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与流程

本发明涉及太阳能集热管热损测量技术领域，尤其涉及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。

背景技术

目前，公知的高温太阳能集热管热损测定装置为固体加热棒，，将固体加热棒置于集热管内部进行加热，根据消耗值的测量，换算为集热管热损值，选取加热温度测温位置一般为6个，分区控制，误差较大，集热管内管测温点一般为8个，若提高精确度，需要增加温度传感器、温度控制仪以及其它配套装置，成本随之增加的同时，灵活度较低，而且与实际的使用环境差异较大，导致测量结果不精确。

技术实现要素：

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种用于高温太阳能集热管热损精确测定的装置，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于高温太阳能集热管热损精确测定的装置，包括太阳能集热管与耐高温管，耐高温管的两端分别与太阳能集热管的两侧相连通形成闭合回路，所述耐高温管上设置有循环泵与加热器，太阳能集热管与耐高温管组成的闭合回路中设置有导热介质；

所述太阳能集热管的进口处、出口处以及中部设置有若干温度传感器，所述太阳能集热管内设置有流速计。

进一步，所述导热介质为导热油或水。

一种利用上述的高温太阳能集热管热损精确测定的装置进行测量的测量方法，包括如下步骤：

步骤一：启动循环泵，使得闭合回路中的导热介质进行循环流动，然后启动加热器，设定加热温度，对导热介质进行加热；

步骤二：待所有的导热介质的温度趋于稳定后，记录各个温度传感器的温度：t0、t1、t2、t3、t4、……、tn，以及每个温度传感器距离太阳能集热管进口处的距离：0、l1、l2、l3、l4、……、ln，其中t0为进口处的温度，tn为出口处的温度；

步骤三：利用步骤二中的数据进行曲线拟合，计算出各个点的温度与该点和进口处之间的距离的函数表达式：tn＝f(l)，其中tn为各个位置的温度拟合值，l为测量点距离进口处测量位置距离进口处的距离，0≤l≤l，其中l为太阳能集热管的进口处与出口处之间的距离；

步骤四：根据公式：得到太阳能集热管损失的热能δh，其中s为太阳能集热管内径的横截面积，c为导热介质的比热容；

步骤五：根据公式：t＝l/v计算出导热介质由太阳能集热管的进口处到出口处流动的时间，其中v表示导热介质的流速，其由流速计测得；

步骤六：根据公式：heatloss＝δh/t计算出太阳能集热管的热损值heatloss，其中δh由步骤四算出，t由步骤五算出。

进一步，在整个测量过程中，循环泵与加热器一直处于工作状态，导热介质被不停的循环与加热。

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明该装置以导热介质(流体)来测试太阳能集热管的热损值，较加热棒测试的方法，与太阳能集热管实际应用的工况非常接近，测量结果更加准确，而且导热介质可以循环使用，降低了试验成本；可以选择性的增加温度传感器的数量，提高推导出的函数表达式精确度，使得拟合更准确。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例的一种用于高温太阳能集热管热损精确测定的装置，包括太阳能集热管1与耐高温管2，耐高温管2的两端分别与太阳能集热管1的两侧相连通形成闭合回路，耐高温管2上设置有循环泵3与加热器4，太阳能集热管1与耐高温管2组成的闭合回路中设置有导热介质5；

太阳能集热管1的进口处1a、出口处1b以及中部设置有若干温度传感器6，太阳能集热管1内设置有流速计。

导热介质5为导热油或水。

该装置以导热介质5(流体)来测试太阳能集热管1的热损值，较加热棒测试的方法，与太阳能集热管1实际应用的工况非常接近，测量结果更加准确，而且导热介质可以循环使用，降低了试验成本。

一种利用上述高温太阳能集热管热损精确测定的装置进行测量的方法，包括如下步骤：

步骤一：启动循环泵3，使得闭合回路中的导热介质5进行循环流动，然后启动加热器4，设定加热温度，对导热介质5进行加热；

步骤二：待所有的导热介质5的温度趋于稳定后，即所有的导热介质5都被加热一遍之后，记录各个温度传感器6的温度：t0、t1、t2、t3、t4、……、tn，以及每个温度传感器6距离太阳能集热管1进口处1a的距离：0、l1、l2、l3、l4、……、ln，其中t0为进口处1a的温度，tn为出口处1b的温度；

在实际试验的时候，可以适当的延长测量之前的加热时间，保证导热介质5都被加热过；

步骤三：利用步骤二中的数据进行曲线拟合，计算出各个点的温度与该点和进口处之间的距离的函数表达式：tn＝f(l)，其中tn为各个位置的温度拟合值，l为测量点距离进口处1a测量位置距离进口处1a的距离，0≤l≤l，l为太阳能集热管的进口处1a与出口处1b之间的距离；

在步骤三中计算的时候，当采集的温度越多，即温度传感器6设置的数量越多，推导出的函数表达式tn＝f(l)越接近实际的情况，测量结果越精确；

步骤四：根据公式：得到太阳能集热管1损失的热能δh，其中s为太阳能集热管1内径的横截面积，c为导热介质的比热容，其中tn在步骤三中推导得出；

步骤五：根据公式：t＝l/v计算出导热介质5由太阳能集热管1的进口处1a到出口处1b流动的时间，其中v表示导热介质的流速，其由流速计测得；

步骤六：根据公式：heatloss＝δh/t计算出太阳能集热管1的热损值heatloss，其中δh由步骤四算出，t由步骤五算出。

在整个测量过程中，循环泵与加热器4一直处于工作状态，导热介质5被不停的循环与加热。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。