[发明专利]一种太阳能集热器热性能测定系统和方法

权利要求书

1.一种太阳能集热器热性能测定系统，其特征在于：包括太阳能集热器1、调压电源4、电流变送器5、电压变送器6、数据采集单元7、热电偶8、铂电阻9以及微型计算机11，太阳能集热器1由吸热管2、玻璃套管3和波纹管10构成，调压电源4的输出端通过电缆线分别连接在吸热管2的两端，电流变送器5串接在调压电源6和吸热管2之间，其输出信号线连接在数据采集单元7上，电压变送器6的两个输入端通过信号线分别连接在吸热管2两端与波纹管10的焊接处，其输出信号线连接在数据采集单元7上，热电偶8焊接在吸热管2的内壁上，其输出信号线连接在数据采集单元7上，铂电阻9置于环境中，固定在距离玻璃套管3之外1米处的环境中，其输出信号线连接在数据采集单元7上，数据采集单元7通过信号线与微型计算机11连接；调压电源4为吸热管2两端提供稳定电压，利用具有均匀电阻的吸热管的焦耳加热效应对太阳能集热器1进行加热，在吸热管2壁面圆周方向和轴向上产生均匀的温度场；电流变送器5测量流过吸热管2的电流并传送到数据采集单元7，电压变送器6测量两波纹管10与吸热管2焊接处之间的电压并传送到数据采集单元7，热电偶8测量吸热管2的内壁面温度并传送到数据采集单元7，铂电阻9测量环境温度并传送到数据采集单元7，数据采集单元7将采集到的温度、电流、电压信号传送给微型计算机11，微型计算机记录、保存温度、电流、电压数据。

2.根据权利要求1所述的太阳能集热器热性能测定系统，其特征在于：所述的太阳能集热器1为槽式太阳能热发电用的直通式太阳能集热器。

3.一种太阳能集热器热性能测定方法，基于由太阳能集热器，调压电源、电流变送器、电压变送器、热电偶、铂电阻、数据采集单元以及微型计算机组成的硬件平台，其特征在于包括以下步骤：

(1)组装太阳能集热器热性能测定系统，对太阳能集热器两端部进行保温包裹；

(2)开启调压电源，将其输出电压设定为A伏特，对太阳能集热器两端部加载电压，利用具有均匀电阻的吸热管的焦耳加热效应对太阳能集热器进行加热，在吸热管壁面圆周方向和轴向上产生均匀的温度场；

(3)在连续30分钟内，当电压变送器测量的两波纹管与吸热管焊接处之间的电压波动小于±0.05伏特，电流变送器测量流过吸热管的电流波动小于±0.25安培、热电偶测量吸热管的内壁面温度波动小于±0.2℃、铂电阻距离玻璃套管之外1米处测得的环境温度波动小于±0.25℃时，视为对应于调压电源输出A伏特的情况下，系统达到稳定状态，此时数据采集单元开始采集上述的电压、电流、吸热管的内壁面温度以及环境温度数据不少于45分钟，并将其传送给微型计算机；

(4)改变调压电源的输出电压，按照步骤(2)和(3)的顺序，对同一支太阳能集热器进行测定，数据采集单元分别采集对应于调压电源的不同输出电压工况下的电流、电压、吸热管内壁面温度以及环境温度数据，并存储在微型计算机中；

(5)分别计算调压电源不同输出电压工况下的太阳能集热器单位长度热损失、吸热管内壁面与环境温差，利用多项式拟合的方法最终得到该支太阳能集热器的吸热管内壁面与环境温差与单位长度热损失之间函数关联式；所述的太阳能集热器的单位长度热损失等于太阳能集热器消耗的电功率除以太阳能集热器长度；所述的太阳能集热器消耗的电功率等于两波纹管与吸热管焊接处之间的电压与流过吸热管的电流的乘积；所述的太阳能集热器的长度等于两波纹管与吸热管焊接处之间的长度；所述吸热管内壁面与环境温差等于吸热管内壁面温度减去环境温度。