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(xué)、教師科研、培養(yǎng)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(gòu)成和操作

3.掌握太陽能集熱器的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)和編制

配合課程

1.電工基礎(chǔ)

2.太陽能熱利用技術(shù)

3.熱工學(xué)與傳熱學(xué)

4.熱能的儲存技術(shù)

5.太陽能熱水系統(tǒng)

6.太陽能采暖技術(shù)

7.太陽能制冷技術(shù)

8.大學(xué)物理

9.太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)

10.太陽能基礎(chǔ)知識

11.太陽能熱利用技術(shù)與施工

12.太陽能熱利用工程技術(shù)

13.太陽能供熱采暖應(yīng)用技術(shù)手冊

14.太陽能供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝

15.太陽能光熱轉(zhuǎn)換機(jī)應(yīng)用

16.太陽能利用：原理•技術(shù)•工程

每臺適用學(xué)生數(shù)量

4人

   標(biāo)   準(zhǔn)

GB/T18708-2002/ GB 26969-2011

GB/T25967-2010/GB/T23889-2009

GB/T4271-2007

功   能

得熱量

總熱負(fù)荷

瞬時(shí)效率

日有用得熱量

得熱量

瞬時(shí)效率特性

熱損系數(shù)

太陽能保證率

瞬時(shí)效率方程式

平均熱損系數(shù)

電功率

兩端壓力降落

系統(tǒng)得熱量與太陽輻照量的曲線圖

兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)束水溫

入射角修正系數(shù)

能效系數(shù)及等級測評

日有用得熱量及升溫性能

入射角修正系數(shù)圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)束水溫

保溫性能

時(shí)間常數(shù)

制熱性能系數(shù)

時(shí)間常數(shù)關(guān)系曲線

熱泵壓力

序號

項(xiàng)   次

主要參數(shù)

1

太陽能測試儀采集器

1）A/D轉(zhuǎn)換：32Bit

2).掃描頻率：100HZ

3).模擬通道：22個(gè)

4).模擬電壓范圍：+-5000mv

5).模擬電壓精度：+-（讀數(shù)*0.1%+偏移量），

6).測量辯率：0.48uv；

7).開關(guān)激發(fā)通道：8個(gè)電壓，4個(gè)電流

8）.脈沖通道：6個(gè)；

9).協(xié)議支持：支持BODBUS RTU、RS232/485、無線通訊協(xié)議

10).內(nèi)存：2M

11).耗電量：35mA

12).顯示方式：

    內(nèi)嵌點(diǎn)陣240*128 ,114mm*64mmLCD大屏幕顯示器藍(lán)屏和反饋式觸摸按鍵，參數(shù)一目然，

2

傳感器系統(tǒng)

太陽總輻射傳感

 *須采用由*氣象探測中心和工程技術(shù)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(xiàng)目”驗(yàn)收測試報(bào)告中規(guī)定的合格產(chǎn)品，并提供相關(guān)證明材料。

1.光譜范圍 305-2800 nm

2.響應(yīng)時(shí)間 15s

3.零點(diǎn)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

8.靈敏度溫度誤差 <0.1%/℃

太陽散射傳感器

A.環(huán)帶直徑:∮400mm,寬度:65nm

B.測量范圍:0-2000W/m2；
C.測量精度: ＜5%；

D.顯示分辨率:1 W/m2 ；         

E.顯示內(nèi)容:瞬時(shí)值，日累計(jì)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(yīng)時(shí)間：＜ 20 s (99%)

6、內(nèi)    阻：≤ 200 Ω

7、年穩(wěn)定性：±2%

8、非 線 性：＜ ± 2%

9、溫度系數(shù)：≤±1%(-20℃～+50℃)

10、工作環(huán)境溫度：-40℃～+80℃

11、工作環(huán)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(huán)境溫度

• 測量范圍 -40～70℃ 
• 測量精度:±0.5℃
• 顯示分辨率：0.1℃

環(huán)境風(fēng)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(shù) 量: 2路；

B.壓力范圍：0-0.2MPa；

C.測量精度：＜50PA；

D.耐溫：0-350℃

質(zhì)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(xué)系統(tǒng)

1.平板太陽集熱器：采光面積2 m²，吸收率高達(dá)95%，發(fā)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(xué)系統(tǒng)

1.水箱：外殼直Ø475，125 L

2.真空管：Ø58*1800*16

3.角度：45度

4.保溫層：無氟阻燃發(fā)泡材料

5.內(nèi)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(shí)對5臺太陽能熱水器同時(shí)上水，不需要單一轉(zhuǎn)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?xì)獗?/span>  

1. 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn): 符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6968-1997《膜式燃?xì)獗怼?/span>

2. 精度等級: *

3. 防爆等級:ExibⅡBT3

4. 工作壓力范圍: 0.5Kpa－50Kpa

5. 防護(hù)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(zhuǎn)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(shù)(0.2-1.0)

日晷  

(1)與太陽入射角成各種角度, 用日晷與旋轉(zhuǎn)測試臺配合完成。

1. 用日晷監(jiān)測太陽的位置（出 廠前已對日晷進(jìn)行標(biāo)定，刻 度盤有測試所需專業(yè)（0，15，30，45，50，60度入射角）

3

介質(zhì)處理系統(tǒng)

全自動水路控制及運(yùn)作裝置

A.水泵：大流量(m3/h):2.1，大揚(yáng)程:9m

B.裝置柜：

  材料SUS201 鋼板制造，表面經(jīng)噴塑處理，長時(shí)間不易生銹。

C.防干燒，?？辙D(zhuǎn)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(zhuǎn)接裝置：12路/套，采用模塊化設(shè)計(jì)，獨(dú)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(xiàn)場維護(hù)和校驗(yàn)。

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(jìn)口配件國內(nèi)組裝

 （2）泄漏量為零

 （3）高動作頻率：5次/秒   

 （4）工質(zhì)溫度：-9-120℃

介質(zhì)處理系統(tǒng)

本系統(tǒng)由自動控制儀、冷水機(jī)組、送水泵、升降溫水箱、加熱器、電磁閥和三通閥等組成，可實(shí)現(xiàn)對水系統(tǒng)進(jìn)行手動與自動控制，為太陽能熱水系統(tǒng)提供試驗(yàn)用水。

• 功 能：

A. 可進(jìn)行手動與自動控制，為太陽能熱水系統(tǒng)提供試驗(yàn)用水，

B．與相關(guān)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(shù)(耐壓、空曬、外熱沖擊、淋雨、內(nèi)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(shí)，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(fēng)量: 12000m3/h

冷凍水量:5.2m3/h

D. 安全保護(hù)：壓縮機(jī)過熱保護(hù)，過流保護(hù)，高低壓力保護(hù)，超溫保護(hù)，流量保護(hù)，相

序/缺相保護(hù)，排氣過熱保護(hù) 分別引出冷水機(jī)和水泵開關(guān)信號，室外工作,防風(fēng)雨,抗腐蝕,內(nèi)管道隔熱保溫

4

自動控制系統(tǒng)

• 控制臺結(jié)構(gòu)：SUS201鋼制結(jié)構(gòu)，表面噴塑處理，室外全天侯工作結(jié)構(gòu),測量儀器嵌入式安裝；
• 安全保護(hù)功能，負(fù)載過流過溫，自動斷電. 具有高低水位報(bào)警功能，板式換熱器中是否有介質(zhì)流動，具有制冷機(jī)的保護(hù)功能;
• 系統(tǒng)供電：380V（±10%）， 50Hz(±2%)；         
• 控制方式：人機(jī)對話和點(diǎn)觸摸進(jìn)行控制，自動運(yùn)行狀態(tài) ；
• 由中間繼電器和接觸器組成控制邏輯開關(guān)，實(shí)現(xiàn)各路工作切換 。

5

自動控制儀

1. 溫度及流量通道數(shù)：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(jié)構(gòu)：不銹鋼制結(jié)構(gòu)，表面噴塑處理，室外全天侯工作結(jié)構(gòu),測量儀器嵌入式安裝；

6. 系統(tǒng)供電：AC380V，50Hz；

7. 控制方式：人機(jī)對話和點(diǎn)觸摸進(jìn)行控制，自動運(yùn)行狀態(tài)；

8. 由中間繼電器和接觸器組成控制邏輯開關(guān)，實(shí)現(xiàn)各路工作切換通過微機(jī)通訊接口實(shí)現(xiàn)測試儀器的數(shù)據(jù)共享，同時(shí)發(fā)出控制信息；

9. 安全保護(hù)功能，負(fù)載過流過溫，自動斷電. 具有高低油位報(bào)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(jī)的保護(hù)功能。

10. 具有不同溫度值的一次性設(shè)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(tǒng)采用微機(jī)控制技術(shù)，具有光源和歷史軌跡自動跟蹤;

 3、系統(tǒng)精度:方位角<= 0.1°、傾斜仰角<= 0.2°；

 4、方位角范圍:0°- 270°；

 5、動態(tài)方位角承載:1000Kg；

6、傾斜仰角范圍:0°- 80°；

7、動態(tài)仰角承載:100Kg；

8、大承受風(fēng)力:傾斜40°可以承受12級風(fēng)風(fēng)速36.9 M/S  傾斜 0°可以承受14級風(fēng)風(fēng)速46.1 M/S；

9、結(jié)構(gòu):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(shí)時(shí)監(jiān)測光輻射/風(fēng)速和運(yùn)行的角度，并且能在光

輻射低時(shí)自動切換無光運(yùn)作模式，可自行設(shè)定大風(fēng)保護(hù)功能。

7

太陽能綜合業(yè)務(wù)測試平臺

1.軟件界面采用圖形和動態(tài)化設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)將測試的數(shù)據(jù)以圖形、動態(tài)的方式顯示。軟件支持GB/T 18708，GB/T26969-2011 家用太陽能熱水系統(tǒng)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(tǒng)熱性能試驗(yàn)方法和GB/T23889-2009家用空氣源熱泵輔助型太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)條件等國標(biāo)要求、GB/T4271-2007 、GB/T17581-2007、GB/T6424-2007

*2．采用人機(jī)對話模式，具有實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、操作控制、參數(shù)設(shè)置、條件判定和報(bào)表計(jì)算等功能，并具有對溫控模塊和傳感器校準(zhǔn)功能。

3..實(shí)時(shí)與戶外控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，實(shí)時(shí)進(jìn)行測試指令的發(fā)布控制及實(shí)時(shí)顯示各路數(shù)據(jù)，具有開測和停止測試功能，檢測數(shù)據(jù)自動存儲（存儲時(shí)間可以設(shè)定），實(shí)時(shí)顯示測試結(jié)果，并終生成數(shù)據(jù)報(bào)表，與打印機(jī)相連打印檢測報(bào)告，數(shù)據(jù)存儲格式為EXCEL和WPS格式可供其它軟件調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)格式可供其它軟件調(diào)用。

4.采用人機(jī)對話模式，具有操作控制、參數(shù)設(shè)置、測試參靈敏和報(bào)表計(jì)算等功能；

*5.該軟件具有測試的穩(wěn)態(tài)條件自動判定功能，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值的穩(wěn)定時(shí)，軟件自動發(fā)出測試指令，并自動記錄測試記錄表和測試工況穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的測試數(shù)據(jù)，易于終的報(bào)表導(dǎo)出功能；

6.實(shí)時(shí)與戶外控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，實(shí)時(shí)進(jìn)行測試指令的發(fā)布控制和實(shí)時(shí)顯示各路數(shù)據(jù)，