CN104596739A - 一种太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法 - Google Patents
一种太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104596739A CN104596739A CN201510067732.7A CN201510067732A CN104596739A CN 104596739 A CN104596739 A CN 104596739A CN 201510067732 A CN201510067732 A CN 201510067732A CN 104596739 A CN104596739 A CN 104596739A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- temperature sensor
- collector
- amb
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
本发明公开了属于太阳能集热技术领域的一种全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法。该测量装置不需要使用复杂、昂贵的流量传感器,由第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、辐照计、数据记录处理模块组成;通过现场测量真空管内流体温度、集热器进出口温度、环境温度、集热器平面的辐照量、数据采集时间计算求得全玻璃真空管太阳能集热器的热损系数、有效得热系数和循环流量。测量过程简单方便,能够实现现场测量,具有很强的实用性和普遍性。
Description
技术领域
本发明属于太阳能集热技术领域,尤其是涉及一种全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法。
背景技术
全玻璃真空管太阳能集热器的热性能参数主要包括热损系数和有效得热系数,采用实验台实验测量热性能参数具有局限性,其局限性主要体现在价格昂贵;不能对现场的所有集热器完成热性能检测;无法反映实际现场的真实工况。如果需要对某一工程规模应用中的太阳能集热器性能进行评价,考量其实用性、经济性,就不能单纯依靠实验室的测量数据。
对于实际工程,加设流量传感器需与系统管道连接成一体,因而会增加系统成本;另外,由于工程现场环境条件不佳,流量传感器容易由于堵塞问题而损坏,进而造成测量数据的不准确;因此,采用加设流量传感器现场测量全玻璃真空管太阳能集热器热损系数、有效得热系数及循环流量的方法具有很大的缺陷。
本发明提出了一种太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法,不需要使用复杂、昂贵的流量传感器,其测量仪器仅由温度传感器、辐照计、数据记录处理模块及显示屏组成。通过现场测量真空管内流体温度、集热器进出口温度、环境温度、集热器平面的辐照量、数据采集时间获得并显示全玻璃真空管太阳能集热器的热损系数、有效得热系数以及循环流量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法。
本发明提出一种全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置,包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、辐照计、数据记录处理模块、太阳能集热器、第一阀门、储热水箱、第二阀门、循环水泵、第三阀门;其中,第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、辐照计分别连接数据记录处理模块,数据记录处理模块中连接有显示屏;太阳能集热器、第一阀门、储热水箱、第二阀门、循环水泵、第三阀门通过连接管路相互连接,太阳能集热器的出口经由第一阀门连接到储热水箱的入口,储热水箱的出口经由第二阀门连接到循环水泵的入口,循环水泵的出口经由第三阀门连接到太阳能集热器的入口。
所述数据记录处理模块用于测量数据的记录、存储及处理计算,该模块中连接有显示屏,将计算得到的太阳能集热器热性能参数及循环流量数据显示在显示屏上。
本发明提出了一种基于全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置的测量方法,包括如下步骤:
1)采用温度传感器分别测量不同位置的温度值,第一温度传感器用于测量环境温度,第二温度传感器和第三温度传感器分别用于测量集热器的进出口温度,第四温度传感器用于测量真空管内流体温度;
2)辐照计固定在与集热器相同平面的支架上,通过辐照计测量得到集热器平面的辐照量,同时记录获得以上数据的时间;
3)数据记录处理模块接收、存储、处理由步骤1)、2)测量得到的不同位置的温度值和辐照量;
4)利用测量得到的真空管内流体温度、集热器进出口温度、环境温度和集热器平面的辐照量、数据采集时间,计算并显示出全玻璃真空管太阳能集热器的热损系数、有效得热系数和循环流量。
所述热损系数的测量是在没有太阳辐照的工况下进行的;第四温度传感器和第一温度传感器测量获得的数据由与它们连接的数据记录处理模块(6)接收、存储并处理;利用集热器内流体热平衡方程,通过数据处理求得热损系数,具体公式如下:
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;τ—采温时间间隔;t—采温时间;U—热损系数,W/℃;ΔTf,amb—Tf与Tamb的温度差。
所述有效得热系数是在计算出热损系数的基础上求得的,有效得热系数的测量是在有太阳辐照且水泵不开(手动关闭水泵)的工况下进行的;第四温度传感器、第一温度传感器以及辐照计(5)测量获得的数据由数据记录处理模块(6)接收、存储并处理;通过集热器内流体热平衡方程并利用测得的数据处理后得出有效得热系数,具体公式如下:
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;τ—采温时间间隔;t—采温时间;U—热损系数,W/℃;I⊥—集热器平面的辐照量,W;keff—有效得热系数。
所述循环流量是在得到热损系数和有效得热系数的基础上求得的,循环流量的测量是在太阳能集热器水泵正常开启的时候进行的;第二温度传感器和第三温度传感器分别测出集热器进出口温度,利用集热器内流体热平衡方程求得流量及数据处理,具体公式如下:
Gm=[keffI⊥-U(Tf-Tamb)]/[3600Cp(Tout-Tin)]
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;U—热损系数,W/℃;I⊥—集热器平面的辐照量,W;keff—有效得热系数;Tin、Tout—集热器的进出口温度,℃;Gm—流过集热器的流体质流率,kg/h。
本发明的有益效果是该测量装置及方法摆脱了实验台测量的局限性,实现了现场测量,具有很强的实用性和普遍性;不需要使用流量传感器,只需测量记录温度传感器、辐照计及相应数据时间,降低了成本,具有很强的可行性;数据测量完毕后测量装置能够从被测太阳能集热器系统中取走,测量过程简单方便。
附图说明
图1为本发明测量装置示意图;
图中标号:
1-第一温度传感器、2-第二温度传感器、3-第三温度传感器、4-第四温度传感器、5-辐照计、6-数据记录处理模块、7-太阳能集热器、8-第一阀门、9-储热水箱、10-第二阀门、11-循环水泵、12-第三阀门、13-连接管路。
具体实施方式
本发明提出一种全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法。下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本发明提出一种全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置,图1所示为全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置示意图,包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、辐照计、数据记录处理模块、太阳能集热器、第一阀门、储热水箱、第二阀门、循环水泵、第三阀门;其中,第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、辐照计分别连接数据记录处理模块,第一温度传感器用于测量环境温度,第二温度传感器和第三温度传感器分别用于测量集热器的进出口温度,第四温度传感器用于测量真空管内流体温度,辐照计固定在与集热器相同平面的支架上,用于测量集热器平面的辐照量,同时记录获得以上数据的时间,数据记录处理模块用于测量数据的记录、存储及处理计算,该模块中连接有显示屏,将计算得到的太阳能集热器热性能参数及循环流量数据显示在显示屏上,太阳能集热器、第一阀门、储热水箱、第二阀门、循环水泵、第三阀门通过连接管路相互连接,太阳能集热器的出口经由第一阀门连接到储热水箱的入口,储热水箱的出口经由第二阀门连接到循环水泵的入口,循环水泵的出口经由第三阀门连接到太阳能集热器的入口。
本发明提出了一种基于全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置的测量方法,包括如下步骤:
1)采用温度传感器分别测量不同位置的温度值,第一温度传感器用于测量环境温度,第二温度传感器和第三温度传感器分别用于测量集热器的进出口温度,第四温度传感器用于测量真空管内流体温度;
2)辐照计固定在与集热器相同平面的支架上,通过辐照计测量得到集热器平面的辐照量,同时记录获得以上数据的时间;
3)数据记录处理模块接收、存储、处理由步骤1)、2)测量得到的不同位置的温度值和辐照量;
4)利用测量得到的真空管内流体温度、集热器进出口温度、环境温度和集热器平面的辐照量、数据采集时间,计算并显示出全玻璃真空管太阳能集热器的热损系数、有效得热系数和循环流量。
其中,热损系数的测量是在没有太阳辐照的工况下进行的;第四温度传感器和第一温度传感器测量获得的数据由与它们连接的数据记录处理模块(6)接收、存储并处理;利用集热器内流体热平衡方程,通过数据处理求得热损系数,具体公式如下:
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;τ—采温时间间隔;t—采温时间;U—热损系数,W/℃;ΔTf,amb—Tf与Tamb的温度差。
其中,有效得热系数是在计算出热损系数的基础上求得的,有效得热系数的测量是在有太阳辐照且水泵不开(手动关闭水泵)的工况下进行的;第四温度传感器、第一温度传感器以及辐照计(5)测量获得的数据由数据记录处理模块(6)接收、存储并处理;通过集热器内流体热平衡方程并利用测得的数据处理后得出有效得热系数,具体公式如下:
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;τ—采温时间间隔;t—采温时间;U—热损系数,W/℃;I⊥—集热器平面的辐照量,W;keff—有效得热系数。
其中,循环流量是在得到热损系数和有效得热系数的基础上求得的,循环流量的测量是在太阳能集热器水泵正常开启的时候进行的;第二温度传感器和第三温度传感器分别测出集热器进出口温度,利用集热器内流体热平衡方程求得流量及数据处理,具体公式如下:
Gm=[keffI⊥-U(Tf-Tamb)]/[3600Cp(Tout-Tin)]
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;U—热损系数,W/℃;I⊥—集热器平面的辐照量,W;keff—有效得热系数;Tin、Tout—集热器的进出口温度,℃;Gm—流过集热器的流体质流率,kg/h。
本发明提出的一种全玻璃真空管太阳能集热器热损系数、有效得热系数以及循环流量测量装置及方法摆脱了实验台测量的局限性,能够实现现场测量,具有很强的实用性和普遍性;不需要使用流量传感器,只需要测量记录温度传感器、辐照计及相应数据时间,降低了成本,具有很强的可行性;数据测量完毕后测量装置能够从被测太阳能集热器系统中取走,测量过程简单方便;该测量方法通过测量真空管内流体温度、集热器进出口温度、环境温度、集热器平面的辐照量、数据采集时间通过计算获得并显示全玻璃真空管太阳能集热器的热损系数、有效得热系数以及循环流量。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权力要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种全玻璃真空管太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置,其特征在于,包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、辐照计、数据记录处理模块、太阳能集热器、第一阀门、储热水箱、第二阀门、循环水泵、第三阀门;其中,第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、辐照计分别连接数据记录处理模块,数据记录处理模块中连接有显示屏;太阳能集热器、第一阀门、储热水箱、第二阀门、循环水泵、第三阀门通过连接管路相互连接,太阳能集热器的出口经由第一阀门连接到储热水箱的入口,储热水箱的出口经由第二阀门连接到循环水泵的入口,循环水泵的出口经由第三阀门连接到太阳能集热器的入口。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述数据记录处理模块用于测量数据的记录、存储及处理计算,该模块中连接有显示屏,将计算得到的太阳能集热器热性能参数及循环流量数据显示在显示屏上。
3.利用权利要求1所述测量装置的测量方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)采用温度传感器分别测量不同位置的温度值,第一温度传感器用于测量环境温度,第二温度传感器和第三温度传感器分别用于测量集热器的进出口温度,第四温度传感器用于测量真空管内流体温度;
2)辐照计固定在与集热器相同平面的支架上,通过辐照计测量得到集热器平面的辐照量,同时记录获得以上数据的时间;
3)数据记录处理模块接收、存储、处理由步骤1)、2)测量得到的不同位置的温度值和辐照量;
4)利用测量得到的真空管内流体温度、集热器进出口温度、环境温度和集热器平面的辐照量、数据采集时间,计算并显示出全玻璃真空管太阳能集热器的热损系数、有效得热系数和循环流量。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述热损系数的测量是在没有太阳辐照的工况下进行的;第四温度传感器和第一温度传感器测量获得的数据由与它们连接的数据记录处理模块(6)接收、存储并处理;利用集热器内流体热平衡方程,通过数据处理求得热损系数,具体公式如下:
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;τ—采温时间间隔;t—采温时间;U—热损系数,W/℃;ΔTf,amb—Tf与Tamb的温度差。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述有效得热系数是在计算出热损系数的基础上求得的,有效得热系数的测量是在有太阳辐照且水泵不开的工况下进行的;第四温度传感器、第一温度传感器以及辐照计(5)测量获得的数据由数据记录处理模块(6)接收、存储并处理;通过集热器内流体热平衡方程并利用测得的数据处理后得出有效得热系数,具体公式如下:
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;τ—采温时间间隔;t—采温时间;U—热损系数,W/℃;I⊥—集热器平面的辐照量,W;keff—有效得热系数。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述循环流量是在得到热损系数和有效得热系数的基础上求得的,循环流量的测量是在太阳能集热器水泵正常开启的时候进行的;第二温度传感器和第三温度传感器分别测出集热器进出口温度,利用集热器内流体热平衡方程求得流量及数据处理,具体公式如下:
Gm=[keffI⊥-U(Tf-Tamb)]/[3600Cp(Tout-Tin)]
式中,Tf—真空管内流体的温度,℃;Tamb—环境温度,℃;U—热损系数,W/℃;I⊥—集热器平面的辐照量,W;keff—有效得热系数;Tin、Tout—集热器的进出口温度,℃;Gm—流过集热器的流体质流率,kg/h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510067732.7A CN104596739B (zh) | 2015-02-09 | 2015-02-09 | 一种太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510067732.7A CN104596739B (zh) | 2015-02-09 | 2015-02-09 | 一种太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104596739A true CN104596739A (zh) | 2015-05-06 |
CN104596739B CN104596739B (zh) | 2017-06-23 |
Family
ID=53122665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510067732.7A Active CN104596739B (zh) | 2015-02-09 | 2015-02-09 | 一种太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104596739B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105486714A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-04-13 | 浙江省太阳能产品质量检验中心 | 金属玻璃封接式真空集热管高温状态热损测量装置 |
CN107703182A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-02-16 | 中国科学院电工研究所 | 槽式太阳能集热管的光学效率测量装置及其测试方法 |
CN108760801A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-06 | 沧州天瑞星光热技术有限公司 | 一种用于高温太阳能集热管热损精确测定的装置及测量方法 |
CN111750547A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-09 | 常熟市工程质量检测中心 | 一种太阳能热水器效能的测试装置及方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1379219A (zh) * | 2002-05-16 | 2002-11-13 | 北京清华阳光能源开发有限责任公司 | 太阳热水器及热水系统贮热水箱热损系数测试方法及装置 |
DE10056077B4 (de) * | 2000-11-08 | 2004-08-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Abbildungseigenschaften eines optischen Spiegelelementes |
CN1808094A (zh) * | 2005-01-18 | 2006-07-26 | 黄鸣 | 太阳能集热器热性能快速测量装置及测量方法 |
DE202008005114U1 (de) * | 2007-04-14 | 2008-07-24 | Steinbeis GmbH & Co.KG für Techonologietransfer | Prüfvorrichtung für solarthermische Anlagen und deren Bauteile |
CN101587025A (zh) * | 2009-06-19 | 2009-11-25 | 山东力诺瑞特新能源有限公司 | 太阳能集热器测试系统及测试方法 |
CN202928818U (zh) * | 2012-10-03 | 2013-05-08 | 杨发琼 | 一种便携式太阳能热水系统能效等级测试装置 |
-
2015
- 2015-02-09 CN CN201510067732.7A patent/CN104596739B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10056077B4 (de) * | 2000-11-08 | 2004-08-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Abbildungseigenschaften eines optischen Spiegelelementes |
CN1379219A (zh) * | 2002-05-16 | 2002-11-13 | 北京清华阳光能源开发有限责任公司 | 太阳热水器及热水系统贮热水箱热损系数测试方法及装置 |
CN1808094A (zh) * | 2005-01-18 | 2006-07-26 | 黄鸣 | 太阳能集热器热性能快速测量装置及测量方法 |
DE202008005114U1 (de) * | 2007-04-14 | 2008-07-24 | Steinbeis GmbH & Co.KG für Techonologietransfer | Prüfvorrichtung für solarthermische Anlagen und deren Bauteile |
CN101587025A (zh) * | 2009-06-19 | 2009-11-25 | 山东力诺瑞特新能源有限公司 | 太阳能集热器测试系统及测试方法 |
CN202928818U (zh) * | 2012-10-03 | 2013-05-08 | 杨发琼 | 一种便携式太阳能热水系统能效等级测试装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
中国国家标准化管理委员会: "家用太阳能热水系统技术条件", 《中华人民共和国国家标准》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105486714A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-04-13 | 浙江省太阳能产品质量检验中心 | 金属玻璃封接式真空集热管高温状态热损测量装置 |
CN107703182A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-02-16 | 中国科学院电工研究所 | 槽式太阳能集热管的光学效率测量装置及其测试方法 |
CN108760801A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-06 | 沧州天瑞星光热技术有限公司 | 一种用于高温太阳能集热管热损精确测定的装置及测量方法 |
CN111750547A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-09 | 常熟市工程质量检测中心 | 一种太阳能热水器效能的测试装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104596739B (zh) | 2017-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zambolin et al. | Experimental analysis of thermal performance of flat plate and evacuated tube solar collectors in stationary standard and daily conditions | |
CN103471686B (zh) | 一种气体流量标准装置及其应用方法 | |
CN104596739A (zh) | 一种太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法 | |
CN102768225B (zh) | 一种高精度热界面材料测试方法 | |
CN101782655A (zh) | 开环式测量氡析出率的方法及测量装置 | |
CN201751839U (zh) | 岩土热物性测试仪 | |
CN104062034A (zh) | 一种基于管道外壁温度测量的非接触式管程流体温度测量方法 | |
US20090320829A1 (en) | Monitoring apparatus | |
CN103134834A (zh) | 一种湿蒸汽干度测量装置及方法 | |
Hussain et al. | Thermal performance evaluation of a conical solar water heater integrated with a thermal storage system | |
Deng et al. | Study on the second-order transfer function models for dynamic tests of flat-plate solar collectors Part I: A proposed new model and a fitting methodology | |
CN104749999A (zh) | 装配湿式冷却塔的汽轮发电机组冷端系统优化运行精确指导系统 | |
CN101975735B (zh) | 多孔材料多场耦合渗透率测量装置及其测量方法 | |
CN103217454B (zh) | 圆筒结构热扩散率的光纤光栅测量方法 | |
Zirkel-Hofer et al. | Improved in situ performance testing of line-concentrating solar collectors: Comprehensive uncertainty analysis for the selection of measurement instrumentation | |
CN203594590U (zh) | 一种油泵检测装置 | |
CN105510376A (zh) | 一种测定树脂浇注体玻璃化转变温度的方法和装置 | |
Francesconi et al. | Assessment of the optical efficiency in solar collectors: Experimental method for a concentrating solar power | |
CN106885824A (zh) | 一种基于红外图像处理的建筑墙体传热系数检测方法 | |
CN201716155U (zh) | 密封件密封性能检测装置 | |
CN101806652B (zh) | 探测高温气冷堆蒸汽发生器破管的系统和方法 | |
CN111595393A (zh) | 一种测定排水管道中流量的装置及方法 | |
Moraveja | An experimental study of the performance of a solar flat plate collector with triangular geometry | |
CN102095751A (zh) | 车载式地源热泵地质热物理参数测试仪 | |
CN101556255A (zh) | 一种围护结构热阻现场检测数据分析方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |