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(chǎn)品，在人們心中的地位越來越高，它不僅節(jié)能環(huán)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(zhuǎn)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(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和應(yīng)用范圍。當(dāng)前國標(biāo)規(guī)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(shù)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(huán)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(shè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以GB/T17049內(nèi)檢測手法為基礎(chǔ)，利用各家廠商提供之樣管進(jìn)行測試。
2.2測試系統(tǒng)：包括測試平臺(tái)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.2.1測試平臺(tái)：
將集熱管放置于支架平臺(tái)，樣管擺放方式，依次為陪管-實(shí)驗(yàn)管-陪管，分別對(duì)A、B、C、D四家真空管進(jìn)行檢測。利用鉑電阻溫度計(jì)，分別布置于管內(nèi)距管口300mm、900mm與1500mm位置上（如圖1所示）。
2.2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
利用多點(diǎn)溫度計(jì)以巡檢的方式將每分鐘輸出的溫度記錄于PC上。
實(shí)驗(yàn)利用24小時(shí)溫度變化曲線與環(huán)境溫度、輻照量整合，形成綜合性比較圖?！?/p>
3主要測試參數(shù)
3.124h環(huán)境溫度
3.224h集熱管內(nèi)溫度變化
3.324h太陽幅照量
3.4天氣狀況
4測試樣品規(guī)格
5測試環(huán)境及數(shù)據(jù)處理手法
5.1測試環(huán)境
5.1.1同樣環(huán)境情況（天氣、風(fēng)力、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、幅照量）
5.1.2根據(jù)當(dāng)日環(huán)境因素每兩個(gè)小時(shí)記錄環(huán)境情況，包含天氣情況、環(huán)境溫度。
5.1.3針對(duì)集熱管結(jié)構(gòu)、測試形式與數(shù)據(jù)記錄做統(tǒng)一規(guī)范。
5.1.4測試位置：江蘇省昆山市，北緯31.23、東經(jīng)120.57。
5.2數(shù)據(jù)處理手法
采用二維積分的幾何定義進(jìn)行計(jì)算，二維積分幾何定義是指函數(shù)在規(guī)定區(qū)間[a,b]內(nèi)與x軸圍成的曲面的有向面積：在x軸上方（藍(lán)色）的面積為正，下方（黃色）的面積為負(fù)。利用數(shù)學(xué)式表達(dá)為：，在該試驗(yàn)中，可利用積分的定義將積分區(qū)間均分為若干單元，算出單個(gè)區(qū)間的差值后再進(jìn)行求和運(yùn)算。
。即：
6數(shù)據(jù)處理
6.1匯整數(shù)據(jù)，形成比較圖
通過對(duì)多臺(tái)家用太陽能熱水系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，可得出結(jié)論：通過比較溫升變化曲線和環(huán)境溫度變化曲線所積面積的大小來確定集熱器或者整機(jī)的熱性能,可以避開試驗(yàn)起始溫度對(duì)集熱器，或者q17計(jì)算公式對(duì)整機(jī)試驗(yàn)產(chǎn)生的誤差影響；同時(shí)若放寬試驗(yàn)的測試時(shí)間范圍，二維積分統(tǒng)計(jì)表可以綜合反映出當(dāng)日的得熱量和熱損情況，可謂一舉兩得。
參考文獻(xiàn)
[1]岳峰，朱金陵，符曉開，等.影響家用太陽能熱水器熱性能因素的實(shí)驗(yàn)分析[J].計(jì)量與測試技術(shù)，2004，31（9）：20-21.
[2]魏鳳，張曉黎，辛禮.環(huán)境條件對(duì)全玻璃真空太陽能熱水器熱性能的影響[J].能源技術(shù)，2006，27（3）：63-65.
[3]霍志臣，羅振濤.中國太陽能熱利用年度發(fā)展研究報(bào)告.中國太陽能熱利用行業(yè)年會(huì)暨高峰論壇，2011:10-11
[4]馬迎昌，周玲，馬光柏.對(duì)日有用得熱量實(shí)驗(yàn)條件的實(shí)驗(yàn)研究.太陽能，2011，14：46-48.
[5]葛玉紅，韓成明.太陽能熱水器熱性能及能效測評(píng)系統(tǒng)簡介.太陽能工程,2012-04:55-57.
[6]GB/T17049-2005《全玻璃真空太陽集熱管》
[7]GB/T19141-2011《家用太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)條件》
[8]GB26969-2011《家用太陽能熱水系統(tǒng)能效限定值及能效等級(jí)》
