集熱管熱性能二維積分測試方法

太陽能熱水器作為新能源產品，在人們心中的地位越來越高，它不僅節能環保，而且還方便美觀。但是又有多少人真正了解太陽能熱水器的工作原理呢？它的工作是吸收太陽輻射能，再將輻射能轉化為熱能，集熱管是太陽能熱水器的核心部件，它的好壞直接影響到太陽能熱水系統的轉換效率和應用范圍。當前國標規定的集熱管熱性能測試方法存在：不同起始溫度測試的集熱器的熱性能參數不具有可比性的問題。而二維積分法算集熱管溫度曲線和環境溫度曲線間的面積則可以很好的解決該問題。
　　2集熱管熱性能二維積分測試方法
　　2.1測試方向：
　　利用太陽能支架，架設實驗平臺，以GB/T17049內檢測手法為基礎，利用各家廠商提供之樣管進行測試。
　　2.2測試系統：包括測試平臺和數據采集系統
　　2.2.1測試平臺：
　　將集熱管放置于支架平臺，樣管擺放方式，依次為陪管-實驗管-陪管，分別對A、B、C、D四家真空管進行檢測。利用鉑電阻溫度計，分別布置于管內距管口300mm、900mm與1500mm位置上（如圖1所示）。
　　2.2.2數據采集系統
　　利用多點溫度計以巡檢的方式將每分鐘輸出的溫度記錄于PC上。　
　　實驗利用24小時溫度變化曲線與環境溫度、輻照量整合，形成綜合性比較圖。　
　3主要測試參數
　　3.124h環境溫度
　　3.224h集熱管內溫度變化
　　3.324h太陽幅照量
　　3.4天氣狀況
　　4測試樣品規格
5測試環境及數據處理手法
　　5.1測試環境
　　5.1.1同樣環境情況（天氣、風力、環境溫度、環境濕度、幅照量）
　　5.1.2根據當日環境因素每兩個小時記錄環境情況，包含天氣情況、環境溫度。
　　5.1.3針對集熱管結構、測試形式與數據記錄做統一規范。
　　5.1.4測試位置：江蘇省昆山市，北緯31.23、東經120.57。
　　5.2數據處理手法
　　采用二維積分的幾何定義進行計算，二維積分幾何定義是指函數在規定區間[a,b]內與x軸圍成的曲面的有向面積：在x軸上方（藍色）的面積為正，下方（黃色）的面積為負。利用數學式表達為：，在該試驗中，可利用積分的定義將積分區間均分為若干單元，算出單個區間的差值后再進行求和運算。
。即：
6數據處理
　 6.1匯整數據，形成比較圖
　　通過對多臺家用太陽能熱水系統試驗數據的分析，可得出結論：通過比較溫升變化曲線和環境溫度變化曲線所積面積的大小來確定集熱器或者整機的熱性能,可以避開試驗起始溫度對集熱器，或者q17計算公式對整機試驗產生的誤差影響；同時若放寬試驗的測試時間范圍，二維積分統計表可以綜合反映出當日的得熱量和熱損情況，可謂一舉兩得。
　　
　　參考文獻
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　　[8]GB26969-2011《家用太陽能熱水系統能效限定值及能效等級》