太阳能集热器空晒热性能测试系统设计

太阳能集热器空晒热性能测试系统设计
太阳能集热器热性能测试系统由恒温控制台、恒温水箱、旋转平台、循环水泵和连接管路等组成，可对采用液体作为传热工质的集热器进行稳态和动态测试。选取了温度、流量、压力、风速及太阳辐照度传感器，设计了其硬件通讯电路，利用Labwindows/CVI软件为基础开发了测试系统的软件部分，实现了数据的采集、分析和显示。测试结果表明，系统能准确完成集热器的瞬时效率、时间常数、入射角修正系数及两端压力降等的测量，可为准确掌握集热器热性能提供试验平台。

目前集热器热性能测试国内外的常用方法还是稳态测试，其要求的条件比较苛刻，实验准备时间长，而测试过程中集热器处于动态工作状况下，这样用稳态测试结果去描述动态工作的集热器，并对其运行工况做出预测就存在较大误差。按照GB/T4271－2007的要求设计太阳能热性能测试系统，除可以对集热器的瞬时效率、时间常数、入射角修正系数及两端压力降等参数稳态测试外，还可以进行快速的动态测试。
太阳能集热器热性能测试系统涉及到的参数主要有温度、流量、压力、风速及太阳能辐射量，而以上参数通过传感器测量得到的是电压、电流等模拟量，需要借助A/D转换器转换为数字量，再通过串行口传递给计算机，由计算机完成数据的运算与存储等。
数据采集处理电路主要是通过A/D转换芯片进行模拟与数字信号转换，把传感器测得的模拟信号转换为软件能够识别的数字信号，并对信号进行调理、采样，并根据计算机指令输出加热、制冷、流量调节等控制信号。硬件电路采用8051单片机为微控制器，A/D转换采用ADC0809芯片，通讯采用串口利用RS－232实现。测量开始前，在0℃至95℃的范围内，每隔5℃测量一次，对铂电阻进行静态标定，并将标定结果输入到计算机软件内部程序中。

太阳能集热器热性能测试系统按照GB/T4271－2007《太阳能集热器热性能试验方法》设计，除可以完成太阳能集热器热性能的稳态测试外，还可以进行动态测试。由于动态测试对太阳能辐照度、环境风速、集热器进口工质温度等要求低，因此每天的有效测试时间变长，测试速度快，测试数据可用性好。实际运行表明，系统动态测量参数全面，用户界面友好，抗干扰能力强，安全可靠。从数据的采集、显示、存储到数据的处理及报告的生成都是计算机软件完成，可大大提高工作效率，缩短测试周期。