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T／CRES 0010-2022 直通式太阳真空集热管光学效率试验方法.pdfICS 27.160 F10
中国可再生能源学会标准
直通式太阳真空集热管光学效率试验方法
范围.... 2规范性引用文件， 3术语和定义， 4光学效率试验原理， 5光学效率试验系统， 6光学效率试验步骤， 7光学效率的计算.， 8试验报告... 安全
2规范性引用文件， 3术语和定义， 4光学效率试验原理， 5光学效率试验系统， 6光学效率试验步骤DB5101／T 46-2019 城市轨道交通用灯箱测量方法.pdf， 7光学效率的计算. 8试验报告.. 9安全
直通式太阳真空集热管光学效率试验方法
下列术语和定义适用于本文件，
太阳模拟器solarsimulator 太阳模拟器是用于模拟太阳光的设备，其光谱辐照度分布与标准太阳光谱辐照度分布接 近，主要包含太阳模拟光源、聚光器、供电、镇流器及相关控制部件组成。 3.2
太阳模拟器solarsimulator
太阳模拟器是用于模拟太阳光的设备，其光谱辐照度分布与标准太阳光谱辐照度分布接 近，主要包含太阳模拟光源、聚光器、供电、镇流器及相关控制部件组成。
集热管的长度有效利用率为规定温度条件下，太阳辐射在集热管长度方向上能够到达集 热管选择性吸收膜层的长度占集热管总长度之比。即集热管总长度Lar减去集热管端部到遮 光环外壁面的长度Lsheld与集热管在该温度下总长度Lali之比，长度有效利用率o的计算公 式为：
标准参比样管standardreferencesamplereceiver
本标准规定在室温条件下采用无增透膜层的玻璃外管的透光比为91.5%±0.5%，金属内 管膜层选择性吸收膜层的吸收比为95%±1%、25℃时长度有效利用率为96.5%±0.5%的集热 管作为标准参比样管，标准参比样管经德国宇航中心（DLR）测试光学效率为84%，误差 在±1%之内。标准参比样管至少2根以上，其仅用于测试光学效率使用，平时需避光封闭保 存。
式中： 为集热管的玻璃管透光比； α为集热管的选择性吸收膜层吸收比： 为集热管的长度有效利用率。
t为集热管的玻璃管透光比； α为集热管的选择性吸收膜层吸收比； 0为集热管的长度有效利用率。
本试验方法基于能量平衡原理，利用椭圆型太阳模拟器将其焦线上的太阳模拟光源辐射 聚焦到位于其另一焦线的集热管上，集热管内通入平均温度与环境温度一致的传热工质，通 过测试传热工质进出口升得出集热管全部吸收的能量，并在相同的测试条件下，对比所测 试集热管和标准参比样管所获得的能量，得出所测试集热管的光学效率。
集热管光学效率试验系统包括椭圆形太阳模拟器、恒温水系统和温度与流量测试系统三 部分
5.1椭圆形太阳模拟器
5.3温度与流量测试系统
温度与流量测试系统回路可以参考图1所示，管路从恒温水系统接入，流出可排放到水 箱或恒温水系统中。管路局部可采用软管，要求全部管路必须进行保温，位于椭圆形太阳模 拟器内的测试管路需增加辐射遮热罩。 测温应采用测试误差不超过土0.1C的温度传感器，测进、出口温度应具有3个热电阻 测点，为保证测量精度，管进出口两端的3个温度传感器在同一圆周平面上应间隔120° 分 布，以测试中心位置。
测试环境温度的温度传感器与测试系统的距离应不少于1m，高度距离地面应不低于 0.8m。 测试聚光器内温度传感器应具有辐射遮热罩。 测试所有的流量计应满足土0.5%的精度。 集热管内部为了增加管内换热系数，需将导流管放置在集热管内，导流管应与集热管同 心布置。
图1水循环系统参考图
应尽可能排除和减少外界因素对测试的影响，原则上测试应满足稳态传热条件。宜在太 阳模拟器开启20分钟后测定。 应在无风室内条件下进行测定，如不能满足时应增加挡风装置。 环境温度应距离测试平系统至少1m测得，并应避免气体热源的影响。 太阳模拟器要求操作人员穿戴工作服和防辐射墨镜。整个测试系统应放置在独立实验室 避免对其他物体照射。
5.5.1用于读取各温度值和流量值的输出指示仪表，其准确度应与所用的传感器准确度相匹 配。 5.5.2所有测量设备及测试仪表要求按照规定， 定期到相关部门或自行进行检定和校核
6.1.1集热管安装前需用无纺布擦拭干净椭圆形太阳模拟器的反射镜面和太阳模拟光源。 6.1.2集热管在登记编号后，放置在测试系统支架上的固定位置，避免集热管的尾管朝向聚 光侧，集热管安装位置误差需小于土2mm。然后插入导流管，与管路系统进行连接，并在两 端安装遮光罩，之后采用软面纱布擦洗干净集热管表面。
打开恒温水系统、温度与流量控制系统，检查温度传感器和流量计显示是否正常，检查 系统是否漏水
1）测量并记录两端部被遮光区域长度Lsheld 2）开启恒温水系统的水泵，调整水泵流量； 3）开启温度与流量控制系统，集热管内水进口温度应低于环境温度，且与环境温度相 差不超过土5℃，集热管进、出口温度差不超过0.3℃； 4）开启椭圆形太阳模拟器电源，依次打开太阳模拟光源。20分钟后，开始采集记录进 出口水温度、流量、环境温度数据； 5）待集热管出口温度与其平均温度在10分钟内变化小于±0.5℃，水流量变化不超过 土10%，测试视为达到稳态测试要求，进入稳态测试周期； 6）维持稳态测试周期，此数据采集时间至少20分钟； 7）测试完成，应保存温度与流量系统的数据记录。之后先关闭椭圆形太阳模拟器，再 关闭水泵，排空集热管内水，关闭总电源。 8）集热管更换为标准参比样管后，继续测试，重复步骤1）至步骤8)，标准参比样管 完成测试后，处理数据，完成集热管光学效率试验报告。
1）测量并记录两端部被遮光区域长度Lshold; 2）开启恒温水系统的水泵，调整水泵流量； 3）开启温度与流量控制系统，集热管内水进口温度应低于环境温度，且与环境温度相 差不超过土5℃，集热管进、出口温度差不超过0.3℃； 4）开启椭圆形太阳模拟器电源，依次打开太阳模拟光源。20分钟后，开始采集记录进 出口水温度、流量、环境温度数据； 5）待集热管出口温度与其平均温度在10分钟内变化小于±0.5℃，水流量变化不超过 土10%，测试视为达到稳态测试要求，进入稳态测试周期； 6）维持稳态测试周期，此数据采集时间至少20分钟； 7）测试完成，应保存温度与流量系统的数据记录。之后先关闭椭圆形太阳模拟器，再 关闭水泵，排空集热管内水，关闭总电源。 8）集热管更换为标准参比样管后，继续测试，重复步骤1）至步骤8)，标准参比样管 完成测试后，处理数据，完成集热管光学效率试验报告。
（1）水进口平均温度T
平均温度为3个热电阻测试温度的平均值，其计
（2）水出口平均温度T
水出口平均温度为3个热电阻测试温度的平均值，其计算式见公式4
（3）管内水工质吸收的能量Peo
（3）管内水工质吸收的能量Peoli
管内水工质吸收能量的计算式见公式5：
Tm+ Tin2 +Tin3 ， 3
式中：m为集热管内水工质流量质量流量，C为水在该测试温度范围内的平均比热。 4）集热管的光学效率： 集热管的光学效率的计算式见公式6：
SY／T 7612-2020标准下载Peollsample为被所测试集热管管内工质吸收的能量； opt,reference 为标准参比样管的光学效率；
opt,sample
包括试验概括、基本试验信息、实验数据处理及
主要包括试验目的、试验方法、试验设备及试验对象、试验参数、试验方法及测点 等。
试验基本参数样式见下表1。
表1.试验基本参数表
8.3实验数据处理及计算表
实验数据处理及计算表样式见下表2。
荃市至阜外高速公路施工组织设计表2实验数据处理及计算