太陽(yáng)能集熱器動(dòng)態(tài)測(cè)試方法研究.pdf

1、本文以全玻璃U型真空管太陽(yáng)能集熱器和平板型太陽(yáng)能集熱器作為研究對(duì)象,從各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上分析了其傳熱機(jī)理和一些重要熱性能指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,充分考慮了太陽(yáng)散射輻射和時(shí)間常數(shù)對(duì)集熱器熱性能的影響,根據(jù)能量平衡理論對(duì)全玻璃U型真空管太陽(yáng)能集熱器建立了描述其動(dòng)態(tài)熱性能的數(shù)學(xué)模型。該模型將太陽(yáng)能集熱器視為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),此系統(tǒng)的輸入變量分別為集熱器的進(jìn)口溫度,集熱器周?chē)沫h(huán)境溫度,落在集熱器采光面上的太陽(yáng)直射輻照度和太陽(yáng)散射輻照度;系統(tǒng)的輸出變量為

2、集熱器的出口溫度。通過(guò)大量的集熱器熱性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),由實(shí)際測(cè)量值來(lái)確定系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系,即求解集熱器熱性能動(dòng)態(tài)模型中的參數(shù)。再由這些參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的輸出——集熱器的出口溫度。雖然本文的動(dòng)態(tài)模型基于分析全玻璃U型真空管集熱器的得熱和熱損而提出,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該模型同樣適用于平板型集熱器熱性能的測(cè)試。
　　 采用本文的方法在對(duì)集熱器進(jìn)行熱性能測(cè)試時(shí),除要求集熱器工質(zhì)的質(zhì)量流量(m)仍需保持穩(wěn)定外,測(cè)試過(guò)程對(duì)其輸入變量(太陽(yáng)輻照度

3、、環(huán)境溫度、集熱器的進(jìn)口溫度)的值及其波動(dòng)范圍不做限制。該測(cè)試過(guò)程中,由于對(duì)落在集熱器采光面上的總太陽(yáng)輻照度分為直射太陽(yáng)輻照度和散射太陽(yáng)輻照度分別加以考慮,這對(duì)實(shí)際天氣條件下的太陽(yáng)輻射要求降低,使得一年中可用于測(cè)試的天數(shù)大為增加。與ISO9806-1的集熱器穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法相比,由于對(duì)測(cè)試條件的要求降低,使得減少了因限定輸入變量波動(dòng)而投入的控制設(shè)備,測(cè)試的成本也隨之降低。
　　 本文的動(dòng)態(tài)測(cè)試模型經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo),從理論上證明了其與目前