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太陽能光熱檢測系統平臺
特點及檢測系統規劃
1.太陽能光熱檢測系統平臺采用硬件和軟件可編程全自動主控控制系統，具有單臺或同時連測1-10臺太陽能熱水器和太陽集熱器的熱性能功能，實現對太陽能熱水器和集熱器進行全自動測試，不僅可以完成自動測試過程中的自動制水；自動上水、自動混水、自動加熱混水、自動放水；而且還具有自動控制輔助熱源提供的供熱量變化測試和提供熱能工作時的起停止功能；并具有手動（人機對話模式）和自動測試功能的相互轉換和互鎖等功能，既可全自動測試，又可以半自動測試。真正實現一鍵式操作，自動運作的高智能化，低故障率性和具有測試精度高，性能穩定，勞動效率高等方面的特征。配置太陽自動，真正的減少了操作人員的勞動強度和減少了人為因素操作造成的測試結果。其中多項技術目前正在申請國家，目前是國內為，全自動集成程度高的太陽能光熱檢測系統。
2.系統功能配置完善，模塊化和區域化設計，以各實驗臺為單元靈活組配。所采用的太陽能熱水器、集熱器，太陽灶，集熱管等均與現場應用中的一樣，可使學生深刻理解太陽能光熱系統的現場應用。
3. 開展太陽能光熱檢測的研究對高等院校科研功關及教學能提供可靠的數據及模擬演示裝置。能幫助老師、學生學習和理解太陽能光熱轉換系統的原理，掌握太陽能光熱系統熱效率的性能能力。適用于高等院校、高職院校的動力工程、暖通機電、能源動力和新能源生產企業等領域開展太陽能光熱轉換為主課題的教學、科研和檢測等領域。
主要目的 | 研究太陽能熱水器和集熱器的測試功能、基本原理及方法 |
針對人群 | 本科生教學、教師科研、培養碩士研究生 |
完成能力 | 1.掌握集熱器的測試方法 2.掌握測試儀器的原理、構成和操作 3.掌握太陽能集熱器的標準和編制 4.掌握太陽能熱水器的測試方法 5.掌握不同太陽能熱水器的標準和編制 |
配合課程 | 1.電工基礎 2.太陽能熱利用技術 3.熱工學與傳熱學 4.熱能的儲存技術 5.太陽能熱水系統 6.太陽能采暖技術 7.太陽能制冷技術 8.大學物理 9.太陽能熱發電系統 10.太陽能基礎知識 11.太陽能熱利用技術與施工 12.太陽能熱利用工程技術 13.太陽能供熱采暖應用技術手冊 14.太陽能供暖系統設計與安裝 15.太陽能光熱轉換機應用 16.太陽能利用：原理•技術•工程 |
每臺適用學生數量 | 4人 |
檢測項目
標 準 | GB/T18708-2002/ GB 26969-2011 | GB/T25967-2010/GB/T23889-2009 | GB/T4271-2007 |
功 能 | 得熱量 | 總熱負荷 | 瞬時效率 |
日有用得熱量 | 得熱量 | 瞬時效率特性 | |
熱損系數 | 太陽能保證率 | 瞬時效率方程式 | |
平均熱損系數 | 電功率 | 兩端壓力降落 | |
系統得熱量與太陽輻照量的曲線圖 | 兩次實驗結束水溫 | 入射角修正系數 | |
能效系數及等級測評 | 日有用得熱量及升溫性能 | 入射角修正系數圖 | |
實驗結束水溫 | 保溫性能 | 時間常數 | |
制熱性能系數 | 時間常數關系曲線 | ||
熱泵壓力 |
主要技術參數
序號 | 項 次 | 主要參數 | |
1 | 太陽能測試儀采集器 | 1）A/D轉換：32Bit 2).掃描頻率：100HZ 3).模擬通道：22個 4).模擬電壓范圍：+-5000mv 5).模擬電壓精度：+-（讀數*0.1%+偏移量）， 6).測量辯率：0.48uv； 7).開關激發通道：8個電壓，4個電流 8）.脈沖通道：6個； 9).協議支持：支持BODBUS RTU、RS232/485、無線通訊協議 10).內存：2M 11).耗電量：35mA 12).顯示方式： 內嵌點陣240*128 ,114mm*64mmLCD大屏幕顯示器藍屏和反饋式觸摸按鍵，參數一目然， | |
2 | 傳感器系統 | 太陽總輻射傳感 | *須采用由中國氣象局氣象探測中心和工程技術研究中心組織的“太陽能資源觀測利用氣象傳感器的研制項目"驗收測試報告中規定的合格產品，并提供相關證明材料。 1.光譜范圍 305-2800 nm 2.響應時間 15s 3.零點偏移<10W/㎡ 4.方位誤差 <20W/㎡（1000W/㎡到80°） 5.工作溫度 -40℃~+80℃ 6.大輻照度 0~2000W/㎡ 7.靈敏度 7 - 14μV/W/m2 |
太陽散射傳感器 | A.環帶直徑:∮400mm,寬度:65nm B.測量范圍:0-2000W/m2； D.顯示分辨率:1 W/m2 ； E.顯示內容:瞬時值，日累計量等 | ||
地球輻射表（長波輻射表）可選 | 1、光譜范圍：4500-50000 nm 2、信號范圍：-250-+250W/m2 3、信號輸出：-20-0mV 4、靈 敏 度：5-15μV/W•m-2 5、響應時間：＜ 20 s (99%) 6、內 阻：≤ 200 Ω 7、年穩定性：±2% 8、非 線 性：＜ ± 2% 9、溫度系數：≤±1%(-20℃～+50℃) 10、工作環境溫度：-40℃～+80℃ 11、工作環境濕度：0～99.99%RH | ||
精密溫度傳感器 | A.測量范圍 0-200℃ ； B.測量精度:±0.05℃； C.顯示分辨率：0.01℃。 | ||
環境溫度 |
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環境風速 | A測量范圍:0-60m/s ； B測量精度:±0.5m/s； C.顯示分辨率：0.1 m/s | ||
壓力變送器 | A.數 量: 2路； B.壓力范圍：0-0.2MPa； C.測量精度：＜50PA； D.耐溫：0-350℃ | ||
質量流量傳感器 | （1）測量范圍: 0-7600L/H，流速（0-12m/s）； （2）測量精度: 0.2%MV+1mm/s； （3）耐溫：-20-100℃ ； （4）工作壓力：0-4Mpa ； （5）防爆等級：Exib(ib)ⅡBT2-T5。 （6）電源及信號：直流24V，信號輸出：脈沖 | ||
太陽能集熱器教學系統 | 1.平板太陽集熱器：采光面積2 m2，吸收率高達95%，發射率低至5% 2.全玻璃太陽集熱器：采光面積2 m2 | ||
太陽能熱水器教學系統 | 1.水箱：外殼直?475，125 L 2.真空管：?58*1800*16 3.角度：45度 4.保溫層：無氟阻燃發泡材料 5.內膽材料：SUS304-2B食品級不銹鋼 包括太陽能控制器、集熱器、承壓水箱120L 6.緊 | ||
流量傳感器 | （1）可同時對5臺太陽能熱水器同時上水，不需要單一轉換上水； （2）測量范圍:0.2～1.2m3/h ；； （3）測量精度: ＜1% ； （4）耐溫：0～120℃ ； （5）工作壓力：0-6.3Mpa ； | ||
智能燃氣表 | 1. 計量標準: 符合國家標準GB/T 6968-1997《膜式燃氣表》 2. 精度等級: * 3. 防爆等級:ExibⅡBT3 4. 工作壓力范圍: 0.5Kpa－50Kpa 5. 防護等級:IP54 6.大流量：6m3/H | ||
電量變送器 | 1.允許過載 ： 120%*量程 2.測量精度 ： 電壓 電流 0.5級 有功無功電能 1.0級 3.輸入方式 ： 浮置輸入 4. 顯示更新 ： 約2秒/次 5.轉換速率 ： 8000次/秒 6.測量范圍： 單相電壓(10-500V) 單相電流(0.02-20A) 頻率(45-65)Hz 有功/無功功率(U×I) 有功/無功電能(9999.9MW.h) 功率因數(0.2-1.0) | ||
日晷 | (1)與太陽入射角成各種角度, 用日晷與旋轉測試臺配合完成。
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3 | 介質處理系統 | 全自動水路控制及運作裝置 | A.水泵：大流量(m3/h):2.1，大揚程:9m B.裝置柜： 材料SUS201 鋼板制造，表面經噴塑處理，長時間不易生銹。 C.防干燒，保空轉功能 D．加熱器： （1）三U 型電加熱 功率(1KWx3) （2）電加熱套筒材料SUS304 E.動力與信號集中轉接裝置：12路/套，采用模塊化設計，獨立控制，保證動力的供給和信號的集中采集，方便傳感器的現場維護和校驗。 F.電磁閥：3路/套，高溫型，完成上水、放水、加熱混水和斷水的邏輯組合。 （1）進口配件國內組裝 （2）泄漏量為零 （3）高動作頻率：5次/秒 （4）工質溫度：-9-120℃ |
介質處理系統 | 本系統由自動控制儀、冷水機組、送水泵、升降溫水箱、加熱器、電磁閥和三通閥等組成，可實現對水系統進行手動與自動控制，為太陽能熱水系統提供試驗用水。
A. 可進行手動與自動控制，為太陽能熱水系統提供試驗用水， B．與相關裝置配合使用可完成輔助能源的太陽能熱水器的熱性能測試和耐久物理性能參數(耐壓、空曬、外熱沖擊、淋雨、內熱沖擊、耐凍)可選 C． 溫度控制范圍：5℃～100℃,精度：±0.2℃ 流量控制范圍：0.6～6立方米/小時，精度：＜1% 壓力控制范圍：0～2.5MPA，精度：＜50PA 供 電 電 壓: 220V-380V（±10%），50Hz(±2%), 功率:20KW 升降溫水箱：高低水位控制，保溫性能佳，容量3噸，SUS304B材料不銹鋼。 冷卻風量: 12000m3/h 冷凍水量:5.2m3/h D. 安全保護：壓縮機過熱保護，過流保護，高低壓力保護，超溫保護，流量保護，相 序/缺相保護，排氣過熱保護 分別引出冷水機和水泵開關信號，室外工作,防風雨,抗腐蝕,內管道隔熱保溫 | ||
4 | 自動控制系統 |
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5 | 自動控制儀 | 1. 溫度及流量通道數：溫度10路;流量10路； 2. 控制精度：±0.2℃； 3. 檢測精度: ±0.05℃ ； 4. 控制通道：48通道； 5. 控制臺結構：不銹鋼制結構，表面噴塑處理，室外全天侯工作結構,測量儀器嵌入式安裝； 6. 系統供電：AC380V，50Hz； 7. 控制方式：人機對話和點觸摸進行控制，自動運行狀態； 8. 由中間繼電器和接觸器組成控制邏輯開關，實現各路工作切換通過微機通訊接口實現測試儀器的數據共享，同時發出控制信息； 9. 安全保護功能，負載過流過溫，自動斷電. 具有高低油位報警及自動斷水功能，板式換熱器中是否有水流動，具有制冷機的保護功能。 10. 具有不同溫度值的一次性設定和二次溫度判定及處理 11. 具有輔助熱源工況條件判定及工作功能 | |
6 | 太陽自動 | 1、大采光面積:12 M2； 2、追蹤模式:雙軸向 （方位角和傾斜仰角）系統采用微機控制技術，具有光源和歷史軌跡自動跟蹤; 3、系統精度:方位角<= 0.1°、傾斜仰角<= 0.2°； 4、方位角范圍:0°- 270°； 5、動態方位角承載:1000Kg； 6、傾斜仰角范圍:0°- 80°； 7、動態仰角承載:100Kg； 8、大承受風力:傾斜40°可以承受12級風風速36.9 M/S 傾斜 0°可以承受14級風風速46.1 M/S； 9、結構:鋁合金+不銹鋼+熱浸鍍鋅(JIS G 3466 STKR400; ASTM A123&A153) ； 10、太陽自動跟蹤控制器:高性能主控CPU，可以實時監測光輻射/風速和運行的角度，并且能在光 輻射低時自動切換無光運作模式，可自行設定大風保護功能。 | |
7 | 太陽能綜合業務測試平臺 | 1.軟件界面采用圖形和動態化設計，實時將測試的數據以圖形、動態的方式顯示。軟件支持GB/T 18708，GB/T26969-2011 家用太陽能熱水系統能效限定值及能效等級、GB/T25967-2010帶輔助能源的家用太陽能熱水系統熱性能試驗方法和GB/T23889-2009家用空氣源熱泵輔助型太陽能熱水系統技術條件等國標要求、GB/T4271-2007 、GB/T17581-2007、GB/T6424-2007 *2．采用人機對話模式，具有實時在線監測、操作控制、參數設置、條件判定和報表計算等功能，并具有對溫控模塊和傳感器校準功能。 3..實時與戶外控制系統和數據處理系統相連接，實時進行測試指令的發布控制及實時顯示各路數據，具有開測和停止測試功能，檢測數據自動存儲（存儲時間可以設定），實時顯示測試結果，并終生成數據報表，與打印機相連打印檢測報告，數據存儲格式為EXCEL和WPS格式可供其它軟件調用標準格式可供其它軟件調用。 4.采用人機對話模式，具有操作控制、參數設置、測試參靈敏和報表計算等功能； *5.該軟件具有測試的穩態條件自動判定功能，當達到設定值的穩定時，軟件自動發出測試指令，并自動記錄測試記錄表和測試工況穩態狀態下的測試數據，易于終的報表導出功能； 6.實時與戶外控制系統和數據處理系統相連接，實時進行測試指令的發布控制和實時顯示各路數據， | |
