用于太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统及测试方法。该测试系统包括热损测试单元、整管热疲劳测试单元、过热及热循环测试单元。该热性能和加速老化测试系统可原位进行过热测试和热循环测试，省去了中间更换部件及安装的环节，缩短了实验时间；该热性能和加速老化测试系统为集合热性能及加速老化性能测试于一体的中高温太阳能中高温太阳能集热管测试系统，具有高可控性、快速、高稳定性及高集成性，可同时测试中高温太阳能中高温太阳能集热管的热损以及整管热疲劳、过热和热循环等加速老化性能，降低了仪器及实验成本，从而节省实验时间，极大的提高了新产品研发及在线测试的效率。

Thermal performance and accelerated aging test system and method for solar energy heat collecting tube

The invention discloses a thermal performance and an accelerated aging test system and a test method for a medium high temperature solar energy heat collecting tube. The test system includes a heat loss test unit, a whole tube thermal fatigue test unit, and an overheating and thermal cycling test unit. The thermal properties and the accelerated aging test system can overheat testing and thermal cycle testing in situ, eliminating the intermediate parts replacement and installation process, shorten the experiment time; the thermal performance and accelerated aging test system for high temperature solar collection hot performance and accelerated aging performance test in one of the solar collector has high temperature test system. High controllability, fast, high stability and high integration, can also test in high temperature solar heat loss in high temperature of the solar collector and the whole pipe thermal fatigue, overheating and thermal cycling accelerated aging performance, reduces the cost of instrument and experiment, so as to save the time and greatly improve the research and development of new products and online testing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
用于太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统及方法
本专利技术涉及中高温太阳能集热管领域，尤其涉及一种用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统及测试方法。
技术介绍
近年来，随着传统能源储备量的逐渐减少，迫使人类不断寻求新的可替代能源，尤其近年的环境破坏和空气污染，导致新能源尤其清洁能源显得尤为重要，人类对新能源的渴望也日渐迫切。太阳能是目前人类发现的最清洁、最安全的新能源，太阳能也是取之不尽用之不竭的新能源。太阳能光热应用已有百年的历史，太阳能市场需求越来越大，尤其作为热能被利用的越来越广泛。但是中高温太阳能的应用是近30年的事情，国内起步更晚，落后于欧美发达国家约20年。热损，是太阳能集热管的主要热性能之一，表征集热管的能量转换效率；过热、整管热疲劳以及热循环等性能，表征集热管产品的可靠性或耐久性。目前，国内外对中高温太阳能集热管的热性能及加速老化的系统性研究较少，并且其测试方法和测试系统并未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高可控性、快速、高稳定性及高集成型的用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统。本专利技术的另一目的在于提供用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，包括热损测试单元，热损测试单元包括热损支撑结构、加热器、隔热单元和电控单元，所述热损支撑结构上用于放置中高温太阳能集热管，中高温太阳能集热管两端依次设有加热器和隔热单元，隔热单元可将中高温太阳能集热管端部和加热器与外部环境隔离，所述加热器与电控单元相连接。为了同时进行整管热疲劳测试，所述热性能和加速老化测试系统还包括整管热疲劳测试单元，所述整管热疲劳测试单元包括加热器、隔热单元、电控单元、整管热疲劳支撑结构、抱死结构、电机、凸轮、万向轴承、直导杆、直线导轨、限位装置和计数器，整管热疲劳支撑结构上设有抱死结构，抱死结构用于固定中高温太阳能集热管，中高温太阳能集热管两端依次设有加热器和隔热单元，隔热单元可将中高温太阳能集热管端部和加热器与外部环境隔离，所述加热器与电控单元相连接，整管热疲劳支撑结构一端侧面设有电机，电机可以独立于加热程序而单独控制，电机上设有凸轮，整管热疲劳支撑结构与电机相同方向的一端上面设有万向轴承，整管热疲劳支撑结构上表面设有与中高温太阳能集热管平行的直导杆，直导杆设置在中高温太阳能集热管正下方，直导杆两端设有限位装置，整管热疲劳支撑结构上表面设有与直导杆平行的直线导轨，直线导轨一端设有计数器。为了同时进行过热及热循环测试，所述的热性能和加速老化测试系统还包括过热及热循环测试单元，过热及热循环测试单元包括过热支撑结构、加热器、隔热单元和电控单元，所述过热支撑机构上设有中高温太阳能集热管，中高温太阳能集热管两端依次设有加热器和隔热单元，隔热单元可将中高温太阳能集热管端部和加热器与外部环境隔离，所述加热器与电控单元相连接。为了更好的测试中高温太阳能集热管的温度，所述加热器包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元和罩管，所述第一加热单元、第二加热单元和第三加热单元均可相互独立控制，所述第一加热单元与第二加热单元相连接，第二加热单元与第三加热单元相连接，罩管套置在第一加热单元、第二加热单元和第三加热单元上，第一加热单元和第二加热单元设置在中高温太阳能集热管的端部，第一加热单元设置在中高温太阳能集热管外部，第二加热单元和第三加热单元设置在中高温太阳能集热管内部。优选的，所述罩管材质为不锈钢。所述的热性能和加速老化系统的整管热疲劳测试方法，测试步骤如下：（1）先将中高温太阳能集热管固定在抱死结构上；（2）将两支加热器从中高温太阳能集热管两端插入，插入位置为第一加热单元在中高温太阳能集热管外部，第二加热单元和第三加热单元位置为中高温太阳能集热管内部；（3）将加热单元与电控单元连接，并用隔热单元将中高温太阳能集热管端部及加热器露在中高温太阳能集热管端部外的部分与外部环境进行隔离；（4）用限位装置限位，两端固定；（5）调整凸轮，控制推拉行程；（6）随后，在电控单元上设定加热温度，第一加热单元和第二加热单元为中高温太阳能集热管设计工作温度，第三加热单元为中高温太阳能集热管设计工作温度的1/2，输入控制程序开始加热；（7）待温度稳定后，启动电机并调整其频率，开始计数，计数过程中，观察并记录中高温太阳能真空集热管的真空度用以来判断中高温太阳能真空集热管的整管热疲劳性能，待达到目标循环次数或真空度降低时，实验结束。所述的热性能和加速老化系统的过热测试方法，测试步骤如下：（1）先将中高温太阳能集热管固定在过热支撑结构上；（2）将两支加热器从中高温太阳能集热管两端，插入位置为第一加热单元在中高温太阳能集热管外部，第二加热单元和第三加热单元位置为中高温太阳能集热管内部；（3）然后将加热单元与电控单元连接；（4）用隔热单元将中高温太阳能集热管端部及加热器露在中高温太阳能集热管端部外的部分与外部环境进行隔离，起到隔温的作用；（5）启动电控单元并输入控制程序，开始加热，待温度达到目标温度并稳定后，开始计时，其中目标温度高于中高温太阳能集热管的工作温度，保温时间500~5000小时，实验过程中随时观察并记录中高温太阳能集热管的真空度，通过真空度判断中高温太阳能集热管的过热性能。所述的热性能和加速老化系统的热循环测试方法，测试步骤如下：（1）先将中高温太阳能集热管固定在过热支撑结构上；（2）将两支加热器从中高温太阳能集热管两端，插入位置为第一加热单元在中高温太阳能集热管外部，第二加热单元和第三加热单元位置为中高温太阳能集热管内部；（3）然后将加热单元与电控单元连接；（4）用隔热单元将中高温太阳能集热管端部及加热器露在中高温太阳能集热管端部外的部分与外部环境进行隔离；（5）设定实验循环温度范围[T1,T2]，其中0℃＜T1＜中高温太阳能集热管设计工作温度，工作温度＜T2＜中高温太阳能集热管设计工作温度＋200℃，设定升降温速率及循环次数，开始加热，实验过程中随时观察并记录中高温太阳能集热管的真空度，通过真空度判断中高温太阳能集热管的过热性能。所述的用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，通过控制程序参数的设置，所述热损测试单元、整管热疲劳测试单元、过热测试单元和热循环测试单元之间可以进行功能互换，即热损测试单元可以进行过热和热循环测试，整管热疲劳测试单元可以进行过热、热循环及热损测试。本专利技术的有益效果：该热性能和加速老化测试系统可原位进行过热测试和热循环测试，省去了中间更换部件及安装的环节，节省了人工，缩短了实验时间；该热性能和加速老化测试系统为集合热性能及加速老化性能测试于一体的中高温太阳能集热管测试系统，具有高可控性、快速、高稳定性及高集成性，可同时测试中高温太阳能集热管的热损以及整管热疲劳、过热和热循环等加速老化性能，降低了仪器及实验成本，从而节省实验时间，能更快的得到测试结果，更快的对中高温太阳能集热管性能进行评价；对于较长时间的测试，如时间大于500小时的测试，该热性能和加速老化测试系统可极大的缩短测试时间，这也就极大的提高了新产品研发及在线测试的效率。附图说明图1为本专利技术的热性能和加速老化测试系统整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，其特征在于，包括热损测试单元，热损测试单元包括热损支撑结构、加热器、隔热单元和电控单元，所述热损支撑结构上用于放置中高温太阳能集热管，中高温太阳能集热管两端依次设有加热器和隔热单元，隔热单元可将中高温太阳能集热管端部和加热器与外部环境隔离，所述加热器与电控单元相连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，其特征在于，包括热损测试单元，热损测试单元包括热损支撑结构、加热器、隔热单元和电控单元，所述热损支撑结构上用于放置中高温太阳能集热管，中高温太阳能集热管两端依次设有加热器和隔热单元，隔热单元可将中高温太阳能集热管端部和加热器与外部环境隔离，所述加热器与电控单元相连接。2.根据权利要求1所述的用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，其特征在于，还包括整管热疲劳测试单元，所述整管热疲劳测试单元包括加热器、隔热单元、电控单元、整管热疲劳支撑结构、抱死结构、电机、凸轮、万向轴承、直导杆、直线导轨、限位装置和计数器，整管热疲劳支撑结构上设有抱死结构，抱死结构用于固定中高温太阳能集热管，中高温太阳能集热管两端依次设有加热器和隔热单元，隔热单元可将中高温太阳能集热管端部和加热器与外部环境隔离，所述加热器与电控单元相连接，整管热疲劳支撑结构一端侧面设有电机，电机可以独立于加热程序而单独控制，电机上设有凸轮，整管热疲劳支撑结构与电机相同方向的一端上面设有万向轴承，整管热疲劳支撑结构上表面设有与中高温太阳能集热管平行的直导杆，直导杆设置在中高温太阳能集热管正下方，直导杆两端设有限位装置，整管热疲劳支撑结构上表面设有与直导杆平行的直线导轨，直线导轨一端设有计数器。3.根据权利要求1至2任何一项所述的用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，其特征在于，还包括过热及热循环测试单元，过热及热循环测试单元包括过热支撑结构、加热器、隔热单元和电控单元，所述过热支撑机构上设有中高温太阳能集热管，中高温太阳能集热管两端依次设有加热器和隔热单元，隔热单元可将中高温太阳能集热管端部和加热器与外部环境隔离，所述加热器与电控单元相连接。4.根据权利要求1至2任何一项所述的用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，其特征在于，所述加热器包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元和罩管，所述第一加热单元、第二加热单元和第三加热单元均可相互独立控制，所述第一加热单元与第二加热单元相连接，第二加热单元与第三加热单元相连接，罩管套置在第一加热单元、第二加热单元和第三加热单元上，第一加热单元和第二加热单元设置在中高温太阳能集热管的端部，第一加热单元设置在中高温太阳能集热管外部，第二加热单元和第三加热单元设置在中高温太阳能集热管内部。5.根据权利要求3所述的用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，其特征在于，所述加热器包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元和罩管，所述第一加热单元、第二加热单元和第三加热单元均可相互独立控制，所述第一加热单元与第二加热单元相连接，第二加热单元与第三加热单元相连接，罩管套置在第一加热单元、第二加热单元和第三加热单元上，第一加热单元和第二加热单元设置在中高温太阳能集热管的端部，第一加热单元设置在中高温太阳能集热管外部，第二加热单元和第三加热单元设置在中高温太阳能集热管内部。6.根据权利要求4所述的用于中高温太阳能集热管的热性能和加速老化测试系统，其特征在于，所述罩管材质为不锈钢。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹明刚，王静，郑泽勇，孙亚楠，张磊，杨兴，范兵，
申请(专利权)人：沧州天瑞星光热技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13