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太陽能光熱測試實驗室
一、概述
近年來,太陽能熱利用中溫研發技術的不斷突破，將太陽能熱利用領域擴展到了熱能應用領域，而中溫太陽能集熱器檢測技術無疑是研發環節中的關鍵。
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℃，此時對系統在溫度控制、溫度穩定性、流量穩定性、耐溫耐壓等方面的要求都遠遠提高，高溫高壓下系統的溫度和流量的穩定性是測試的難點。由錦州陽光自主研發的太陽能中溫集熱器檢測系統，其測試溫度最高可達180℃，各項指標均居行業首位。為國內率先提供了"中溫集熱器——中溫集熱應用系統"的檢測技術,是先進的太陽能中溫集熱器檢測設備。可廣泛應用于太陽能生產廠、太陽能實驗室、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、測試方法及內容
參照國標GB/T4271-2007 、GB/T17581-2007、GB/T6424-2007 集熱器熱性能測試方法執行，系統指標符合國標中檢測儀器指標要求。（ 完成 熱性能，壓力降落， 悶曬，空曬等試驗）。
行業推選:我們集合了多年的測試經驗,推薦選用閉環原理太陽能集熱器測試設備。
由于系統采用了太陽能集熱器閉環控制技術，其具有測試速度快(4個工礦升溫快)，占用空間小，數據精度高，用水量小(水連續循環使用)等特點,為了提高測試效率,可同時測試兩臺太陽能集熱器,是目前最先進的太陽能集熱器測試系統。
三、系統組成
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. 全自動水路運行控制裝置；
4. 管路連接運行防凍系統；
5. TRM-2B-KG1型太陽能集熱器系統控制柜；
6. TRM-2BM型太陽能集熱器測試系統平臺(含軟件)；
7. TRM-CSX1恒溫儲水箱。
四、太陽能集熱器測試系統各部件技術指標及功能
A、TRM-2BM型太陽能中溫集熱器熱性能測試儀
1.功能：它是系統的核心，主要完成檢測中所有測試點數據采集，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備。
2.指標：
| 太陽輻射 （國家一級表， 美國Eppley技術） | A.通 道 數：標準2通道（總輻射，散射輻射） B.測量范圍：0～2000W/m2 C.測量精度： ＜5% D.顯示分辨率：1 W/m2 E.顯示內容：瞬時值，日累計量等 |
|---|---|
| 溫 度 (水箱或集熱器)（瑞士sensirion原裝進口芯片） | A.通道數：4路 B.測量范圍 0～200℃ C.測量精度：±0.2℃ D.顯示分辨率：0.1℃ |
| 環境溫度 | A.通道數：1路 B.測量范圍 -40～80℃ C.測量精度：±0.1℃ D．顯示分辨率：0.1℃，不銹鋼封裝， ￠4×40mm，全密封，防腐，防水，配防輻射通風罩 |
| 環境風速 | A.通道數：1路 B.測量范圍：0～70m/s C.測量精度：±0.5m/s D.顯示分辨率：0.1 m/s |
| 管路質量流量計 | A.通道數：1路 B.測量范圍：0.01～5(m3/h) C.測量精度： ＜0.5% 工作壓力：25MPa D.耐水溫：0～200℃ |
| 管路壓力 | A.通道數：2路 B.壓力范圍：0～0.1MPA C.測量精度：＜50PA D.耐水溫：0～200℃ |
| 測試方法 | 系統參照GB/T4271-2007等國標要求方法測試，自動打印檢測報告 |
1. 強大網絡通訊功能:(配備無線GPRS模塊可與"太陽能資源監測網"數據共享)
該系統支持有線（標準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1000米，實時傳送采集數據；無線通訊方式，系統配置無線通訊控制器后可實現監測中心對各監測站點的遠程實時監控，系統采用信號良好、覆蓋率高、支持短信和IP協議的GSM/GPRS/CDMA網絡通訊技術，不受距離限制，數據傳輸可靠。
2.TRM-2BM型太陽能集熱器熱性能測試系統管理軟件一套。此軟件支持（GB/T4271-2007、GB/T17581-1998、GB/T6424-1997）等國標要求，自動打印檢測報告，在windows2000以上環境即可運行，實時顯示各路數據，檢測數據自動存儲（存儲時間可以設定），實時顯示測試結果，自動計算并繪制太陽集熱器準穩態瞬時效率曲線圖，集熱器時間常數和入射角修正系數，與打印機相連自動打印檢測報告，數據存儲格式為EXCEL標準格式可供其它軟件調用。
3.TRM-2BM型太陽能中溫集熱器熱性能數據采集器選用高性能微處理器為主控CPU，大容量數據存儲器，可連續存儲數據4000條以上，數據采樣率高于0.5秒/通道，工業控制標準設計，便攜式防震結構，大屏幕漢字液晶顯示屏，輕觸薄膜按鍵，操作簡單。適合在惡劣工業環境使用。具有停電保護功能，當交流電停電后，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.數據存儲容量：4000條數據， 停電后數據永不丟失。
6.數據存儲內容：時間（真太陽時間），太陽輻射（瞬時功率、日累計量），溫度（環境溫度、水溫、集熱器溫度），風速，流量，管路壓力等信息。
7.顯示內容：時間（真太陽時間），太陽輻射（瞬時功率、日累計量），溫度（環境溫度、水溫、集熱器溫度），風速，流量， 管路壓力等信息。
8.系統結構：系統分室內室外兩部分（室外：全套傳感器-----（20米距離）室內：主機+微機）。
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鍵部件，被測試的產品與太陽能集熱器熱性能測試儀的傳感器安裝在實驗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）水量還可根據要求任意調整，滿足太陽集熱器準穩態瞬時效率測試要求。
系統選用PID做為溫度核心控制部件,自冷與加熱技術互補運行,專業的自冷機組及冷水自調整循環裝置提高了控溫精度,內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.技術指標與特點:
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.內嵌式制冷機組:功率5KW, 220V供電；
L.熱交換器采用我公司專利技術設計, 不銹鋼材料制作,實現冷與熱的平衡交換。具有
換熱速度快,水溫波動小等特點. 控溫時間:20度內小于60分鐘。
M.與多路PID溫度控制器結合,可實現遠程網絡控制,隨意控制水箱內溫度(10—180度均可),精度與穩定度較高.同時系統還具有手動現場控制功能,保證可靠運行。
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口之間距離應盡可能短，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，亦應充分隔熱保溫。
3.溫度調節與控制：在系統中串接兩極溫度PID（進口）調節器。第一級為換熱器（制冷裝置），設置在真空管太陽集熱器出口處，用于將工質溫度調至設定值之下。第二級為電加熱器（分為三級PID控溫裝置，第三級穩定度±0.1℃），設置在恒壓水箱與太陽集熱器進口之間，用于調節工質進口溫度至設定值（10℃～90℃任意調整）。
4.變頻調速技術的流量調節與控制：利用恒壓水箱、泵和流量控制閥，精密流量傳感器等調節控制工質流量，并保證流量穩定性在±1%以內。系統采用變頻調速技術對循環水泵的水流量進行任意調節,變頻器為進口產品,可以實現網絡化控制,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，管路設有穩流裝置，時刻保證試驗其間的穩流要求。
5.壓力測量：為了自動測量集熱器進出口壓力，完成壓力降落試驗要求。系統設置2路高精度壓力傳感器，安裝于集熱器進出口端，自動生成集熱器壓力降落曲線。
6. 恒溫測試臺內水路運行系統按照兩臺測試設計，無論管路溫度，壓力，流量都可以滿足兩臺獨立運行。
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，防雨，防腐蝕全天候運行的特點。
C.全自動水路運行控制裝置
1.系統裝有高溫電磁閥組，采用邏輯組合管路結構，與變頻水泵配合，通過智能控制器，自動實現水路進入,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.系統按照工業標準設計，管路具有過壓，排氣，過濾等保護裝置，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高溫試驗膠管, 管路設有傳感器接口,可以安裝 (管路壓力,水溫,流量) 測量傳感器。
D. 管路連接運行防凍系統
1、水路系統：所有上水和回水及管件使用PPR材質，日豐品牌，管件、閥門等采用日豐品牌或更優品牌，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，保證管路內介質不結凍。
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防護套管保護管路永久耐用. 長度根據實際現場訂制。
4、管路溫度控制器 設有4路溫度傳感器,裝于管路內,低于設定值,自動啟動加熱帶，進行恒溫加熱，超溫自動報警,并停止加熱。控制器可與微機連接，實現網絡控制，夏季可以停止該功能，冬季北方地區必須啟動此項功能，防止凍壞整個系統。該系統可保證冬季測試運行。
E、TRM-2BM-KG1型太陽能中溫集熱器系統控制柜
太陽能集熱器系統控制柜是將測試儀器與檢測配套設備中的控制部分集成一體的綜合自動控制裝置，其采用微機控制技術對混水泵（混水系統），制冷裝置，自動加熱裝置，水泵(自動噴淋裝置)，流量，壓力等設備進行集中測試與控制。并使測試數據自動登錄微機，打印檢測報告，使檢測過程自動進行，提高工作效率。
a.控制臺結構：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，尺寸：1100×800×750。
b．系統供電：380V（±10%），50Hz(±2%)。
c．控制方式：手動輸入信息，自動完成控制，光電指示運行狀態。
d．由交流接觸器組成控制邏輯開關，實現各路工作切換。
e．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。
f．安全保護功能，負載過流過溫，自動斷電。
g．控制通道：小于60路，檢測通道：小于80路。
h．控制負載：小于20A/路。
F、TRM-CSX1恒溫儲水箱
在集熱器測試時，試驗要求用水儲于水箱內，由控溫裝置將水溫調到要求溫度，循環系統保證各點溫度一致，滿足實驗要求，水箱尺寸可根據實驗數量而定，兩臺儲水箱交替循環使用，提高實驗效率，節約用水資源。
a．材 料：304不銹鋼材質（食品級飲用標準）；
b．結構尺寸：圓型水箱，雙層保溫結構，聚氨酯保溫材料與水箱一體成型直徑：
內桶厚度： 0.8mm，外桶厚度：0.5mm(尺寸可根據要求定制)；
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平臺(含軟件)
a.硬件配置:
1. 戴爾微機 顯示屏尺寸：19寸全彩液晶屏 1臺 + 惠普激光打印機 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平臺軟件, 參照國標GB/T4271-2007 、GB/T17581-2007、GB/T6424-2007 集熱器熱性能測試方法執行，在windows2000以上環境即可運行，檢測數據自動存儲并生成檢測報告及曲線圖分析表。 還可以通過微機實現水泵運行、電磁閥自動打開與關閉，水箱控溫，流量調節、開關等設備進行集中控制，真正實現檢測過程全自動進行，顯示測量結果，避免人為操作影響檢測結果。2、太陽能系統模擬計算統計軟件:可以根據被測產品的數據, 模擬其產品在世界各地的應用效果分析圖表,并建立產品檢測元件庫。
