設(shè)備設(shè)計(jì)完成后，將在關(guān)健部件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，選擇理想?yún)?shù)，完善設(shè)計(jì)。
試驗(yàn)地點(diǎn)：河北省張家口市宣化區(qū)，地處東經(jīng)11502’32”，北緯40034’56”。太陽能資源豐富，屬二類地區(qū)，年輻射量587～700KJ／m2”，年R照時(shí)數(shù)3000～3200hr。試驗(yàn)時(shí)間：2010年7月至2010年11月。
一、試驗(yàn)方案
太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能，為干燥設(shè)備提供熱源，是干燥設(shè)備的關(guān)健部件，對(duì)太陽能集熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其集熱性能，從而提升干燥設(shè)備的整體性能。太陽能集熱器的性能優(yōu)劣體現(xiàn)在其將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的能力，太陽能空氣集熱器的效率是衡量其工作性能的重要指標(biāo)，效率越高，說明集熱器對(duì)太陽能的轉(zhuǎn)化越充分，則集熱器集熱性能越好。集熱器效率的計(jì)算，本文中效率以集熱器采光面積為參考。集熱器采光面積示意圖如圖3．11所示。采光面積為1 960 rnnl×880 mm=l724 800 mm2，即1.7248 m2。
 




 
 
太陽能空氣集熱器瞬時(shí)效率為在穩(wěn)態(tài)條件下，集熱器實(shí)際獲得的有用功率與集熱器表面接收的太陽輻射功率之比。
二、測試系統(tǒng)材料與方法
試驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)：總輻射表(北京天裕德DRT.2型)，溫度傳感器，濕度變送器，微風(fēng)傳感器，風(fēng)機(jī)，無紙記錄儀，分光光度計(jì)，電子天平。總輻射表1個(gè)總輻射表(北京天裕德DRT．2型)如圖3.12。
 
 



 
 
技術(shù)參數(shù)：
靈敏度：9．513 la V／Wm．2響應(yīng)時(shí)間：<30s
內(nèi)阻：230[2穩(wěn)定性：±2％
余弦：±5％溫度特性：±2％(-20--+40。C)
重量：1．5Kg
測量范圍：0--200W／m2
信號(hào)輸出：0N20mV測量精度：工作表(5％
測量光譜范圍：280-300nm
原理：采用光電轉(zhuǎn)換感應(yīng)原理，與記錄儀配合使用，測量出太陽的總輻射。感應(yīng)元件采用了繞線電鍍式多接點(diǎn)熱電堆，其表面涂有高吸收率黑色涂層，感應(yīng)元件的熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷接點(diǎn)位于儀器原機(jī)體內(nèi)，直接取環(huán)境溫度。當(dāng)有光照射時(shí)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差即產(chǎn)生電勢差，進(jìn)而將信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，在線性誤差范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與太陽輻射成正比。溫度傳感器3個(gè)Ptl00‘b4×50mm×5000mm引線四氟耐溫線制北京中旺新業(yè)電子技術(shù)有限公司
溫度范圍：0～100℃

 



 
 
技術(shù)參數(shù)：
量程：0～100％
電源：24V DC
圖3．13濕度傳感器圖
Fig．3．13 Humidity
sensor
風(fēng)速傳感器3個(gè)，如圖3．14。
輸出：4-20mA變送輸出
結(jié)構(gòu)：分體式線纜5000mm
EE65一VB5美國E+E公司
 







 
 
技術(shù)參數(shù)：
測量范圍：O～15m／s
反應(yīng)時(shí)間：2s
信號(hào)輸出：4-20mA
電源：
分辨率：
24V DC
0．01rn／s
日晷1個(gè)如圖3．1 5。
DRT一2一C型同昝(北京天裕德科技有限公司)
可測60，50，45，30，15，10，0度入射角
 




 
 
無紙記錄儀1個(gè)如圖3．16。
XSR70—12T0 USBV0型12通道彩屏記錄儀OEM
 




 
 
12通道全隔離輸入，輸入信號(hào)直流電流(4～20mA)，直流電壓(0-20mV)，熱電阻(Ptl00)，外供DC 24V電源，USB接口導(dǎo)出數(shù)據(jù)。
工作溫度：0-50。C
基本誤差：±0．2％FS
記錄間隔：2s
風(fēng)機(jī)：CZR威力牌鼓風(fēng)機(jī)溫嶺市威龍電器廠
電壓：220V功率：350W
轉(zhuǎn)速：2800rpm
試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖及實(shí)物圖如圖3．17所示。
 


 
 
 



 
 
測量參數(shù)：集熱器采光面積Aa(m2)，工質(zhì)進(jìn)151溫度ti(℃)，工質(zhì)出151溫度te(℃)，環(huán)境空氣溫度ta(℃)，總太陽輻照度G(W／m2)，直接日射入射角o(。)，工質(zhì)質(zhì)量流量聊(kg／s)。3．2．3吸熱體波紋試驗(yàn)吸熱體若采用褶皺設(shè)計(jì)能增大換熱面積，有利于提高空氣流速，提高換熱效率，分別采用3種波紋不同的吸熱體的集熱器作對(duì)比試驗(yàn)，平面無波紋，沿集熱器縱向波紋及橫向波紋，其他結(jié)構(gòu)一致。研究環(huán)境溫度、太陽輻照度相近的3d分別測試相同流量下進(jìn)出口溫度，比較效率轉(zhuǎn)化，效率高的性能較優(yōu)。
三、上下通道空間比的確定
吸熱體將集熱器內(nèi)部分為上下兩通道，即吸熱體上表面與透明蓋板之間形成的上通道和吸熱體下表面與內(nèi)殼底部之間形成的下通道，空氣同時(shí)經(jīng)由上、下通道流動(dòng)，空氣與吸熱體上下表面充分接觸，能夠快速有效地傳遞熱量。集熱器內(nèi)部空間1960mmx880mm×120mm，如圖3．18中所示對(duì)于吸熱體在集熱器內(nèi)部所處的不同高度位置，做一組對(duì)比試驗(yàn)，研究上下通道空間比對(duì)效率的影響，選擇效率的作為選擇。試驗(yàn)對(duì)比吸熱板不同高度對(duì)吸熱效果的影響。
 



 
 
分別測試吸熱體點(diǎn)距殼體底部內(nèi)表面高度d=20mm，d=30mm，d=40mm，d=50mm，d=60mm時(shí)集熱器效率值，分析吸熱體不同高度對(duì)集熱效果的影響。試驗(yàn)用集熱器，制成吸熱板高度可調(diào)，方便測試。如圖3.19，制作四根帶螺紋的頂縫，從集熱器底部依次穿過外殼、框架、內(nèi)殼，以四點(diǎn)支撐住吸熱體，通過旋轉(zhuǎn)頂絲，調(diào)節(jié)箱體內(nèi)吸熱體的高度，安裝后的示意圖如圖3.20。
 
 




 
 



 
 
四、進(jìn)出口通路數(shù)量
太陽能集熱器的進(jìn)口輸入與環(huán)境溫度相同的空氣，出口輸出加熱后的空氣，進(jìn)出口有利于集熱器相互之間以及與其他機(jī)構(gòu)的銜接，試驗(yàn)測試一塊集熱器設(shè)置進(jìn)出口數(shù)量不同，對(duì)其性能的影響。以直徑為80mm管為進(jìn)出口，分別測量進(jìn)口和出口數(shù)量為一迸一出，三進(jìn)三出時(shí)的太陽輻照度、進(jìn)出口溫度、進(jìn)出口風(fēng)速，以計(jì)算相應(yīng)的集熱器效率，分析其影響。
五、試驗(yàn)結(jié)果與分析
從表3.1試驗(yàn)結(jié)果顯示，吸熱體具有與傳熱工質(zhì)流動(dòng)方向垂直的橫向波紋，平面無波紋和縱向波紋的集熱效率依次為84．53％，66．05％，74．93％。因?yàn)槲鼰狍w帶有波紋，波紋的起伏增大了吸熱和換熱面積，所以帶有橫向波紋和縱向波紋吸熱體的集熱器比吸熱體是平板的集熱器效率高。與傳熱工質(zhì)流動(dòng)方向垂直的橫向波紋對(duì)流動(dòng)的工質(zhì)形成了一定的阻礙，加大了對(duì)其的擾動(dòng)，減少熱阻，使換熱更加充分，從而使集熱效率提高了近lO個(gè)百分點(diǎn)。
 





 
 
上下通道空間比試驗(yàn)集熱器透明蓋板下表面與內(nèi)殼上表面的距離為120 InlTl，從圖3．21中可以看出，流量為O．06 kg／s時(shí)，吸熱體下表面距內(nèi)殼底部高度為40 mm時(shí)效率，為68.16％，即上下通道空間大小比例為2：l，上通道高度為80 Inill，下通道高度為40 mm。由于上通道頂部是透明蓋板，流經(jīng)上通道的傳熱工質(zhì)與吸熱體進(jìn)行熱交換的同時(shí)，也接受太陽光的熱輻射，因此與下通道相比，接收了更多能量。當(dāng)上下通道空間大小比例為2：l時(shí)，能夠更加有效地進(jìn)行熱交換，并且使上下通道出口處的工質(zhì)溫度趨向一致，減少溫差引起的熱損失，從而提高集熱器效率。
 
 



 
 
分別測量進(jìn)出口為3組和1組時(shí)集熱器集熱效果差異。測量結(jié)果見表3.2。
 



 
 
從表中分析可見，當(dāng)集熱器出入口的數(shù)量為3組時(shí)，集熱效率比一組出入口的集熱器高了近5個(gè)百分點(diǎn)。集熱器出入口數(shù)量為一組時(shí)，由于集熱器的長方體結(jié)構(gòu)，離出入口有一定距離的邊角處容易形成氣流死角，空氣流動(dòng)緩慢，影響換熱效果，而延集熱器寬度均勻分布3組出入口后，靠近邊緣的接口打破死角局勢，加大對(duì)氣流的疏導(dǎo)，從而使集熱器的效率有所提高。http://m.zhdtlyjq.com