文以全玻璃真空管集熱器為例，分析了集熱器的得熱和熱損。并在此基礎上，根據(jù)能量平衡和傳遞函數(shù)理論將集熱器看作是一個系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中集熱器的出口溫度Tfo是系統(tǒng)的輸出，其余變量：集熱器進口溫度Tfi，周圍環(huán)溫Ta，落在集熱器采光面上的太陽輻照度I看作是系統(tǒng)的輸入。通過實驗由集熱器的進口溫度Tfi、出口溫度Tfo、周圍環(huán)溫Ta及落在集熱器采光面上的太陽輻照度I的測量值得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的參數(shù)，再由這些參數(shù)來預測系統(tǒng)的輸出：集熱器的出口溫度，

2、進而得到某一時間段內(nèi)集熱器的有用能量收益。實驗證明，當集熱器工作在系統(tǒng)的輸入條件比較穩(wěn)定或是變化較為平緩時，用新模型預測所得的結果和實測輸出的接近程度，與用已有標準預測所得的結果與實測輸出的接近程度相當。當集熱器工作在系統(tǒng)的輸入，如太陽輻照度，強烈變化的條件下時，用新模型預測所得的結果與實測輸出的接近程度比用已有標準預測所得的結果與實測輸出的接近程度要好許多。 本文中的模型雖是針對全玻璃真空管集熱器提出的，但實驗證明此模型亦可用

3、于平板集熱器熱性能的測試。用該方法在對集熱器進行熱性能測試時，在測試過程中除要求流經(jīng)集熱器的工作流體的質量流量m保持恒定外，對其余的輸入變量(太陽輻照度I、環(huán)境溫度Ta、流體入口溫度Tfi)的值及其波動范圍不做限制。這一方面使得用于控制輸入變量的設備投入費用降低，測試成本也隨之降低，另一方面由于測試過程中對落在集熱器采光面上的太陽輻照度的要求降低，也使得一年中可用于測試的天數(shù)大為增加。實驗結果證明本方法是正確的，可行的。 此外作

4、為太陽集熱器熱性能最重要的性能指標之一的太陽集熱器時間常數(shù)，它反應的是集熱器對瞬變階躍輸入響應的動態(tài)特性，對其的測定已經(jīng)成為集熱器熱性能評價必做的內(nèi)容之一。已有的集熱器時間常數(shù)的測試方法概括起來有兩種，其一要求在測試時調(diào)節(jié)集熱器入口溫度與周圍環(huán)境溫度相等。另一種方法雖不要求集熱器入口溫度與周圍環(huán)境溫度相等但需事先已知參數(shù)FRUL。本文在已有方法的基礎上推出了一種更為簡便、可行的集熱器時間常數(shù)的測試方法，并已通過實驗驗證。與已有方法相比，

5、新方法具有如下的優(yōu)點：用新方法在試驗過程中既不需要調(diào)節(jié)入口溫度與環(huán)境空氣溫度相等，也不需要事先知道參數(shù)FRUL，這不僅使得測試條件大為降低，而且對于工作流體為水的集熱器，其時間常數(shù)的測試在許多地區(qū)的測試期大為增加。 不論是平板集熱器還是真空管集熱器它的內(nèi)部都是由一組并聯(lián)管組構成的。不均勻流量分配將給性能預測帶來較大的誤差，同時減低集熱器的效率。不論我們是對單臺還是多臺集熱器單元的分析和預測都是在一個默認的假設條件下進行的。這個假