在稳定条件下的玻璃集热器热性能测试.doc

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1、在稳定条件下的玻璃集热器热性能测试（包括压力下降）1.1.1 集热器安装及位置 1.1.1.1 总则 集热器安装的方式将对热性能的测试结果有影响。因此要测试的集热器应按1.1.1.2至1.1.1.8的方式进行安装。1.1.1.2 集热器边框安装 集热器边框安装不应该影响集热器的光的摄取，也不应对保温层有显著影响。除非有另外的规定（比如，集热器是整体屋面安装的一部分），就应采取开放式的安装结构以便空气能在集热器前部和背部自由流通。集热器边缘应以与地平面不少于0.5米的距离来进行安装。当集热器在建筑物的屋顶上测试时，应距离屋顶边缘至少2米。第29页1.1.1.3 斜角对集热板斜角的测试，要求集热板

2、的入射角度修正的变化不能超过正常入射值的正负2。对于单面玻璃平板集热器，若集热器采光面积上的直接阳光照射的入射角小于20，则可以满足测试要求。对于大多集热板，斜角的影响很小，但对于专业的集热板如合成的加热管来说，斜角的变化很重要。1.1.1.4 室外集热器的定位集热板或许会朝赤道方向安装在室外固定的位置，但是这样会导致可接受的入射角范围在测试有效时间内被限制。更有效的方法是通过人工或者自动方法让集热板跟随太阳定位。1.1.1.5太阳直射的影子测试地方应没有影子把集热器遮住，在太阳照直射下进行测试。1.1.1.6 太阳反射和漫射为了分析室外测试结果，可以假设太阳光不是太阳直射，而是半球型的太阳照

3、射到集热板上。为了将这种假设偏差减到最小，在测试时，集热器械应安装在周围没有太多障碍物，没有太多来自周围建筑或建筑表面的太阳辐射到的地方。对其他一些类型的集热器，如真空管集热器，减少太阳辐射反射到集热板的正面和背面同等重要。集热器照射面的阻碍部分不能超过5，尤其重要的是避免周围建筑或者大的障碍物与集热器形成一个水平线大于15的对边角。对大多粗糙表面反射，如草、风化的混泥土、碎屑通常是较低的反射系数，所以在测试中不会有什么问题。集热器表面应避免有大量玻璃、金属或者水。大部分太阳模拟器所发的光束仅仅是近似的太阳直射。为了简化模拟阳光照射，有必要减少太阳反射。可以通过在测试室将集热器表面涂黑（低反射

4、系数）来达到。1.1.1.7 热辐射一些集热器性能对热辐射程度反映特别敏感。为了将热辐射的影响减到最小，靠近集热器表面的温度要尽可能的与周围的空气温度接近。例如：室外测试环境应不包括：烟囱、冷却塔和热排放。对于室内和模拟器测试，集热器受到热表面如散热器、空调输送管和机器的保护，并且受到冷表面如窗户和外墙的保护。对集热器的前后面防护都很重要。1.1.1.8 空速很多集热器对空速反映很敏感。为了使测试结果再现性最大化，集热器要安在自由通风的地方，风可从集热器表面、侧面通过。这里说的空速，是与集热器采光面积平行，并需符合1.1.4.3中所定义。如果需要，可用人工风机取得这些空速。所设计安装在屋顶的集

5、热器应该保护其背面不被风吹倒。 如果这样，需注明在测试结果里。第30页1.1.2 使用仪器1.1.2.1 太阳辐射测试1.1.2.1.1 日射强度计6.1.2.1.1.1 概况 A等1或更好，如在ISO9060中所描述，日射强度计是用来测量来自太阳与天空的全球短波辐射。可遵照列明在ISO/TR9901 中推荐的操作方法。在每次使用日射强度计测量之前需要检查屋顶上的尘土、脏物，如果有必要，则需清理。A等1或更好的配备荫蔽环的日射强度计或配备日温计的日射强度计，可以用来测量短波漫辐射。6.1.2.1.1.2 温度梯度/倾斜度影响的预防在测试过程中使用日射强度计需要放在一个方便的测试位置并且在测试数

6、据之前至少30分钟使其平衡。6.1.2.1.1.3. 潮湿、雾气影响的预防所用的日射强度计应具备防止雾气积聚的功能，雾气积聚在强度计表面会影响读数，要求使用配有干燥器工具。干燥器需定期的检查其使用情况。6.1.2.1.1.3 红外线辐射影响日射强度计精度的预防日射强度计通常用来测量太阳模拟器的辐射强度，减少来自模拟器光源超过3m波长红外线辐射读数的影响。6.1.2.1.15 装室外日射强度计安装日射强度计时，其感应器应装成共面的，集热器采光面积平面公差正负在1以内。在测试期间的任何时候，日射强度计都不能有影子遮住集热器采光面积。 这样安装日射强度计是为了接收到与反射在集热器上一样的阳光辐射，以

7、及接收到同样水平的指引和漫射。对于一个50的入射角，当测量太阳辐照时，正负1的偏差都会导致2%的错误。对于室外测试，日射强度计应安装在集热器的半高度位子。日射强度计的主要部份和接线盒露出来的导线应遮住来减少电子连接线的阳光受热。 更要小心的是，要减少把太阳能集热器上的反射到的能量再辐射到日射强度计上去。第31页1.1.2.1.1.6 日射强度计用在太阳辐射模拟器上日射强度计可能用来测量集热器采光面积上的模拟阳光辐射的分布及模拟阳光随着时间如何变化（见1.1.5.6）。也可选择其它类型的辐射探测器，前提是要先对其模拟太阳辐射能力进行评估和校对。安装日射强度计时，其感应器应装成共面的。集热器采光面

8、积平面公差的正负在1以内。在测试期间的任何时候，日射强度计都不能有影子来遮住集热器采光面积。 这样安装日射强度计是为了接收到与反射在集热器上一样的阳光辐射，以及接收到同样水平的指引和漫射。使用的这些方法和设备都是为了在测试期间随着时间对其模拟辐射所产生的变化得到更好证实其给到的精确数据。举例来说，对于大多数经常使用的太阳能模拟器，用一个密封电波抛物面反射器的电弧当作光源，如在室外测试中提到的一样，就是把日射强度计安装在通常的测试位置，即集热器的半高位子就很合适了。特别是当电灯排是由不能控制的电力网供电并来自三个不同的分相。 推荐使用那种在每次测试期间都没有装备稳定的电源和综合的供电电压的太阳能

9、模拟器。装有稳定供电的太阳能模拟器，在每次正常的测试情况下，不需要综合的模拟辐射就能够使供电电压控制在正负0.5%以内。对于大多数类型的太阳能模拟器来说, 在每次测试期间, 模拟太阳能辐射的空间综合值和综合供电电压之间的关系是可以发现得到的。在所有的情况下，要确保使用充分说明及长寿命特点的灯。1.1.2.1.2 太阳直接辐射入射角的测试太阳直接辐射入射角的测试用的简单的设备是在划有标度的同心环的平板上安装一标准指示器。指示器投出的阴影长度可用同心环来测量并用来测定入射角。这种设备可安装在集热器的平面上及集热器的一侧。1.1.2.2 热辐照测试1.1.2.2.1 室外热辐射测试室外热辐照变化在集

10、热器测试中通常不被重视，但可以在集热器采光面积的平面上和集热器半高度的一侧安装日射强度计来测定集热器采光面积上的热辐照。6.1.2.2.2 热辐射测试和太阳模拟器6.1.2.2.2.1 测定与1.1.2.2.1中提到的室外测试一样，对于热辐照可用日射强度计来测试。为了减少对阳光或是对模拟阳光辐射的影响，日射强度计应有良好的通风。对于室外测试来说，热照射可以10 Wm2的偏差标准来决定 。 6.1.2.2.2.2 计算在集热器采光面积上的热辐射是可以通过温度测试，表面发射测试，辐射系数来计算的，但前提是集热器在测试中的所有的信息和接收器都是可识别的。在集热器表面的入射辐射（标示1），给到一个热表

11、面（标示2），第32页 （1）或更有用的是可给到一个额外的热辐射（与其相比较，如果表面2在环境温度下有一个完美的黑色主体就可以呈现）。 （2）课本上的辐射传热里有说到辐射视角系素。在集热器采光面积上的热照射也可通过多个小立体角焦距得出的一系列的测量来计算。用日射强度计即可做这种测量，不需要用滤光器来签别整个照射热成份。6.1.2.3 温度测量1.1.2.3.1 概要太阳能集热器测试中有三种温度测量是必须的。 他们分别是集热器进出水口的液体温度及环境空气温度。 它们对测量精确性和环境的要求都有所不同，因此使用测量温度的传感器和相关设备都是不太一样的。6.1.2.3.2 传热液体进给温度的测量（t

12、 in） 6.1.2.3.2.1 精确度的要求集热器进水口的传热液体温度以0.1K的偏差标准来测量，但为了确认温度不会随着时间而漂动，要求达到一个正负0.02K更加好的分辨力的温度信号。对于集热器所有的测试都需要这种分辨力（即从超过0到100），所有这些都要求特别精确，并通过数据自动测定来记录，因为要求分辨力的一部份在4000或12比特数字系统。1.1.2.3.2.2 安装感应器温度测量感应器应安装在不超过离集热器进水口200mm的地方，而保温层应装在感应器的管道组上下游附近。如果感应器有必要安装在离集热器进水口200mm的地方，要测试并证实测量液体温度不会受到影响。为确保测量温度时液体得到混

13、合，需要在感应器上边安装一个弯曲的管道系统，一个孔或是一台液体混合设备，感应器探测器应装在上边，管道里的流程上升（为了阻止感应器旁边的空气被截留）在图表1有说明。第33页尺寸： m m主要部份：1. 温度传感器（te T）2. 弯曲管道系统或是混合设备3太阳能集热器4弯曲管道系统或是混合设备5温度传感器（tin T）图表1- 推荐测量传热液体进出温度传感器位置。6.1.2.3.3 传热液体温度差异化确定（T）集热器进出流程的温度（T）差异以0.05K的偏差标准来决定。偏差标准接近0.02K可达到现代设计美观并校准的传感器要求, 因此可合理精确的测到1K或2K传热液体温度差异。Delta-T 感

14、应器可在相应温度范围得到校准。1.1.2.3.4 周围空气温度测量（ta）1.1.2.3.4.1 要求的精确度周围或四周的空气温度以0.5K的偏差标准来估算。6.1.2.3.4.2 安装感应器对于室外测量，传感器不应受直接或反射阳光照射，可通过使用白色的，通风良好的，最好就是带有强迫通风的掩蔽物来遮住。掩蔽物本身也需要被遮住，并安装在集热器的半高位子，但至少要高出地面1米以上，确保不会受到地热影响。掩蔽物可安装在集热器的一侧，但不远于10米。如果集热器上的风是风机强制发出来的，风机出口处的空气温度就可以测量得到，但要确认这个温度不超过环境空气温度正负1K。第34页1.1.2.4 集热器液体流量

15、测量总的流量可以通过两种任选其一的方法来测定，一种是可以直接测定，另一种是在知道密度的前提下，可以通过流量容积与温度来测定。对总体单位时间，流量偏差标准可以在测定值的正负10之间。在集热器测试过程中，测试流量及温度的流量表需要校准。注意：在容积式流量计里的液体温度需要非常准确，以确保生产商在测定过程中对总的流量的测定的准确性。1.1.2.5 空气流动速度测定1.1.2.5.1 概况集热器上的空气流动速度越快，集热器的热量损失就越多， 但空气流动的方向的影响不会太大。因此测试中，很少涉及空气流动方向。集热器上的气象风速与空气流动速度之间的关系取决于测试装置安装的地方，因此气象风速对集热器测试不是

16、一个很有用的参数。用空气流动速度来测定集热器，或许可以很清楚地定义测试条件。1.1.2.5.2 准确性要求对室内与室外的测试，集热器前表面周围的空气流动速度以0.5ms-1的偏差标准来估算。室外周围的空气流动偶尔比较稳定，但频繁的有阵风。，因此，测试过程中的空气流动速度测得一个平均数就可以。这个平均值可以通过算术平均值求得，或者测试过程中综合时间求得。1.1.2.5.3 集热器上安装感应器测定气流速度在室内测试期间，从集热器一端到另一端的空速会不同。因此需要在距集热器采光面积前的10mm-50mm，以及在集热器相等的空间位置上做一系列的空速测定。可以确定一个平均值。为了不挡住集热器采光面积，室

17、内的风速测试可以在一个相对比较稳定的条件下并在性能测试点前或后来测试。当在风速低于2ms-1每秒的室外测试时，需要用人造鼓风机，并且风速计适合空气速度连续测试。风度计需安装在一块板上，那样就有持续的风从集热器边缘到风速计背后的0.3米处吹过。需要检测集热器采光面的统一风速。用手将风速计提高距集热器采光面板上10到50mm，当调整人造鼓风机时可以测定风速。在有风的地方，风速的测试可以在距集热器半高位子处测得。在测试期间，感应器不要投下影子在集热器上，也不用防护措施保护感应器以防被风吹倒。注意：风速记录值与集热器采光面积上的空速不相等。第35页1.1.2.6 耗用时间耗用时间以不超过2%的偏差标准

18、来估算。6.1.2.7 使用仪器/数据记录器仪器或设备系统的最小规模分配决不能超过要求的偏差标准。举例来说，如果要求的偏差标准为0.1K, 最小规模分配就不能超过0.2 . 数字技术和电子积分器应有一个与估算值相等或是多于0.1%的偏差标准。数字记录器或类似产品应有一个误差等同于或多于全部读数的0.5%, 并有一个1s或更少的时间常数。峰值信号指示应在总标度的50%和100%之间。记录器的输入电阻要比感应器电阻大于100%倍，或比任何一个要高出10M.6.1.2.8 集热器面积集热器面积(包括板芯, 总面积及采光面积) 以偏差0.3%的标准来测量。如果板芯是采用有机材质制作的，面积测量应在集热

19、器温度（2010）及在工作压力下来做。6.1.2.9 集热器液体容量集热器液体容量以不多于10%的偏差标准来估算。测量的方法可以是：通过称空的集热器再称装满液体的集热器来测量并决定集热器可装多少液体。液体的温度要保持在环境温度正负2K之内。基于几何学上来计算出并选择。1.1.3 安装测试6.1.3.1 总则配置测试示范: 对于使用液体作为传热流度来测试太阳能集热器在图表2和图表3中有说明。这些图表只是示意性的且没有画出数值范围。第36页主要部分：1. 周围空气温度感应器2. 温度感应器（te）3. 通风孔4. 绝缘管5. 太阳能集热器6. 加热器/冷却器主要温度调节器7. 压力计8. 安全阀9

20、. 膨胀罐10. 泵/抽水机11. 迂回/旁通阀12. 流量控制阀13. 过滤器（200m）14. 观察孔15. 流量计16. 次级温度调节器17. 人工风力机18. 温度感应器(tin)19. 地面辐射强度计20. 日射强度计21. 风速计/风力计图形2 闭合回路试验示范第37页 EN 12975-2：2006（E）1. 周围空气温度感应器2. 温度感应器3. 通风孔4. 绝缘管5. 太阳能集热器6. 加热器/冷却器主要温度调节器7. 压力计8. 蓄水池9. 悬浮器10. 泵/抽水机11. 平衡器12. 流量控制阀13. 过滤器 (200m)14. 观察孔15. 流量计16. 次级温度调节器

21、17. 人工风力机18. 温度感应器19. 地面辐射强度计20. 日射强度计21. 风速计/风力计22. 定位槽图形3 敞口回路测试6.1.3.2 传热媒介集热器测试用的传热媒介可能是水，或是集热器生产商推荐用的一种媒介液体。要了解使用的液体媒介密度和明确的热容量。在测试的时候，媒介温度范围正负在1%内。对水值的要求在附件1里面。这些媒介需要定期更换以确保很好的分辨它的特性。第38页传热媒介的总流量及容量在整个测试顺序里是一样的，并用来对指定的集热器测定其热效率曲线，常数，及入射角。1.1.3.3 管道及配件在集热器回路中使用的管道应是耐腐蚀的（对于测试单面玻璃集热器）并适合在95以上使用。如

22、果使用的是非水液体，那么系统材料应是兼容性的。管道长度应保持短些。特别是，液体温度调整器出口和集热器入口之间的管道长度应减到最小，并减少液体入口温度中的环境影响。这一部份管应是绝缘的并确保热损率少于0.2Wk-1, 并由一有反射性能的抗风化的涂层来保护。在温度感应器的上方位子，在温度感应点及集热器（进出口水处）间的管道应有绝缘及反射保护层（室外测试也需要抗风化保护）。这样就可以在测试环境的时候，就可以计算出热损和热得，及管道的任何部分都不会超过0.01K。在温度感应器上方要求使用流量混合器如弯曲管道（见1.1.2.3）。注意1: 在流量回路中应安装一个短的透明管,这样在气泡及任何其它的污染物出

23、现的时候就可以被发现得到。这透明管应安装离集热器入口近的地方，但不应影响流量入口温度控制及温度测试。流量计的可变化面积很容易达到这个目的，因为它可同时对流量率给到一个独立的，可视的指示。空气分离器及透气孔应在集热器出口位子，并也可在系统可储存空气的地方安装。注意2： 过滤器应安装在泵及流量测试设备的上方并与正常操作一致（过滤器正常尺寸在200m）。1.1.3.4 液体泵及流量控制设备液体泵应安装在集热器测试回路位子, 这样从集热器发出的热气就不会散发掉,并且不会影响集热器入口温度和液体测试温度。 有些类型的泵，带有一简单的旁通回路及手动控制的针形阀即可提供足够的流量控制。在必要的时候，要增加一

24、个适当的流量控制设备来加强大量流量率的稳定性。这个泵和流量控制器应能够将集热器中的总量和流量率的稳定性保持在1%， 尽管在操作范围内选择的任何入口温度都是变化的。6.1.3.5 传热媒介的温度调节在操作范围内选择的任何入口温度，集热器回路测试应能够都保持集热器入口固定温度。由于测量流量进出温度瞬间值，集热器集能率减少了，因此入口温度的小小变化都会导致偏差。特别重要的是要避免集热器入口温度有任何偏离。第39页注意1： 回路测试应包括流量入口温度控制的两个阶段，与图表2和图表3描述的一致。主要温度控制器应安装在流量计和流量控制器的上方。在集热器入口前，次要温度调节器应用来调节流量温度。次要调节器通

25、常不用来调节高于2K的流量温度。注意2：若在测试“平均容量” 入口温度时它不会出问题，靠近集热器入口处的次要温度控制器是有用的。另一方面，旁通阀也可用来减少热损影响，并加强加热电路的控制特点。一个持续并高的流速通过加热器会有一个带有快1和D作用的PID 控制，然而集热器的任何流速都是可以选的。1.1.4 室外稳定性能测试1.1.4.1 测试装置集热器安装应符合1.1.1的要求，并且要求如1.1.3所描述的回路测试一致。传热媒介就从集热器的底部流向顶部，或者由生产商推荐。1.1.4.2 集热器预处理集热器需检查是否有任何损坏记录。集热器采光面盖需彻底的清洁。如果集热器配件上有水气，传热媒介大约在

26、80的时候会散发，因此只要有必要，集热器的边框和保温层要保持干燥。如果实施了这个预处理，就要写入测试报告里。集热器的管道应把截留的空气排出，有必要可通过气阀或高流量率来流通媒介。通过安装在媒介回路管道系统中的透明管，媒介可检测到残留的空气及微粒。空集热器可在高于700 Wm-2 的下暴晒5小时。1.1.4.3 测试条件测试的时候，集热器采光面积平面上的半球形太阳辐射要大于700Wm-2。注意1：这种测试有要求，如果生产商对于最大辐射有操作限制，但也不能少于800Wm-2。这个最大值应记录清楚。集热器采光面积上直接阳光照射到的入射角应在一个范围内，即集热器入射角修正变化不超过正常入射值的正负2%

27、。对于单面玻璃平板集热器，如果集热器采光面积直接阳光照射的入射角小于20通常都是可以的。但是，到底要求特别设计多低的角度呢？为了集热器在其它角度有好的性能表现，要确定一个入射角修正（见1.1.7）。当阳光漫辐射小于30%, 其影响力可以被忽视。但集热器不可以在漫辐射大于30%的情况下进行测试。考虑到在测试期间集热器上空间和时间上的变化，平行在集热器采光面积上的空速值可为3ms-11ms-1。第40页除另有规定外,液体流速应定为约0,02kgs-1每平方米集热器采光面积。在每次试验期间,它应保持平稳至1%的设定值, 从一个测试期到另一个，设定值的变化不能超过正负10%。通过坚持生产商的规格要求，

28、也可适应其它流速的测试。一些集热器推荐用的媒介流速是接近在层流和湍流间的过渡区。因此，集热器效率测试会产生变化，及内部传热系数会产生不稳定性。为了使集热器以重复的方式表现特色，有必要使用更高的流速/流量，但必须在测试结果中清楚阐明。注意2： 在这个过渡区，流速应设高些（喘流）然后减到设定值。在测试的时候，这样可以防止从层流到湍流的过渡。小于1K的媒介温度差异测试不能写入测试结果里，因为设备会产生错误/偏差。1.1.4.4 测试程序为了确认集热器的性能特点,集热器测试应高于它的操作温度范围。要获得并满足下面要求的数据点，至少四个入口液体空间温度均需超过集热器操作温度范围。 为了获得一个对O精确的

29、确认，如果可以的话，应选出一个入口温度，这样在集热器中的平均液体温度就处在周围空气温度正负的3K内。如果用水作传热媒介，最高传热温度应至少在80。如果测试环境允许，建议使用至少0.09的Tm最大值。每个媒介入口温度应至少获得4个独立数据点，共给到16个数据点。如果测试环境允许，应在中午前后，得到每个媒介入口温度相等数量的数据点。如果集热器使用自动跟踪太阳定位，则不要求获得每个媒介入口温度。在测试期间，测试要求在1.1.4.5中有说到。如果这些用来确定测试周期就可获得满意的数据点。6.1.4.5 测量- 总集热器面积AG，吸热面积AA，采光面积Aa;- 流量- 集热器采光面积半球形阳光辐射- 集

30、热器采光面积上的阳光慢辐射（仅在室外）- 直接阳光照射的入射角（入射角也可通过计算得出）- 集热器采光面积平行空速- 周围空气温度- 集热器入口传热媒介的温度第41页- 集热器出口传热媒介的温度- 传热媒介的流速6.1.4.6 测试周期(恒稳态/定态)定态数据点的测试周期应包括至少4次的预处理期和集热器的时间常数(如已知道), 或不少于15分钟(如不知道时间常数),有一正确的入口液体温度,接下来至少有4次定态测试期,集热器时间常数(如已知道),或不少于10分钟(如果不知道时间常数)。图表1-在测试期间，允许测出的参数有偏差参数 允许均值有偏差(全球) 太阳辐射试验 50Wm-2周围空气温度(室

31、内) 1K周围空气温度(室外) 1,5K媒介总流速 1%集热器入口媒介温度 0,1K6.1.4.7 陈述结果测试应比较，并把符合测试要求条件的（见1.1.4.3）做一套数据点,包括那些稳态操作。这些应填在附件D的数据表中。1.1.4.8 集热器输出计算6.1.4.8.1 概要实际有用的功率削减,Q, 从以下计算出来的: (3)使用Cf相应的平均媒介温度值。如可从容积式流速测试中获得m ，那要确认在流量计中的媒介温度的密度。第42页6.1.4.8.2 集热板获取太阳能如1.1.7所描述，假如入射角小于20，对单面玻璃平板集热器不需要使用入射角调节器。获取太阳能是A.G , 指集热器吸热面积是AA

32、，指集热器采光面积是Aa。介绍集热器效率，实际有用的功率削减，Q，也可写成：1.1.4.8.3 减小温差当传热媒介的平均温度是tm时，可以表示 减小的温差可以按照如下公式计算： 1.1.4.8.4 瞬间效率1.1.4.8.4.1 概况瞬间效率可以通过数据曲线图求得，使用最小平方方法，求得瞬间效率曲线图的公式是： 通常二阶曲线使用可以通过最小平方的缩减来求得。如果求得的值是负数a2则不使用二阶曲线。测试条件应该记录在附件D的登记表上。有必要所有的集热器性能测试表都需遵守。1.1.4.8.4.2 吸热/采光面积的瞬间效率关于减少瞬间效率温差 T*m , 其瞬间效率公式是：第43页1.1.4.8.4

33、.3 热性能测试特点转换要转变热性能测试特点, 可按以下基础转换方式进行:6.1.4.8.5 集热器输出集热器输出模式可按方程式4和8来:指集热器吸热面积是AA，指集热器采光面积是Aa。 作为一个温差功能, 介与平均液体和周围温度(tm-ta)间使用G = 1000W/。AGO 指Wpeak。6.1.5 使用太阳辐射模拟器测试定态效率1.1.5.1 概要通过直接阳光照射的大多数集热器性能要比慢照射好。到目前为止，很少有经验作慢照射模拟测试。因此，设计的测试方法仅是使用模拟器，这样模拟器上的接近标准的入射电波的模拟阳光照射会直接照在集热器上。在实际操作中，很难达到模拟阳光照射的统一电波，因此，集

34、热器采光面积上的平均辐射水平还要测算。6152 定态效率测试的太阳辐射模拟器定态效率测试的太阳辐射模拟器有以下特点：灯能在集热器采光面积上发出平均辐射至少700 W。若可达到在图表5中给到的精确要求，并在测试报告中有提到辐射值，300 W至1000 W的范围值可用于专业的测试。第44页任何时候，在集热器采光面积上的辐射不要与照在集热器采光面积上的平均辐射多于正负15%的偏差。模拟阳光照射的光谱分布大约与太阳光谱相等，光学空气质量1.5。集热器应包括可选择的光谱板芯或集热器盖,并在集热器上作一个光谱差异影响检测。如果影响值低于模拟器并低于光学空气质量1.5，那么在测试结果里要修正，但阳光照射光谱

35、不能超过正负1%偏差。集热器正面的阳光模拟器的光谱质量测算要超过波长范围0.3m 至3m，并可确定0.1m或更小的带宽。对于一些类型的灯，即金属卤化设计，建议应在灯已完成其稳定期后再做初步光谱确认。这些在集热器正面的红外线热能量可以适当的测量到（如可以，可测量超过大约2.5m的波长范围,但开始不超过4m）并写入报告(见1.1.2.2)。集热器的热辐射与周围空气温度的黑体空穴热辐射，集热器上的热辐射不得超过5%。模拟器的视准应是在模拟阳光辐射不低于80%的入射角范围，这样集热器入射角修正变化不超过正常入射值正负2%。如果在测试当中，集热器的任何角度都可以接收到少于80%的模拟阳光照射，这个标准可

36、以满足普通的平板集热器的要求。注意1：用于测试入射角候正的其它视准要求请看（1.1.7.2）。在测试期间用于测试照射的方法可产生的平均照射值要与空间统一在正负1%以内。注意2: 灯（室内）或是天空(室外)的光谱分布对光谱选择性板芯或面盖可以并能导致很大的差异。1.1.5.3 安装测试对集热器的安装和位置的要求在1.1.1 中有说明。风机和阳光模拟器一起使用产生的气流与1.1.1.8中一致。6.1.5.4 集热器的预处理可参照1.1.4.2中的程序要求。第45页1.1.5.5 测试程序集热器将在它的工作温度范围内进行测试，测试方式与之前室外测试（看1.1.4.4）中所说明的方式大致相同。尽管如此

37、，对于所提供的太阳模拟器中的测试而言，8个测试点将是足够的，至少四个不同的人口温度会被使用，为了使温度稳定，是需要足够的时间的。如果可能的话，一个入口的温度应该在环境温度左右3k的范围内。在测试中，应该采用在1.1.5.6中说过的测量法。这些都被使用去确认得到理想的数据时的测试周期。1.1.5.6 在太阳光照模拟器中测试时所采用的测试法。1.1.5.1.1 综述采用与1.1.4中相同的测试法1.1.5.1.2 模拟太阳光照的测试法说明：在测试中，模拟的太阳光在集热器采光口的空间上和时间上会有所变化，因此非常必要采用一种程序去综合采光口上的光照，光照时间上的改变通常是通过电流供应的变动和随着气温

38、以及运行时间的变化所出现的输出量的变化而造成的，当灯从冷的状况到暖和以达到稳定的工作状态，一些等需要30分钟的时间。依照1.1.2.1，日射强度计将会被使用去测量模拟的太阳辐射的光照。或者，其他类型的辐射探测仪将被使用和提供，以校准模拟的太阳辐射，这个仪器的详细资料和使用的校准的办法将会与测试的结果一起报道出来。集热器采光区光照的分布将会被一种最大间距为150mm的格子状测试仪测量，通过简单的平均法空间的均值也可以推断出来。1.1.5.1.3 模拟器中热辐射的测量太阳能模拟器中的热光照很可能要比室外的真实光源要高，因此应该进行测量以确保它不会超出1.1.5.8中给出的极限值。在模拟器中，无论何

39、时的能够影响热光照的改变的发生时，都应该测试出集热板测试平面上的热光照均值，或至少是 。集热板测试平面上的热光照均值和最近的测试的时间都将与集热器测试的结果一起报告出来。1.1.5.1.4 模拟器中的环境温度应该测量模拟器中的环境温度ta，取一组数据中的均值，如果需要的话，传感器应该遮蔽起来以减小辐射交换， 出口的空气温度将被使用来计算集热器的性能。1.1.5.7 测试时间测试的时间的长短是由测试的方式决定的，而这种方式与室外稳定状态下的测试方式是一致的。室内测试设备的环境越稳定，稳定的环境的保持将比室外更加容易，但是为了确保1.1.4.6中阐述的集热器的稳定操作也需要充分的时间。第46页1.

40、1.5.8 测试条件1.1.4.3中描述的室外测试的测试条件应该在以下的附加条件下进行观察：集热器采光面的热光照不应超过在环境温度下黑体（吸热体）腔中的整体辐射量的5%。风机中所排出的风（温度）应该与环境空气状态的温度相同，误差不超过+-1K。1.1.5.9 结果的计算和表述。在1.1.4.8中室外测试所提出的分析对太阳能模拟器的测试也是适用的，结果应该以Annex D 的格式表述出来。1.1.6 有效热容量的确定和集热器的持续时间.1.1.1.1 综述有效热容量和集热器的持续时间是重要的参数，它们决定了集热器的转换效率。集热器通常被认为是很多东西的组合体，每个部件有不同的温度。当集热器工作的

41、时候， 每个组件对工作环境的改变有不同的反应，所以考虑整体集热器的有效热容量是很有用的。不过，有效地热容量是基于所工作的环境的，并不是一个有固定值的参数。几种不同的测试方法去测试/计算集热器的有效热容量，结果显示通过使用不同的方法，得到的是相似的结果。正如（just as）没有固定的有效热容量的值一样，对于集热器，也没有固定的整体时间常数。对大多数的集热器而言，对反应时间的起决定性影响的是流体的转换时间，因此第一个回应因素是流量，其他集热器的部件的不同的回应时间给出了有效的整体时间常数，这也会随着工作条件的变化而变化。1.1.1.2 有效热容量的判定集热器有效热容量C（Joules per K

42、elvin）是作为集热器的每一个组成部件（玻璃、吸收体、工质、绝缘体）的质量Mi（KG），比热Ci（Joules per Kilogram Kelvin）和权重Pi的一个乘积的总和而计算出来的。权重Pi（介于0和1之间）考虑到特定的部件仅仅是空间上参与集热器的热惯性（传输？），Pi的值在表6中可以看到。第47页表6权重值吸热体1隔热体0，5工质1外部涂层0，01*a1第二层涂层0,2*a1第三层涂层0,35*a1对于排污系统，当填充了水和空了的时候，集热器的容量都应该被报道出来。也可以用Annex G中描述的程序去测量有效的热容量。1.1.1.3集热器时间常数的测试程序（可选）测试在室内太阳光

43、照模拟器中的或者室外都可以进行。任何一种情形下，在集热器采光面上的太阳光照都应该大于700Wm-。热转换工质应该在集热器内以热容量测试时的流量循环。通过放一个太阳能反射盖的方式将集热器的采光口挡起来，同时在集热器入口的热工质的温度应大致与环境温度相同。当到了稳定状态后，将太阳能反射盖移开，测量继续，直到达到新的稳定状态。为了达到测试的目的，假定当出口的工质温度变化小于每分钟的时候，稳定的状态就达到了。根据，以下的量是需要测到的：集热器工质入口温度Tin集热器工质出口温度 Te环境空气温度 Ta1.1.1.4 集热器的时间常数的计算（可选）在集热器工质出口温度和环境温度的差值应该随着时间的变化而标出来，以初始的稳定状态（Te-Ta）开始，并持续直到第二次稳定状态在一个较高的温度值时重新达到（Te-Ta）2 （见曲线4）第48页曲线4 集热器时间常数集热器的时间常数 是指在移开反射盖和集热器出口温度上升到总的增加值（）的63.2%的点的范围内流逝的时间。如果温度传感器的反应时间与测到的集热器的反应时间相差很大，那么这个值应该被带进去计算测试的结果。1.1.7 集热器入射角修正器。1.1.7.1 综述倘若另一个被称为入射角修正值，被引入等式，那么转换效率与吸光率乘积 可以被提供的正常入射值 取代。因此第49页曲线5表现了随着两个集热器