內(nèi)外熱沖擊太陽能熱水工程能效測評設(shè)備

太陽能空氣集熱器在準(zhǔn)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(yùn)行的太陽能空氣集熱器的瞬時效率定義為集熱器實(shí)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(yàn)條件

在試驗(yàn)期間，集熱器采光面上的總?cè)丈漭椪斩葢?yīng)不小于700W/m2；實(shí)驗(yàn)期間總太陽輻照度變化應(yīng)不大于50W/m2。

集熱器采光口上的直接日射入射角應(yīng)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(fēng)速應(yīng)在2-4m/ｓ之間。當(dāng)集熱器進(jìn)口溫度等于室外環(huán)境溫度時，空氣流量應(yīng)根據(jù)集熱器總面積設(shè)定在約0.01m3/（m2?s）。在每個試驗(yàn)周期內(nèi)，流量應(yīng)穩(wěn)定在設(shè)定值的±1%以內(nèi)。

太陽能集熱器性能實(shí)驗(yàn)測試方法如下：

1）在被測集熱器安裝到集熱器試驗(yàn)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(yàn)臺架操作規(guī)程對試驗(yàn)臺架進(jìn)行操作；

3）按照太陽熱水器熱性能試驗(yàn)系統(tǒng)的操作步驟打開計算機(jī)控制程序，預(yù)設(shè)系統(tǒng)各控制點(diǎn)參數(shù)，觀察室外各控制點(diǎn)參數(shù)情況，確定滿足2.3中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)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(yàn)臺架，使集熱器的太陽入射角在整個瞬時效率試驗(yàn)期間始終為零；合上風(fēng)機(jī)開關(guān)，調(diào)節(jié)空氣風(fēng)量至要求值；開啟電加熱，控制太陽能空氣集熱器的進(jìn)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(jìn)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(yàn)可結(jié)束。若不滿足規(guī)定的范圍，則繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，直至滿足規(guī)定的范圍要求。上一工況試驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)節(jié)電加熱器，控制太陽能空氣集熱器的進(jìn)幾溫度到下一工況規(guī)定的值，進(jìn)入下一工況的試驗(yàn)，步驟和要求同上一工況。4個工況的試驗(yàn)都完成后結(jié)束試驗(yàn)。

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(jìn)行太陽能空氣集熱器熱性能的測試，得出的實(shí)驗(yàn)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?yàn)榭諝獾谋葻崛菪∮谝后w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(dāng)集熱器歸一化溫差達(dá)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(fù)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(yīng)重點(diǎn)放在優(yōu)化集熱器結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)集熱器保溫方面，而不應(yīng)放在提高集熱器瞬時效率截距方面。

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