[发明专利]一种槽式太阳集热器热性能动态测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种槽式太阳集热器热性能动态测试装置及测试方法，属于太阳能热利用领域。

背景技术

近年来随着我国对太阳能热发电的重视，太阳能热发电技术的研究开发在我国也取得了一定的成果和发展。就我国目前的太阳能热发电技术现状和实际应用条件来说，可以率先研发槽式太阳能热发电系统。作为槽式太阳能热发电系统的主要部分之一的槽式太阳集热器，它的性能影响着太阳能热发电系统的效率，但现有的太阳集热器的测试标准主要是针对平板式及真空管式集热器，且用的是稳态测试方法，还没有能对槽式集热器热性能进行测试评价的标准。

为了能更快更准确地预测槽式集热器的热性能、优化槽式集热器的设计，亟需研究一种槽式太阳集热器热性能动态测试装置及测试方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种槽式太阳集热器热性能动态测试装置，利用户外工作着的槽式太阳集热器对输入变量的响应确定相关的参数，之后利用已得到的参数与相应的数学模型和算法相结合实现对集热器输出的预测；另一目的是提供一种槽式太阳集热器热性能动态测试方法，它考虑了集热器本身的热容及集热器内传热工质的热容所引起的热延迟现象，使用数学模型将集热器的输入和输出连接起来，相比稳态测试方法，该方法对测试条件的要求更低，测试所需周期更短。

本发明所述的测试装置，其结构为：

油膨胀罐内设置电加热器，油膨胀罐的顶部通过管道连接电动调节阀和氮气罐，油膨胀罐的顶部另外两路管道分别连接手动调节阀和安全阀；油膨胀罐的下部分两路，一路通过闸阀与贮油罐连接，且贮油罐的底部通过管道和补油泵接回油膨胀罐，另一路依次与第一针阀、循环油泵、第一电动三通阀、第二电动三通阀、加热器、流量计、集热器、第二冷却器连接，并连接回至油膨胀罐的上部；第一冷却器与加热器并联；所述第一电动三通阀有一支路连接第二针阀，并与油膨胀罐的上部相连；所述集热器的进口处安装第一热电偶，出口处安装第二热电偶；在集热器采光平面一侧的中间位置安装直射辐射计；在本测试装置的附近安装风机和风速仪，在距本测试装置15m、距地面高度不小于1m的范围内安装百叶箱，其内部安装测量环境温度的温度计。

数据采集仪分别与流量计、第一热电偶、第二热电偶、直射辐射计、风速仪、温度计连接。

集热器安装在双轴跟踪平台上，实时跟踪太阳位置，使入射角保持在所需要的角度。

本发明所述的测试方法，按如下步骤进行：

启动循环油泵，调整第一电动三通阀，以使流量达到设定值；通过第二冷却器进行温度初调，再通过第二电动三通阀、加热器及其并列的第一冷却器进行温度精调，以使集热器的进口温度保持恒定；

槽式太阳集热器在t时刻的热量为：