一、概述
近年來,太陽能熱利用中溫研發(fā)技術(shù)的不斷突破，將太陽能熱利用領(lǐng)域擴(kuò)展到了熱能應(yīng)用領(lǐng)域，而中溫太陽能集熱器檢測技術(shù)無疑是研發(fā)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵。
與普通集熱器的測試相比，中溫集熱器的檢測溫度一般要超過100℃，此時對系統(tǒng)在溫度控制、溫度穩(wěn)定性、流量穩(wěn)定性、耐溫耐壓等方面的要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)提高，高溫高壓下系統(tǒng)的溫度和流量的穩(wěn)定性是測試的難點(diǎn)。由錦州陽光自主研發(fā)的太陽能中溫集熱器檢測系統(tǒng)，其測試溫度可達(dá)180℃，各項指標(biāo)均居行業(yè)。為國內(nèi)提供了"中溫集熱器——中溫集熱應(yīng)用系統(tǒng)"的檢測技術(shù),是的太陽能中溫集熱器檢測設(shè)備。可廣泛應(yīng)用于太陽能生產(chǎn)廠、太陽能實(shí)驗(yàn)室、太陽能檢測中心、大中專科研院所等對太陽能研究部門的使用。
二、測試方法及內(nèi)容
參照國標(biāo)GB/T4271-2007 、GB/T17581-2007、GB/T6424-2007 集熱器熱性能測試方法執(zhí)行，系統(tǒng)指標(biāo)符合國標(biāo)中檢測儀器指標(biāo)要求。（ 完成 熱性能，壓力降落， 悶曬，空曬等試驗(yàn)）。
行業(yè)推選:我們集合了多年的測試經(jīng)驗(yàn),推薦選用閉環(huán)原理太陽能集熱器測試設(shè)備。
由于系統(tǒng)采用了太陽能集熱器閉環(huán)控制技術(shù)，其具有測試速度快(4個工礦升溫快)，占用空間小，數(shù)據(jù)精度高，用水量小(水連續(xù)循環(huán)使用)等特點(diǎn),為了提高測試效率,可同時測試兩臺太陽能集熱器,是目前的太陽能集熱器測試系統(tǒng)。
三、系統(tǒng)組成
1. TRM-2BM太陽能中溫集熱器熱性能測試儀(含全套傳感器）；
2. TRM-CZ-HW3恒溫測試臺；
3. 全自動水路運(yùn)行控制裝置；
4. 管路連接運(yùn)行防凍系統(tǒng)；
5. TRM-2B-KG1型太陽能集熱器系統(tǒng)控制柜；
6. TRM-2BM型太陽能集熱器測試系統(tǒng)平臺(含軟件)；
7. TRM-CSX1恒溫儲水箱。
四、太陽能集熱器測試系統(tǒng)各部件技術(shù)指標(biāo)及功能
A、TRM-2BM型太陽能中溫集熱器熱性能測試儀
1.功能：它是系統(tǒng)的核心，主要完成檢測中所有測試點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，存儲，處理，通訊，檢測報告形成等方面功能，集硬件，軟件于一體的智能化設(shè)備。
2.指標(biāo)：
1. 強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)通訊功能:(配備無線GPRS模塊可與"太陽能資源監(jiān)測網(wǎng)"數(shù)據(jù)共享)
該系統(tǒng)支持有線（標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485/RJ45通訊接口）和無線（GSM/GPRS/CDMA）兩種通訊方式。有線通訊方式，距離可達(dá)1000米，實(shí)時傳送采集數(shù)據(jù)；無線通訊方式，系統(tǒng)配置無線通訊控制器后可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測中心對各監(jiān)測站點(diǎn)的遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控，系統(tǒng)采用信號良好、覆蓋率高、支持短信和IP協(xié)議的GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，不受距離限制，數(shù)據(jù)傳輸可靠。
2.TRM-2BM型太陽能集熱器熱性能測試系統(tǒng)管理軟件一套。此軟件支持（GB/T4271-2007、GB/T17581-1998、GB/T6424-1997）等國標(biāo)要求，自動打印檢測報告，在windows2000以上環(huán)境即可運(yùn)行，實(shí)時顯示各路數(shù)據(jù)，檢測數(shù)據(jù)自動存儲（存儲時間可以設(shè)定），實(shí)時顯示測試結(jié)果，自動計算并繪制太陽集熱器準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)瞬時效率曲線圖，集熱器時間常數(shù)和入射角修正系數(shù)，與打印機(jī)相連自動打印檢測報告，數(shù)據(jù)存儲格式為EXCEL標(biāo)準(zhǔn)格式可供其它軟件調(diào)用。
3.TRM-2BM型太陽能中溫集熱器熱性能數(shù)據(jù)采集器選用高性能微處理器為主控CPU，大容量數(shù)據(jù)存儲器，可連續(xù)存儲數(shù)據(jù)4000條以上，數(shù)據(jù)采樣率高于0.5秒/通道，工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，便攜式防震結(jié)構(gòu)，大屏幕漢字液晶顯示屏，輕觸薄膜按鍵，操作簡單。適合在惡劣工業(yè)環(huán)境使用。具有停電保護(hù)功能，當(dāng)交流電停電后，由充電電池供電，可維持24小時以上。
4.外觀尺寸：金屬外殼350×150×300（mm）。
5.數(shù)據(jù)存儲容量：4000條數(shù)據(jù)， 停電后數(shù)據(jù)丟失。
6.數(shù)據(jù)存儲內(nèi)容：時間（真太陽時間），太陽輻射（瞬時功率、日累計量），溫度（環(huán)境溫度、水溫、集熱器溫度），風(fēng)速，流量，管路壓力等信息。
7.顯示內(nèi)容：時間（真太陽時間），太陽輻射（瞬時功率、日累計量），溫度（環(huán)境溫度、水溫、集熱器溫度），風(fēng)速，流量， 管路壓力等信息。
8.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)分室內(nèi)室外兩部分（室外：全套傳感器-----（20米距離）室內(nèi)：主機(jī)+微機(jī)）。
B、TRM-CZ-HW3恒溫測試臺
TRM-CZ-HW1恒溫測試臺是完成太陽能集熱器熱性能測試的關(guān)鍵部件，被測試的產(chǎn)品與太陽能集熱器熱性能測試儀的傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)臺上才能完成對集熱器的測試。測試時，恒溫測試臺可保證向集熱器入口流入恒定的（溫度，流量，壓力）水量。并且流入恒定的（溫度，流量，壓力）水量還可根據(jù)要求任意調(diào)整，滿足太陽集熱器準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)瞬時效率測試要求。
系統(tǒng)選用PID做為溫度核心控制部件,自冷與加熱技術(shù)互補(bǔ)運(yùn)行,專業(yè)的自冷機(jī)組及冷水自調(diào)整循環(huán)裝置提高了控溫精度,內(nèi)熱式管路加溫部件可提高升溫速度,一體化式管路測溫傳感器使控溫精度更加提高.
1.技術(shù)指標(biāo)與特點(diǎn):
A.溫度控制范圍：10℃～180℃，精度：±0.2℃；
B.水溫度均勻性： ±0.1℃；
C. 水溫度穩(wěn)定性： ±0.1℃；
D.流量控制范圍：0～0.5m3/h，精度：＜0.5%；
E.壓力控制范圍：0～0.1MPA， 精度：＜50PA；
F.機(jī)組供電 : 220V（±10%），50Hz(±2%),功率:10KW；
G.管路電加熱器功率 : 6000W 220V供電；
H.內(nèi)嵌式制冷機(jī)組:功率5KW, 220V供電；
L.熱交換器采用我公司技術(shù)設(shè)計, 不銹鋼材料制作,實(shí)現(xiàn)冷與熱的平衡交換。具有
換熱速度快,水溫波動小等特點(diǎn). 控溫時間:20度內(nèi)小于60分鐘。
M.與多路PID溫度控制器結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制,隨意控制水箱內(nèi)溫度(10—180度均可),精度與穩(wěn)定度較高.同時系統(tǒng)還具有手動現(xiàn)場控制功能,保證可靠運(yùn)行。
N.控制水容量小于300升。
O.外觀尺寸及重量：金屬外殼1m×1m×0.8m。
P.重量：小于100Kg。
2.管道隔熱保溫：為了保證溫度損失最小，從流量計出口尤其是放置感溫元件的彎頭或混流器到真空管太陽集熱器進(jìn)口之間距離應(yīng)盡可能短，并充分保溫隔熱。同時，在真空管太陽集熱器出口處，尤其是放置感溫元件的彎頭或混流器處，亦應(yīng)充分隔熱保溫。
3.溫度調(diào)節(jié)與控制：在系統(tǒng)中串接兩極溫度PID（進(jìn)口）調(diào)節(jié)器。級為換熱器（制冷裝置），設(shè)置在真空管太陽集熱器出口處，用于將工質(zhì)溫度調(diào)至設(shè)定值之下。第二級為電加熱器（分為三級PID控溫裝置，第三級穩(wěn)定度±0.1℃），設(shè)置在恒壓水箱與太陽集熱器進(jìn)口之間，用于調(diào)節(jié)工質(zhì)進(jìn)口溫度至設(shè)定值（10℃～90℃任意調(diào)整）。
4.變頻調(diào)速技術(shù)的流量調(diào)節(jié)與控制：利用恒壓水箱、泵和流量控制閥，精密流量傳感器等調(diào)節(jié)控制工質(zhì)流量，并保證流量穩(wěn)定性在±1%以內(nèi)。系統(tǒng)采用變頻調(diào)速技術(shù)對循環(huán)水泵的水流量進(jìn)行任意調(diào)節(jié),變頻器為進(jìn)口產(chǎn)品,可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制,精度較高.在真空管太陽集熱器出口處和其它可能積聚空氣的地方安裝了放氣閥，管路設(shè)有穩(wěn)流裝置，時刻保證試驗(yàn)其間的穩(wěn)流要求。
5.壓力測量：為了自動測量集熱器進(jìn)出口壓力，完成壓力降落試驗(yàn)要求。系統(tǒng)設(shè)置2路高精度壓力傳感器，安裝于集熱器進(jìn)出口端，自動生成集熱器壓力降落曲線。
6. 恒溫測試臺內(nèi)水路運(yùn)行系統(tǒng)按照兩臺測試設(shè)計，無論管路溫度，壓力，流量都可以滿足兩立運(yùn)行。
7 . 恒溫測試臺安裝室外，離集熱器最近的地方，以減少管路熱量損失，因此其具有防風(fēng)，防雨，防腐蝕全天候運(yùn)行的特點(diǎn)。
C.全自動水路運(yùn)行控制裝置
1.系統(tǒng)裝有高溫電磁閥組，采用邏輯組合管路結(jié)構(gòu)，與變頻水泵配合，通過智能控制器，自動實(shí)現(xiàn)水路進(jìn)入,流出，混水，測試等功能。并通過混合攪拌，使水箱中水溫均勻一致，滿足測試需要。
2.系統(tǒng)按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，管路具有過壓，排氣，過濾等保護(hù)裝置，保證室外全天侯工作。保溫等級：3級。
3.與集熱器連接為專業(yè)高溫試驗(yàn)?zāi)z管, 管路設(shè)有傳感器接口,可以安裝 (管路壓力,水溫,流量) 測量傳感器。
D. 管路連接運(yùn)行防凍系統(tǒng)
1、水路系統(tǒng)：所有上水和回水及管件使用PPR材質(zhì)，日豐品牌，管件、閥門等采用日豐品牌或更優(yōu)品牌，管路必須到底零泄漏。
2、管路全部裝有電加熱保溫裝置，管路溫度低于3℃自動加熱，保證管路內(nèi)介質(zhì)不結(jié)凍。
3、管路加熱材料為電伴熱帶，貼附所有管路配件，再加保溫棉纏繞封閉,外層加PVC防護(hù)套管保護(hù)管路耐用. 長度根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場訂制。
4、管路溫度控制器 設(shè)有4路溫度傳感器,裝于管路內(nèi),低于設(shè)定值,自動啟動加熱帶，進(jìn)行恒溫加熱，超溫自動報警,并停止加熱?？刂破骺膳c微機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制，夏季可以停止該功能，冬季北方地區(qū)必須啟動此項功能，防止凍壞整個系統(tǒng)。該系統(tǒng)可保證冬季測試運(yùn)行。
E、TRM-2BM-KG1型太陽能中溫集熱器系統(tǒng)控制柜
太陽能集熱器系統(tǒng)控制柜是將測試儀器與檢測配套設(shè)備中的控制部分集成一體的綜合自動控制裝置，其采用微機(jī)控制技術(shù)對混水泵（混水系統(tǒng)），制冷裝置，自動加熱裝置，水泵(自動噴淋裝置)，流量，壓力等設(shè)備進(jìn)行集中測試與控制。并使測試數(shù)據(jù)自動登錄微機(jī)，打印檢測報告，使檢測過程自動進(jìn)行，提高工作效率。
a.控制臺結(jié)構(gòu)：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，尺寸：1100×800×750。
b．系統(tǒng)供電：380V（±10%），50Hz(±2%)。
c．控制方式：手動輸入信息，自動完成控制，光電指示運(yùn)行狀態(tài)。
d．由交流接觸器組成控制邏輯開關(guān)，實(shí)現(xiàn)各路工作切換。
e．通過微機(jī)通訊接口實(shí)現(xiàn)測試儀器的數(shù)據(jù)共享，同時發(fā)出控制信息。
f．安全保護(hù)功能，負(fù)載過流過溫，自動斷電。
g．控制通道：小于60路，檢測通道：小于80路。
h．控制負(fù)載：小于20A/路。
F、TRM-CSX1恒溫儲水箱
在集熱器測試時，試驗(yàn)要求用水儲于水箱內(nèi)，由控溫裝置將水溫調(diào)到要求溫度，循環(huán)系統(tǒng)保證各點(diǎn)溫度一致，滿足實(shí)驗(yàn)要求，水箱尺寸可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)量而定，兩臺儲水箱交替循環(huán)使用，提高實(shí)驗(yàn)效率，節(jié)約用水資源。
a．材 料：304不銹鋼材質(zhì)（食品級飲用標(biāo)準(zhǔn)）；
b．結(jié)構(gòu)尺寸：圓型水箱，雙層保溫結(jié)構(gòu)，聚氨酯保溫材料與水箱一體成型直徑：
內(nèi)桶厚度： 0.8mm，外桶厚度：0.5mm(尺寸可根據(jù)要求定制)；
c．容 量： 0.3m3；
d．水溫電加熱器：功率：4 路×3kW 交流：220V；
e. 水位傳感器: 水位輸出信號： 4—20MA；
f. 上下水接口： 電磁閥控制水路輸出 3路。
G. TRM-2BM型太陽能中高溫集熱器測試系統(tǒng)平臺(含軟件)
a.硬件配置:
1. 戴爾微機(jī) 顯示屏尺寸：19寸全彩液晶屏 1臺 + 惠普激光打印機(jī) 1臺；
2. 多功能操作臺 尺寸:1米*1.2米*1.5米(高) 1套。
b.軟件配置:
1.TRM-2BM型太陽能中高溫集熱器測試系統(tǒng)平臺軟件, 參照國標(biāo)GB/T4271-2007 、GB/T17581-2007、GB/T6424-2007 集熱器熱性能測試方法執(zhí)行，在windows2000以上環(huán)境即可運(yùn)行，檢測數(shù)據(jù)自動存儲并生成檢測報告及曲線圖分析表。 還可以通過微機(jī)實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行、電磁閥自動打開與關(guān)閉，水箱控溫，流量調(diào)節(jié)、開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行集中控制，真正實(shí)現(xiàn)檢測過程全自動進(jìn)行，顯示測量結(jié)果，避免人為操作影響檢測結(jié)果。2、太陽能系統(tǒng)模擬計算統(tǒng)計軟件:可以根據(jù)被測產(chǎn)品的數(shù)據(jù), 模擬其產(chǎn)品在世界各地的應(yīng)用效果分析圖表,并建立產(chǎn)品檢測元件庫。
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