專利名稱：一種槽式太陽(yáng)集熱器熱性能動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置及測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種槽式太陽(yáng)集熱器熱性能動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置及測(cè)試方法，屬于太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電的重視，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)在我國(guó)也取得了一定的成果和發(fā)展。就我國(guó)目前的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用條件來(lái)說(shuō)，可以率先研發(fā)槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。作為槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的主要部分之一的槽式太陽(yáng)集熱器，它的性能影響著太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的效率，但現(xiàn)有的太陽(yáng)集熱器的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)平板式及真空管式集熱器，且用的是穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法，還沒(méi)有能對(duì)槽式集熱器熱性能進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。為了能更快更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)槽式集熱器的熱性能、優(yōu)化槽式集熱器的設(shè)計(jì)，亟需研究一種槽式太陽(yáng)集熱器熱性能動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置及測(cè)試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種槽式太陽(yáng)集熱器熱性能動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，利用戶外工作著的槽式太陽(yáng)集熱器對(duì)輸入變量的響應(yīng)確定相關(guān)的參數(shù)，之后利用已得到的參數(shù)與相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和算法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)集熱器輸出的預(yù)測(cè)；另一目的是提供一種槽式太陽(yáng)集熱器熱性能動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，它考慮了集熱器本身的熱容及集熱器內(nèi)傳熱工質(zhì)的熱容所引起的熱延遲現(xiàn)象，使用數(shù)學(xué)模型將集熱器的輸入和輸出連接起來(lái)，相比穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法，該方法對(duì)測(cè)試條件的要求更低，測(cè)試所需周期更短。本發(fā)明所述的測(cè)試裝置，其結(jié)構(gòu)為:油膨脹罐內(nèi)設(shè)置電加熱器，油膨脹罐的頂部通過(guò)管道連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和氮?dú)夤蓿团蛎浌薜捻敳苛硗鈨陕饭艿婪謩e連接手動(dòng)調(diào)節(jié)閥和安全閥；油膨脹罐的下部分兩路，一路通過(guò)閘閥與貯油罐連接，且貯油罐的底部通過(guò)管道和補(bǔ)油泵接回油膨脹罐，另一路依次與第一針閥、循環(huán)油泵、第一電動(dòng)三通閥、第二電動(dòng)三通閥、加熱器、流量計(jì)、集熱器、第二冷卻器連接，并連接回至油膨脹罐的上部；第一冷卻器與加熱器并聯(lián)；所述第一電動(dòng)三通閥有一支路連接第二針閥，并與油膨脹罐的上部相連；所述集熱器的進(jìn)口處安裝第一熱電偶，出口處安裝第二熱電偶；在集熱器采光平面一側(cè)的中間位置安裝直射輻射計(jì)；在本測(cè)試裝置的附近安裝風(fēng)機(jī)和風(fēng)速儀，在距本測(cè)試裝置15m、距地面高度不小于Im的范圍內(nèi)安裝百葉箱，其內(nèi)部安裝測(cè)量環(huán)境溫度的溫度計(jì)。數(shù)據(jù)采集儀分別與流量計(jì)、第一熱電偶、第二熱電偶、直射輻射計(jì)、風(fēng)速儀、溫度計(jì)連接。集熱器安裝在雙軸跟蹤平臺(tái)上，實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置，使入射角保持在所需要的角度。本發(fā)明所述的測(cè)試方法，按如下步驟進(jìn)行:
啟動(dòng)循環(huán)油泵，調(diào)整第一電動(dòng)三通閥，以使流量達(dá)到設(shè)定值；通過(guò)第二冷卻器進(jìn)行溫度初調(diào)，再通過(guò)第二電動(dòng)三通閥、加熱器及其并列的第一冷卻器進(jìn)行溫度精調(diào)，以使集熱器的進(jìn)口溫度保持恒定；槽式太陽(yáng)集熱器在t時(shí)刻的熱量為:
權(quán)利要求
1.一種槽式太陽(yáng)集熱器熱性能動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:油膨脹罐(I)內(nèi)設(shè)置電加熱器(2 )，油膨脹罐(I)的頂部通過(guò)管道連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(3 )和氮?dú)夤?4)，油膨脹罐(I)的頂部另外兩路管道分別連接手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(5)和安全閥(6);油膨脹罐(I)的下部分兩路，一路通過(guò)閘閥(21)與貯油罐(22)連接，且貯油罐(22)的底部通過(guò)管道和補(bǔ)油泵(23)接回油膨脹罐(1)，另一路依次與第一針閥(7)、循環(huán)油泵(8)、第一電動(dòng)三通閥(9)、第二電動(dòng)三通閥(10)、加熱器(11)、流量計(jì)(13)、集熱器(14)、第二冷卻器(15)連接，并連接回至油膨脹罐(I)的上部；第一冷卻器(12)與加熱器(11)并聯(lián)；所述第一電動(dòng)三通閥(9)有一支路連接第二針閥(16)，并與油膨脹罐(I)的上部相連；所述集熱器(14)的進(jìn)口處安裝第一熱電偶(18)，出口處安裝第二熱電偶(20);在集熱器(14)采光平面一側(cè)的中間位置安裝直射輻射計(jì)(24);在本測(cè)試裝置的附近安裝風(fēng)機(jī)(25)和風(fēng)速儀(26)，在距本測(cè)試裝置15m、距地面高度不小于Im的范圍內(nèi)安裝百葉箱(27)，其內(nèi)部安裝測(cè)量環(huán)境溫度的溫度計(jì)(28)； 數(shù)據(jù)采集儀分別與流量計(jì)(13)、第一熱電偶(18)、第二熱電偶(20)、直射輻射計(jì)(24)、風(fēng)速儀(26)、溫度計(jì)(28)連接； 集熱器安裝在雙軸跟蹤平臺(tái)上，實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置，使入射角保持在所需要的角度。
2.一種基于權(quán)利要求1所述測(cè)試裝置槽式太陽(yáng)集熱器熱性能動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行: 啟動(dòng)循環(huán)油泵(8)，調(diào)整第一電動(dòng)三通閥(9)，以使流量達(dá)到設(shè)定值；通過(guò)第二冷卻器(15)進(jìn)行溫度初調(diào)，再通過(guò)第二電動(dòng)三通閥(10)、加熱器(11)及其并列的第一冷卻器(12)進(jìn)行溫度精調(diào)，以使集熱器(14)的進(jìn)口溫度保持恒定； 槽式太陽(yáng)集熱器在t時(shí)刻的熱量為:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種槽式太陽(yáng)集熱器熱性能動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置及測(cè)試方法，屬于太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域。該裝置通過(guò)電動(dòng)三通閥進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，通過(guò)兩級(jí)循環(huán)工質(zhì)進(jìn)口溫度控制裝置(冷卻器、電動(dòng)三通閥、加熱器)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)；利用上述系統(tǒng)可調(diào)整控制流量、進(jìn)口溫度保持恒定；在集熱器采光平面一側(cè)的中間位置安裝有直射輻射計(jì)，在測(cè)試臺(tái)的附近安裝有風(fēng)機(jī)、風(fēng)速儀、白色百葉箱；由數(shù)據(jù)采集儀采集有關(guān)流量、集熱器進(jìn)、出口溫度、直射輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度、風(fēng)速；用雙軸跟蹤平臺(tái)實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置，使入射角保持在所需要的角度。本發(fā)明適用于對(duì)槽式太陽(yáng)集熱器進(jìn)行熱性能測(cè)試。
文檔編號(hào)G01N25/20GK103115749SQ201310035468
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者王夢(mèng)嬌, 楊勇平, 宋記鋒 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)