內(nèi)外熱沖擊太陽能熱水工程能效測評設備

太陽能空氣集熱器在準穩(wěn)態(tài)下照射到太陽能空氣集熱器上的太陽能輻射量等于工質(zhì)帶走的熱量和集熱器散失到環(huán)境周圍熱量之和。根據(jù)這個基本原理，建立太陽能空氣集熱器測試條件下的熱平衡方程。在穩(wěn)態(tài)條件下運行的太陽能空氣集熱器的瞬時效率定義為集熱器實際獲得的有用功率與集熱器接收的太陽輻射功率之比。

太陽能集熱器性能試驗條件

在試驗期間，集熱器采光面上的總?cè)丈漭椪斩葢恍∮?00W/m2；實驗期間總太陽輻照度變化應不大于50W/m2。

集熱器采光口上的直接日射入射角應保持在該入射角±2.5。的范圍內(nèi)。集熱器周圍環(huán)境的平均風速應在2-4m/ｓ之間。當集熱器進口溫度等于室外環(huán)境溫度時，空氣流量應根據(jù)集熱器總面積設定在約0.01m3/（m2?s）。在每個試驗周期內(nèi)，流量應穩(wěn)定在設定值的±1%以內(nèi)。

太陽能集熱器性能實驗測試方法如下：

1）在被測集熱器安裝到集熱器試驗臺架上之前，測量集熱器的長度和寬度，并測量集熱器采光口的長度和寬度；

2）按照集熱器試驗臺架操作規(guī)程對試驗臺架進行操作；

3）按照太陽熱水器熱性能試驗系統(tǒng)的操作步驟打開計算機控制程序，預設系統(tǒng)各控制點參數(shù)，觀察室外各控制點參數(shù)情況，確定滿足2.3中規(guī)定的實驗條件；

4）具體操作步驟：

用遮陽布遮住集熱器，調(diào)節(jié)集熱器試驗臺架，使集熱器的太陽入射角在整個瞬時效率試驗期間始終為零；合上風機開關，調(diào)節(jié)空氣風量至要求值；開啟電加熱，控制太陽能空氣集熱器的進口溫度到規(guī)定值，移去集熱器上的遮陽布；

5）需要記錄的參數(shù)：

集熱器采光口上的總?cè)丈漭椪斩?；集熱器采光口上的漫射日射輻照度；環(huán)境空氣速度；環(huán)境空氣溫度；集熱器進口工質(zhì)溫度；集熱器出口工質(zhì)溫度；空氣流量。在穩(wěn)態(tài)測量期內(nèi)測得的參數(shù)若滿足表１規(guī)定的范圍，則本工況的試驗可結(jié)束。若不滿足規(guī)定的范圍，則繼續(xù)進行試驗，直至滿足規(guī)定的范圍要求。上一工況試驗結(jié)束后，調(diào)節(jié)電加熱器，控制太陽能空氣集熱器的進幾溫度到下一工況規(guī)定的值，進入下一工況的試驗，步驟和要求同上一工況。4個工況的試驗都完成后結(jié)束試驗。

太陽能集熱器性能測試結(jié)論

1）按照本測試條件和要求，*可進行太陽能空氣集熱器熱性能的測試，得出的實驗結(jié)果符合太陽能空氣集熱器的基本傳熱規(guī)律；

2）與液體為傳熱工質(zhì)的太陽集熱器相比，太陽能空氣集熱器的效率截距較低，比一般的液體集熱器低20%以上，這是因為空氣的比熱容小于液體的比熱容，太陽能空氣集熱器工質(zhì)（空氣）帶走有效熱量少，太陽能空氣集熱器的效率截距較低；

3）與液體為傳熱工質(zhì)太陽集熱器相比，太陽能空氣集熱器的瞬時效率隨入口空氣溫度增加下降更快，即空氣集熱器的熱損系數(shù)較大，當集熱器歸一化溫差達0.067時，太陽能空氣集熱器的熱性能已經(jīng)為零，所以，太陽能空氣集熱器的工作溫度不宜過高，否則，集熱效率很低，甚至為負值；

4）從2）、3）分析可知，太陽能空氣集熱器的工作溫度不宜過高，對于太陽能空氣集熱器研究與開發(fā)，應重點放在優(yōu)化集熱器結(jié)構(gòu)、加強集熱器保溫方面，而不應放在提高集熱器瞬時效率截距方面。

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