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    集熱管熱性能二維積分測試方法
信息來源:m.lvezhou.com  文章作者:meishuanglian 

   

 集熱管熱性能二維積分測試方法

 

    太陽能熱水器作為新能源產(chǎn)品,在人們心中的地位越來越高,它不僅節(jié)能環(huán)保,而且還方便美觀。但是又有多少人真正了解太陽能熱水器的工作原理呢?它的工作是吸收太陽輻射能,再將輻射能轉化為熱能,集熱管是太陽能熱水器的核心部件,它的好壞直接影響到太陽能熱水系統(tǒng)的轉換效率和應用范圍。當前國標規(guī)定的集熱管熱性能測試方法存在:不同起始溫度測試的集熱器的熱性能參數(shù)不具有可比性的問題。而二維積分法算集熱管溫度曲線和環(huán)境溫度曲線間的面積則可以很好的解決該問題。

  2集熱管熱性能二維積分測試方法

  2.1測試方向:

   利用太陽能支架,架設實驗平臺,以GB/T17049內檢測手法為基礎,利用各家廠商提供之樣管進行測試。

  2.2測試系統(tǒng):包括測試平臺和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

  2.2.1測試平臺:

   將集熱管放置于支架平臺,樣管擺放方式,依次為陪管-實驗管-陪管,分別對A、B、CD四家真空管進行檢測。利用鉑電阻溫度計,分別布置于管內距管口300mm、900mm1500mm位置上(如圖1所示)。

  2.2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

   利用多點溫度計以巡檢的方式將每分鐘輸出的溫度記錄于PC上。 

  實驗利用24小時溫度變化曲線與環(huán)境溫度、輻照量整合,形成綜合性比較圖。 

 3主要測試參數(shù)

  3.124h環(huán)境溫度

  3.224h集熱管內溫度變化

  3.324h太陽幅照量

  3.4天氣狀況

  4測試樣品規(guī)格

      5測試環(huán)境及數(shù)據(jù)處理手法

  5.1測試環(huán)境

  5.1.1同樣環(huán)境情況(天氣、風力、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、幅照量)

   5.1.2根據(jù)當日環(huán)境因素每兩個小時記錄環(huán)境情況,包含天氣情況、環(huán)境溫度。

  5.1.3針對集熱管結構、測試形式與數(shù)據(jù)記錄做統(tǒng)一規(guī)范。

  5.1.4測試位置:江蘇省昆山市,北緯31.23、東經(jīng)120.57。

  5.2數(shù)據(jù)處理手法

   采用二維積分的幾何定義進行計算,二維積分幾何定義是指函數(shù)在規(guī)定區(qū)間[a,b]內與x軸圍成的曲面的有向面積:在x軸上方(藍色)的面積為正,下方(黃色)的面積為負。利用數(shù)學式表達為:,在該試驗中,可利用積分的定義將積分區(qū)間均分為若干單元,算出單個區(qū)間的差值后再進行求和運算。

。即:

     6數(shù)據(jù)處理

   6.1匯整數(shù)據(jù),形成比較圖

   通過對多臺家用太陽能熱水系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)的分析,可得出結論:通過比較溫升變化曲線和環(huán)境溫度變化曲線所積面積的大小來確定集熱器或者整機的熱性能,可以避開試驗起始溫度對集熱器,或者q17計算公式對整機試驗產(chǎn)生的誤差影響;同時若放寬試驗的測試時間范圍,二維積分統(tǒng)計表可以綜合反映出當日的得熱量和熱損情況,可謂一舉兩得。

   

   參考文獻

   [1]岳峰,朱金陵,符曉開,等.影響家用太陽能熱水器熱性能因素的實驗分析[J].計量與測試技術,2004319):20-21.

   [2]魏鳳,張曉黎,辛禮.環(huán)境條件對全玻璃真空太陽能熱水器熱性能的影響[J].能源技術,2006273):63-65.

   [3]霍志臣,羅振濤.中國太陽能熱利用年度發(fā)展研究報告.中國太陽能熱利用行業(yè)年會暨高峰論壇,2011:10-11

   [4]馬迎昌,周玲,馬光柏.對日有用得熱量實驗條件的實驗研究.太陽能,2011,1446-48.

   [5]葛玉紅,韓成明.太陽能熱水器熱性能及能效測評系統(tǒng)簡介.太陽能工程,2012-04:55-57.

   [6]GB/T17049-2005《全玻璃真空太陽集熱管》

   [7]GB/T19141-2011《家用太陽能熱水系統(tǒng)技術條件》

   [8]GB26969-2011《家用太陽能熱水系統(tǒng)能效限定值及能效等級》

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