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一种测试装置、测试设备和测试方法与流程

2021-12-08 00:43:00 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及太阳能集热器领域,具体而言,涉及一种测试装置、测试设备和测试方法。


背景技术:

2.以太阳能热水器为代表的太阳能低温应用产品由来已久。然而,相关技术和产品仍着眼于低温(100℃以下)场景下的应用,因此存在热效率低和热损失大的特点。这使得太阳能集热器技术的推广和产品的应用受到种种限制,从而也导致其产业化和规模化遭遇瓶颈。
3.目前,为打破太能热利用在高温领域运用的限制,市场上出现了如聚光型和平面反射镜等形式且能够高温工作的太阳能集热器。这种太阳能集热器的内部的传热介质的工作温度通常在40℃至320℃。这种可以工作于高温条件下的太阳能集热器可以广泛应用于医药、食品、化工、纺织、印染、建材、橡胶加工、供暖、热水等需要加热的生产和生活领域。
4.随着高温太阳能集热器的研发和生产,相关产品性能的检测装置就更加必要了。
5.目前,相关太阳能集热器热性能测试装置只能满足常温到中温的工况下的测试;其检测温度为15℃至150℃。另外这些检测系统还存在结构繁琐、占地大和检测效率低等缺陷。
6.为了满足生产企业及检测机构的需求,有必要开发一种能够对工作于高温条件下的太阳能集热器进行性能测试的设备。


技术实现要素:

7.本技术提出了一种测试装置、测试设备和测试方法,其可以用于实现对高温(例如150℃至350℃)太阳能集热器的进行热性能测试。
8.本技术是这样实现的:
9.在第一方面,本技术的示例提供了一种用于对太阳能集热器进行性能检测的测试装置。
10.该测试装置包括:
11.被构造为接纳从集热器的集热介质出口输出的导热油的第一管道,配置有用于检测进入第一管道内的集热介质出口输出的导热油的温度的第一温度传感器;
12.与第一管道连接的油气分离器,配置有气体回收机构和导热油回收输送管路;
13.与导热油回收输送管路连接的泵送机构;
14.加热器,通过配置有冷却机构的制冷管道与泵送机构连接;
15.被构造为向集热器的集热介质入口输入导热油的第二管道,配置有用于检测到从第二管道内向集热介质入口输入的导热油的温度的第二温度传感器、质量和流量的质量流量计;
16.其中,加热器还分别与第二管道和第一管道连接。
17.利用该装置能够对太阳能集热器的集热介质的输入流量质量和进口温度、出口温度进行监测,以满足高温太阳能集热器的热性能测试的严苛需求。
18.根据本技术的一些示例,加热器通过加热端三通分别与第二管道和第一管道连接;
19.和/或,泵送机构通过冷却管道与冷却机构连接;
20.和/或,冷却机构包括风冷冷水机组、冷却水箱和冷却器,风冷冷水机组通过水冷管路与冷却水箱和冷却器连接,制冷管道与冷却器连接,水冷管路与制冷管道在冷却器中进行换热。
21.根据本技术的一些示例,制冷管道具有两条支路,泵送机构通过设置于制冷管道的两条支路经过制冷端三通而分别与冷却器和加热器连接。
22.根据本技术的一些示例,气体回收机构具有膨胀油罐,膨胀油罐与油气分离器连接;
23.或者,气体回收机构包括设置了排放口的膨胀油罐,膨胀油罐与油气分离器连接,膨胀油罐还通过具有阀门的回油管与导热油回收输送管路连接,且回油管连接在油气分离器和泵送机构之间;
24.或者,导热油回收输送管路在泵送机构和油气分离器之间设置有泄流口;
25.或者,加热器和第二管道之间设置有质量流量计。
26.在第二方面,本技术示例提出了一种测试设备,包括:
27.太阳能集热器,具有集热介质入口和集热介质出口;
28.如上述任意一项的测试装置;
29.测试装置的第一管道与集热介质入口连接、第二管道与集热介质出口连接。
30.根据本技术的一些示例,测试设备还包括太阳跟踪装置,太阳能集热器由太阳跟踪装置固定并受太阳跟踪装置驱动而朝向指定方位;
31.或者,测试设备还包括太阳跟踪装置,太阳能集热器由太阳跟踪装置固定并受太阳跟踪装置驱动而朝向指定方位,并且太阳跟踪装置包括:
32.支撑机构,具有相互连接的支撑柱和底座平台;
33.水平旋转机构,可转动地设置于底座平台;
34.竖直翻转机构,可转动地设置于水平旋转机构。
35.根据本技术的一些示例,水平旋转机构包括旋转驱动器、旋转平台和旋转立柱,旋转驱动器设置于底座平台,旋转平台与旋转立柱连接,旋转立柱受旋转驱动器驱动进行旋转。
36.根据本技术的一些示例,水平旋转机构还包括滑动支撑轮,滑动支撑轮设置于底座平台和旋转平台之间,且滑动支撑轮远离旋转立柱;
37.和/或,竖直翻转机构包括直立杆、推杆以及用于固定太阳能集热器的翻转平台,直立杆的一端与旋转平台固定连接且另一端与翻转平台转动连接,推杆的两端分别与旋转平台、翻转平台连接,推杆被配置为通过伸缩运动驱使翻转平台与太阳能集热器同步进行运动。
38.根据本技术的一些示例,测试设备还包括楼梯,楼梯的一端与底座平台可拆卸地配合连接;
39.或者,测试设备还包括护栏,且护栏与楼梯可拆卸连接且横跨底座平台;
40.或者,测试设备还包括楼梯和护栏,楼梯的一端与底座平台可拆卸地配合连接,护栏与楼梯可拆卸连接且横跨底座平台。
41.在第三方面,本技术示例提出了一种测试方法,用于对太阳能集热器的热性能进行测试,并且采用上述任意一项的测试装置或测试设备实施。
42.该测试方法包括:
43.使导热油在测试设备中的测试装置和太阳能集热器中循环输送;
44.通过质量流量计确定循环输送过程中的导热油的质量流量;
45.通过第二温度传感器确定的导热油的入口温度;
46.通过第一温度传感器确定的导热油的出口温度。
47.在以上实现过程中,本技术示例提供的测试系统可以被用于对高温太阳能集热器的热性能进行测试,其能够满足中、高温太阳能集热器的热性能检测要求。此外,通过对各设备和工质的合理选择,可以使检测温度达到10℃至350℃,控温精度为
±
0.2℃。在测试过程中可以使测定的集热器进出口温度的波动小于
±
0.1℃、经过太阳能集热器的工质的流量波动小于1%。同时,该测试设备还具有准确性强、效率高、操作简便、安全可靠的特点。
附图说明
48.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
49.图1为本技术示例中的一种测试设备的原理框图;
50.图2为本技术示例中的另一种测试设备的原理框图;
51.图3为本技术示例中的测试设备中的一种太阳跟踪装置的结构示意图;
52.图4为本技术示例中的测试设备中的另一种太阳跟踪装置的结构示意图;
53.图5为本技术示例中的测试装置的结构示意图。
54.图标:10

支撑机构;101

支撑柱;102

底座平台;20

水平旋转机构;201

旋转平台;202

旋转立柱;30

竖直翻转机构;301

翻转平台;302

直立杆;303

推杆;40

支撑轮;50

外围工作面;60

楼梯;70

护栏;1

循环泵;2

加热器;3

冷却水箱;4

风冷冷水机组;5

冷却器;6

电动三通阀;7

油气分离器;8

膨胀油罐;9

泄油口;110

第一管道;111

第二管道;12

质量流量计;13

压力表。
具体实施方式
55.为了满足对高温太阳能集热器性能测试的需求,在本技术中发明人提出了一种测试用设备。
56.总体上而言,该测试设备主要由三部分组成,且分别为太阳跟踪系统、高温集热器测试系统和冷却系统。其中太阳跟踪系统用于连接高温集热器,并且可以调整高温集热器的朝向,以便跟踪并更好地利用太阳能。高温集热器测试系统则主要与高温集热器连接,形成高温导热油循环回路,以便进行对选定的测试参数进行测定。冷却系统则可以与高温集
热器测试系统进行配合,以便对上述的导热油循环回路中的导热油在选定的位置进行温度控制。
57.利用该设备,再配合对其他一些高温集热器工作时的工作条件和环境条件的检测,可以满足高温太阳能集热器在进口温度在40℃至320℃(或10℃至350℃)之间的瞬时效率曲线、时间常数、入射角修正系数等项目测试要求。
58.以下将结合附图对本技术示例的方案进行详尽的阐述。
59.示例中,发明人提出了一种用于对高温太阳能集热器的性能进行测试的测试设备,且该测试设备的原理框图请参阅图1所示。
60.测试设备包括太阳能集热器、测试系统以及冷却系统;其中,测试系统和冷却系统可以共同构成测试装置。
61.太阳能集热器是被测试对象,因此其可以由任意的市售高温太阳能集热器提供,本技术中不对其结构进行详述。该太阳能集热器具有集热介质入口和集热集热介质出口,以便将测试用介质进行输入或输出。
62.并且太阳能集热器的集热介质入口和集热集热介质出口分别与测试装置连接,且更具体而言是与测试装置中的测试系统进行连接,从而可以形成流体介质的循环回路系统。在本技术的示例中,测试装置中的第一管道与太阳能集热器的集热介质入口连接、第二管道与太阳能集热器的集热介质出口连接。其中的第一管道和第二管道将在后续为再次提及和说明。
63.进一步地,基于一些测试的需要,可能希望太阳能集热器能够跟踪太阳。因此,另一些示例中,测试设备还可以配置跟踪系统,用以驱动太阳能集热器跟随太阳运动。这样的示例性的测试设备的原理框图可参阅图2。
64.在图2所示的结构中,其中的跟踪系统被描述为全自动太阳跟踪系统(或者也可以称为太阳跟踪装置),其被用于使太阳能集热器由太阳跟踪装置固定并受太阳跟踪装置驱动而朝向指定方位。在本技术示例中,全自动太阳跟踪系统主要描述了其中的太阳跟踪装置的结构,而对其控制系统未进行详述。但是应当理解的是,在本技术示例所描述的太阳跟踪装置的结构的基础上,通过配置各种电子元器件可以实现对其进行自动化的程序控制的操作。
65.一种示例中,如图3所示的太阳跟踪装置包括支撑机构10、水平旋转机构20和竖直翻转机构30。其中,支撑机构10是整个装置的基础,水平旋转机构20和竖直翻转机构30都直接或间接地结合在支撑机构10上,并受到支撑机构10的支撑。
66.各机构的描述分别称述如下。
67.支撑机构10包括相互连接的支撑柱101和底座平台102。
68.其中,支撑柱101将底座平台102举升/抬升使其远离地面或放置面。根据底座平台102的尺寸和设计承重的需求,支撑柱101可以有不同的尺寸和数量配置,本技术中对此进行不作具体限定。一种示例中,支撑柱101采取的是四个400mm
×
400mm
×
600mm的水泥基础,并且该水泥基础上设置金属材质的圆柱管作为支撑柱101。或者,支撑柱101也可以采用角钢等制作而成。
69.与支撑柱101配合的底座平台102具有大致的平面结构。其并非必须以诸如平面板材或钢板结构实施。示例性地,底座平台102可以采用框架结构制作。本技术示例中,底座平
台102采用4根型号为160的工字钢焊接结构作为主框架,再由40*3焊接组成的辅助框架组合焊接,以保证支撑机构的承重能力并减轻其自身重量。
70.进一步地。部分可选的示例中,为了便于水平旋转机构20更顺畅转动,并且为水平旋转机构20提供支撑,底座平台102还可以配置轨道。如此,对应地在此轨道的基础上可以设置跟随旋转支撑结构。例如,跟随旋转支撑结构与水平旋转机构20固定连接,同时,该跟随旋转支撑结构还与上述的轨道配合且可以在轨道内滑动。如此,在水平旋转机构20转动时,跟随旋转支撑结构能够在其转动的时一直提供支撑作用,也防止水平旋转机构20发生倾覆或歪斜等情况。其中的轨道可以是在沿底座平台102的直径方向,距离底座平台102的中心5900mm处,焊接一圈规格为16*200钢板轨道作为旋转平面的外围(即水平旋转机构20)支撑轮40的运行轨道。
71.在配置好支撑机构10之后,水平旋转机构20可转动地设置于底座平台102。由于水平旋转机构20需要驱动竖直翻转机构30运动,因此,部分示例中,水平旋转机构20分为三部分结构,且分别为旋转驱动器、旋转平台201和旋转立柱202。并且基于此,旋转驱动器可以固定在支撑机构10中的底座平台102。旋转立柱202可以通过轴承可转动地连接于底座平台102。而旋转平台201则固定于旋转立柱202。那么,通过旋转驱动器使旋转立柱202进行转动,从而可以使旋转平台201转动。
72.其中的旋转驱动器可以是各种类型的电机等。
73.基于提高控制的精度和准确性,也便于配合于自动化设备,本技术的示例中旋转驱动器选择为步进电机。
74.步进电机能够将电脉冲信号转变为角位移或线位移。其是一种开环控制的元步进电机件。通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量,可以实现对步进电机的转向、速度和旋转角度的控制。配合以直线运动执行机构或齿轮箱装置,更可以实现更加复杂、精密的线性运动控制要求。另外,步进电机还可设计断电自锁的功能,保证使用时的安全可靠。这些都有助于提高控制的精度,从而可以改善测试设备的测试功能和测试准确性。利用上述的旋转驱动器(步进电机),再配合se14

85

h

25驱动装置可以实现对旋转立柱202以及与之连接的旋转平台201的驱动。通过这样的方案可以保证旋转分度的精确度。另外,旋转驱动器还可以配置减速机构,再配合轴承,以便实现对旋转平台201的平稳、速度可控的回转驱动/圆周驱动。
75.旋转立柱202可以通过大型轴承或者回转轴承等结构而实现可转动地于支撑机构10中的底座平台102配合。例如,底座平台102的主框架焊接固定轴承的外圈,旋转立柱202固定于轴承的内圈。如此,旋转立柱202可以随轴承的内圈相对于外圈转动。作为旋转立柱202受驱动的结构,旋转立柱202还可以套设外齿轮,并且还通过该外齿轮与连接在电机的输出轴上的输出齿轮啮合传动。因此,步进电机的旋转输出,可以通过齿轮与旋转立柱202上的外齿轮啮合而被驱动。
76.为了说明旋转平台201的运动方式,以支撑机构10中的支撑柱101在竖直方向延伸布置为例,则旋转立柱202也可以选择在竖直方向延伸布置。即支撑柱101和旋转立柱202具有大致平行的延伸布置方向。从竖直方向的投影来看,支撑柱101分布在旋转立柱202的周围(可以是呈圆周分布)。那么,旋转立柱202的旋转平台201就可以认定为水平面,相应地,旋转平台201的转动平面也是水平面。
77.与支撑机构10中的底座平台102构成方式相似,水平旋转机构20中的旋转平台201也可以采用金属框架结构,或者其他实现方式。例如,在本技术的部分示例中,该旋转平台201选择直径为6米的圆形结构,并且平台面采用防滑花纹镀锌钢板。一种可选的方案中,整个钢板平面用等分圆的方式分为8个部件,并且水平旋转平台201可围绕水平旋转轴(旋转立柱202)实现方位角0

180
°
的东西向圆周运动。
78.在前面描述中,底座平台102可以选配轨道,并且,对应地在此轨道的基础上可以设置跟随旋转支撑结构,用于协助或优化水平旋转机构20的转动。在另一些示例中,前述轨道也可以配置在旋转平台201,跟随旋转支撑结构可以一端固定在支撑机构10的底座平台102,另一端则可滑动地与轨道配合。或者,再一种示例中,旋转平台201和底座平台102都设置轨道,跟随旋转支撑结构的两端都能够可滑动地与轨道配合。
79.在本技术图示的示例中,上述的轨道固定于底座平台102,跟随旋转支撑结构则以支撑轮40或者水平旋转滑轮或者滑动支撑轮的结构实现。如前述,旋转平台201被等分为八个部分。因此,在直径方向,可以相对于圆心对称地分布两个支撑轮,并且对应于八个部分共计16个支撑轮(可以具有支柱和滚轮共同构成)。其分布的位置可以是圆心和边缘之间的适当选择的位置,例如,当旋转平台201的半径为3米时,则可以选择在距离圆心2.6米的位置设置支撑轮。这样的支撑轮可以保证旋转平台201的转动平稳并具有良好的承重能力。
80.在上述结构的基础上,太阳跟踪装置可以提供在水平方向的转动运动,而在竖直方向的运动则可以通过竖直翻转机构30提供和实现。该竖直翻转机构30可转动地设置于水平旋转机构20。
81.示例中,竖直翻转机构30采取的为机械式驱动翻转机构。例如,竖直翻转机构30包括直立杆302、推杆303以及翻转平台301。其中,直立杆302固定于连接在旋转平台201,用于固定太阳能集热器的翻转平台301则通过铰接等方式可转动地连接在直立杆302。同时,翻转平台301还与一端固定于旋转平台201的推杆303的另一端连接。换言之,直立杆302的一端与旋转平台201固定连接且另一端与翻转平台301转动连接。同时,推杆303的两端分别与旋转平台201、翻转平台301连接。如此,推杆303能够通过伸缩运动驱使翻转平台301和固定在其上的太阳能集热器同步进行运动。在此结构中,翻转平台301以其自身与直立杆302的连接处为中心或支点进行转动,从而在竖直方向进行翻转。因此,竖直翻转机构30的转动平面是在竖直平面。
82.作为示例,其中的翻转平台301可以采用总体尺寸为3米
×
2米的长方形的框架,并且采用40毫米方钢焊接而成;同时,在框架上面铺装花纹钢板而构成。推杆303选择为电动推杆。示例性地,电动推杆的类型可以是丝杠推杆,并且带断电自锁功能。电动推杆可以选择4个,并分别安装在翻转平台301的下方。根据太阳能集热器的尺寸,部分示例中,单只电动推杆303的推理最大为16000n、最大行程为600mm。电动推杆电机采用24v直流供电,推杆303运动速度为1

4毫米/秒,速度可调。采用此结构的电动推杆能满足在翻转平台301上面放置重量为800公斤的大型太阳能集热器后,电动推杆能推动垂直翻转平台301在0度到90度之间任意翻转,并能停止在任意角度保持稳定不动。
83.因此,结合水平旋转机构20和竖直翻转机构30,太阳能集热器是多自由度的,从而可以实现复杂的运动,以便跟随太阳的运动而始终保持朝向太阳。
84.除此之外,太阳跟踪装置还可以根据不同的需要配置其他结构,参阅图4。例如,在
支撑机构10的底座平台102安装外围工作面50,并且该外围工作面50还布局在旋转平台以外的区域。其可以方采用总体尺寸为7米
×
7米的正方形,并以花纹钢板铺装而成。
85.进一步地,测试设备还可以包括楼梯60,并且楼梯60的一端与底座平台102可拆卸地配合连接。例如,楼梯60的一端压接在位于底座平台102的外围工作面50。楼梯60的另一端可以置于地面或者放置面。楼梯60方便人员上下平台,并且可根据需要随时安装和拆卸。楼梯60可以是钢板焊接而成,或者其他材料制作。考虑到测试设备的高度,因此,部分示例中,测试设备还可以包括护栏70。护栏70与楼梯60可拆卸连接且横跨底座平台102。例如,900mm高的不锈钢护栏70,用于保障实验人员安全。
86.通过对测试设备中的跟踪装置按照上述适当配置,可以实现如下一些优点:
87.现有的小型太阳能跟踪系统,只能满足重量小于150公斤,面积小于6平方米的太阳能集热器的检测;本技术示例中的太阳跟踪装置,将大型的水平旋转平台201和大型的垂直翻转平台301相结合,可以用于驱动目前市场上重量在800公斤、面积在20平方米的各种大型太阳能集热器的太阳跟踪。另外,水平旋转平台201和垂直翻转平台301的运动都可以选择配置数字电控系统,以完成视日运动轨迹跟踪,并且还可以具有自动和手动跟踪切换。并且,测量参数如方位角转速、高度角转速、经度、纬度等跟踪参数可根据使用地点不同做调整;精度高,旋转角度大,系统跟踪精度误差<2
°

88.配合于上述测试设备中的太阳跟踪装置,测试设备中的测试装置具有测试系统和冷却系统,并且如以下所述。
89.在测试装置中,测试系统能够与太阳能集热器的集热介质出口和集热介质出口联通,从而与太阳能集热器一同构成闭环的循环系统。而冷却系统则被配置来在测试系统的选定位置与上述循环系统中的流通介质进行冷却以便对流体介质控温。
90.根据gb/t 4271

2007《太阳能集热器热性能试验方法》中规定,太阳能集热器的热性能可以通过多组测量数据按照不同的计算方式获得多种的性能,例如集热器效率、瞬时效率、时间常数、入射角修正系数等等。而其中的测量数据例如包括太阳能集热器的本征参数,如集热器总面积、采光面积等;还可以包括环境参数,如太阳光辐照度、太阳管入射角、环境温度、环境风速等;还可以包括测试设备的测试工艺参数,例如,工质进口温度、工质出口温度以及工质质量流量等。其中,太阳能集热器的本征参数、环境参数测试设备搭建之前的固定参数,而测试工艺参数根据测试方案的不同有所区别。
91.本技术的测试装置正是基于此设计需求所研发的。进行测试时,本技术示例中的太阳能集热器能够对进入太阳能集热器的工质质量流量和进口温度、出口温度进行严格监控。另外,如前述,环境参数可以通过在本技术示例的测试装置的基础上配置其他的设备进行测量,例如风速仪测试环境风速,温度传感器或温度计测试环境温度等等,在此不进行赘述。
92.以下将结合图5以及测试过程中的工质的流向对本技术示例中的测试装置进行详述。
93.在本技术,针对于具有高温测试需求的高温太阳能集热器而言,其采用的工质/循环介质为高温导热油。测试系统能够在闭环的流体循环回路中持续地输送工质,并且还能够对测试过程中的高温高热油的流量质量、进入高温太阳能集热器的进口温度以及从高温太阳能集热器排出的出口温度进行可选地检测和控制,以满足测试的需要。在一些情况下,
该测试装置能够达到工质流量在0

5000立方米/小时,精度
±
1%的控制,同时还可以实现控制进出口温度为15

350℃,精度为
±
0.5℃。
94.该测试装置包括第一管道110、油气分离器7、泵送机构、加热器2和第二管道111。
95.其中,第一管道110用于接受从太阳能集热器排出的导热油。因此,第一管道110与集热器的集热介质出口连接且管腔联通。为了对由太阳能集热器排出的导热油的温度进行测量,第一管道110在邻近太阳能集热器的集热介质出口处还配置有第一温度传感器。
96.导热油进入到第一管道110之后,再输入至与第一管道110连接的油气分离器7中。导热油进入油气分离器7,并被油气分离器将其中的气体(空气或水蒸气)与液体(导热油)分离开。其中的气体和液体则由不同的支路输送至不同的部件。当循环系统中的温度达到150℃以上时,测试过程中的导热油可能会产生少量的水蒸气或空气,这样会造成系统中流量不稳定。基于这样的考虑,在系统中加入油气分离装置,可自动把液态导热油和气态的水蒸气或空气分开;而其中的液态导热油继续在系统管道中循环,而气态的水蒸气或空气通过管道进入到膨胀罐排掉。
97.例如,油气分离器7包括气体回收机构和导热油回收输送管路。相应地,油气分离器7排出的气体通过管道进入到气体回收机构(例如,膨胀油罐8,可以具有100l的容积)中,而液体则通过管道(记为导热油回收输送管路/第一导热油管路以示区分)进入循环泵1(泵送机构)。其中的循环泵1的作用是给系统中导热油的循环提供动力;基于对装置中的输送压力的检测需求,循环泵1的出口处可以配置压力表13。膨胀油罐8则用以从气体中分离水和空气,以及气体中携带的少量的导热油。
98.由于水和空气是不需要的,因此,膨胀油罐8配置排放口(有阀门),其可以用于水气排放等,或者也可以在必要时用于排放导热油。另外,膨胀油罐8还可以配置与循环泵1连接的管路(记为第二导热油管路以示区分,可以设阀门)。如此,膨胀油罐8中分离出的导热油可以被回收进入循环管路系统中。罐内分离出的导热油可以不参与系统循环中,只是当系统中缺油时,导热油可自动从罐内补充到系统中。
99.换言之,上述的第一导热油管路和第二导热油管路一并与循环泵1,作为循环泵1的输入端管路,用以向循环泵1提供导热油。此外,为了便于排放导热油,在该第一导热油管路和第二导热油管路与循环泵1的连接处也可以配置排放口或称泄油口9。其中的排放口可以用于在对测试装置进行维护或修理时将系统中的导热油排出。
100.考虑到导热油被循环泵1泵出之后,可能温度已经不满足测试需求,因此,在向下游输送的管路上,可以配置控温设备。例如,加热器2和冷却机构。示例中,按照从上游端至下游端,管路上先设置冷却机构,再配置加热器2。示例性地,加热器2通过配置了冷却机构的制冷管道与泵送机构连接。一种示例中,从循环泵1的出口连接与集热器的入口之间配置制冷管道,且相应地,冷却机构位于前述的出口和入口之间。
101.例如,在本技术的图示结构中,制冷管道通过三通管或者电动三通阀6分别与加热器2和冷却机构连接。并且,冷却机构包括风冷冷水机组4、冷却水箱3和冷却器5。风冷冷水机组4、冷却水箱3和冷却器5形成一个冷却工质的循环管路系统。其中,风冷冷水机组4用于产生给定温度入12℃的冷水;冷却水箱3可以储存制作的冷却,以供冷却器5使用。此外,考虑到导热油的温度较高,因此可以选择对循环泵1进行降温,以提高测试装置持续和长时间工作。鉴于此,冷却机构也可以与循环泵1进行连接,通过冷却机构中的冷却工质进行降温。
102.其中,风冷冷水机组4通过水冷管路与冷却水箱3和冷却器5连接;制冷管道(更具体而言是制冷管道中的通过电动三通阀6分流的一个支路)与冷却器5连接,且水冷管路与制冷管道在冷却器5中进行换热。即冷却机构的冷却液在冷却器5中与电动三通阀6中的一个支路中的导热油进行热交换,然后与电动三通阀6中的另一个支路中的导热油混合后一同输入到加热器2中。
103.换言之,从循环泵1的出口流出的导热油经过制冷管道输送,并且在一个区段内通过电动三通阀6分流为两个支路。其中一个支路进行冷却,另一个支路未冷却,并且二者还汇流并进入到加热器2中。需要指出的是,其中的“汇流”既可以是二者相互混合的方式在加热器中受热,也可以二者独立地分别在加热器中受热。两个支路中导热油的分配比例(如流量比例)可能会对输入到太阳能集热器的导热油的温度产生影响,因此,电动三通阀6的开度可以进行主动控制,且可以根据“输入到太阳能集热器的导热油的温度”进行控制。因此,电动三通阀6可以与第二管道111配置的第二温度传感器联动。
104.通过加热器2加热之后的导热油,随后被输入到用于向太阳能集热器的集热介质入口输入导热油的第二管道111,并进而到太阳能集热器中。同时,为了对输入的导热油的温度、流量质量进行测量,第二管道111还配置有第二温度传感器和质量流量计12。同时,加热器2还与第一管道110连接。换言之,加热器2可以通过电动三通阀6或三通管分别与第二管道111和所述第一管道110连接。其中,加热器2与第二管道111连接的支路构成旁通管路。
105.该测试装置的采用高温导热油作为太阳能集热器的性能检测的工质。由于高温导热油能够在350℃的高温工作,且其物理和化学性质不发生明显改变,因此,本技术的测试装置的导热油的闭式循环系统的最高压力可控制在在0.4mpa以下。而现有的太阳能集热器检测的最高温度为一般都是150℃,因此,测试工艺中的工质采用水或防冻液。而根据实践反馈,当温度达到150℃时,工质输送系统的压力就会超过1.0mpa。如果需要进行更高温度的测试,则会对整个系统的安全性提出非常高的要求,并且也无法完成更高温度的测试。
106.另外,该测试装置满足测试需要量的导热油的油量小,从而使得本在集热器测试时可快速在20

350℃之间快速切换,并快速达到稳定状态。
107.基于上述的测试装置和设备,可以提出一种对高温太阳能集热器的热性能进行测试的方法。该测试方法包括:使导热油在测试装置内循环流动。通过质量流量计确定质量流量、且通过第二温度传感器确定导热油的入口温度,通过第一温度传感器测定导热油的出口温度。
108.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
再多了解一些

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