双轴全自动太阳能跟踪太阳能集热器测试系统

   TMC-2B型双轴全自动太阳能跟踪太阳能集热器测试系统
一、概述
太阳能集热器是将其接收的太阳辐射能向传热工质传递热能的装置,因此,太阳能集热器是太阳能利用的关键装置,所以太阳能集热器的研究、应用与检测对太阳能资源的高效应用***重要。
      近年来,随着太阳能热利用系统工程的快速发展,太阳能集热器被大规模应用到各类热利用工程中。其质量的好坏直接对建设的热利用系统工程性能及质理隐患的源泉。因此依据国家标准和国际标准的技术要求,公司结合十余年太阳能实验室研发和生产经验,研制了符合我国***太阳能检测单位和国际双标准(EN&ISO)的准稳态和非稳态的高精度双轴全自动太阳能跟踪集热器测试系统。具有测试精度高,性能稳定,智能化程度高等方面特点。并得到了国外国际双标准(EN&ISO)太阳能测试实验室和***实验室等多家用户的使用与高度认可,是目前为止国内*为先进的太阳能集热器测试系统。从而保证了太阳能热利用系统工程性能施工质量验收及复检,是各***质量检测中心、建科院、建筑工程检测单位、生产厂家、太中院校科研等检测单位的必备检测设备。
二、产品类型
1.平板型太阳能集热器
2. 真空管太阳能集热器
三、依扰标准
1. GB/T4271-2007太阳能集热器热性能试验方法
2. GB/T17581-2007真空管型太阳能集热器技术试验方法
3. GB/T6424-2007平板型太阳能集热器技术试验方法
4.GB 50411-2019 建筑节能工程施工质量验收标准
四、测试功能
标 准 热性能GB/T4271-2007
功 能 瞬时效率
瞬时效率特性
瞬时效率方程式
入射角修正系数
入射角修正系数图
时间常数
时间常数关系曲线
两端压力降落

 
五、产品特点
1.专利技术(ZL 201520105116.1),采用国际标准性能设计,满足国家标准测试要求,达到国际先进技术,分别可采用闭式和开式测试方法。已获得欧州***太阳能检测中心按国际标准测试比对合格 告。
2.流量调节系统:采用西门子自动电磁调节阀+横河电磁流量计+横河调节控制系统,可同时为每工位太阳能集热器提供均匀5个分布稳态工况水流量控制反馈信号和数据,保证了流量和压力的稳态试验。
3.高智能化,低故障率性和具有测试精度高,性能稳定,劳动效率高。测试系统分别采用PLC和美国LABVIEA软件可编程全自动主控控制系统,具有手动和全自动测试功能2种测试模式,并具有相互转换和互锁等功能,既可全自动测试,又可以半自动测试;
4.每个工位具备检测环温至70℃范围内4个均匀分布工况测试点的稳态效率试验;
5.采用高精度双轴全自动太阳跟踪试验台,使太阳光垂直照射到试验台面,保证跟踪架上产品获得*大太阳辐射能量;
6.该测试系统采用进口1/10B级芯片,测量精度高达0.05℃,保证了太阳能集热器热性能测试的高精度要求。
7.恒温水系统:配置电磁阀和三通调节阀,具有自动化控制功能自动控制和手动控制2种功能;
8.严格的EMC A级可靠性验证和特殊的抗干扰设计,防止了实时测试因干扰导致的实时温度和流量值的飘动和不准确性。
9.FSP10总辐射传感器:具有与Kipp&Zonen CMP21 二等标准总辐射表的精度和稳定性,精度2%,集热效率和太阳保证率更精准,能效等级更高。
五、技术指标

项目 技术要求 性质
测试工位 2工位或1工位,分别满足平板和全玻璃真空集热器标准机测试. 关键
软  件 1.采用美国国家仪器(NI)公司研制开发的LabVieW编写,功能强大,图形化界面,实时将测试的数据以图形、动态的方式显示。软件支持GB/T4271-2007太阳能集热器热性能试验方法国标要求;
2.采用人机对话模式,具有实时在线监测、操作控制、参数设置、通讯设置、PLC控制台和 表计算等功能,并具有对温控模块和传感器线性校准功能;
3.实时与户外控制系统和数据处理系统相连接,实时进行测试指令的发布控制及实时显示各路数据,检测数据自动存储(存储时间可以设定),实时显示测试结果,并终生成数据 表,与打印机相连打印检测 告,数据存储格式为EXCEL标准格式可供其它软件调用。
关键
太阳总辐射传感器和散射辐射
  1. 采用符合ISO 9060 2018的热电堆式太阳辐射表CLASS A的技术要求。
  2. 数量:2台/工位,散辐射遮光装置1套/工位
  3. 光谱范围:305-2800nm
  4. 响应时间:7s
  5. 零点偏移:<10W/㎡
  6. 温度响应:(在50°C的间隔内):在 +/-4% 内(-10 至 +40°C )
  7. 倾斜响应: +/- 2%内
  8. 方位误差:<20W/㎡(1000W/㎡到80°)
  9. 工作温度:-40℃~+80℃
  10. *大辐照度:0~2000W/㎡
  11. 灵敏度:7-14μV/W/m
  12. 日曝辐量预期精度:+/- 2%
  13. 须提供符合ISO 9060 2018的热电式太阳辐射表CLASS A的技术要求“温度响应和倾斜响应”二项*基本项的出厂测试数据 告。
  14. 须提供与Kipp&Zonen CMP21 二等标准总辐射表的国家测试中心的长期测试数据。
  15. 环带直径:∮400mm,宽度:65nm
关键
精密温度传感器
  1. 不低于1/10B级芯片
  2. 数量:2支/工位,共4支
  3. 测量范围0~100℃

D.测量精度:±0.05℃;
E.显示分辨率:0.01℃

关键
环境温度
 
A.测量范围 -30~70℃
B.测量精度:±0.05℃
C.显示分辨率:0.01℃
D.数量:1套
一般
环境风速 A.数量:1支
B.测量范围:0-60m/s ;
C.测量精度:±0.5m/s;
D.显示分辨率:0.1 m/s
一般
横河流量传感器 A.2路电流信号输出,一路用于控制,一路用于检测
B.测量范围:0-1.5m3/h(可调);
C.测量精度: 0.5级;
D.耐温:-40-120℃ ;
E.工作压力:0-4Mpa ;
F.防爆等级:Exib(ib)ⅡBT2-T5
G.数量:1台
关键
日晷 A.与太阳入射角成各种角度, 用日晷与旋转测试台配合完成,辅助校准全自动太阳太阳自动跟踪台架
B.用日晷监测太阳的位置(出 厂前已对日晷进行标定,刻 度盘有测试所需(0,15,30,45,50,60度入射角)
C数量:2个
重要
横河压差变送器 A.压差范围:0-50KPa(可调节);
B.测量精度:0.065%;
C.耐温:0-150℃
关键
模拟风系统
  1. 调速贯流风机1套/工位;
  2. 速率:12m/s
  3. 数量:1-2套
一般
西门子自动电磁调节阀
  1. 定位时间 :<2S
  2. 带有弹簧复位功能: A-AB闭环
  3. 位置反馈:DC 0…10V
  4. 防护等级:IP54
  5. 环境温度:-5…45℃
  6. 允许工作压力 :1000kpa
  7. 额定压力:PN 16
  8. 泄漏率:A-AB:0…0.02%Kvs值;B-AB:0…0. 2%
  9. 介质温度:1…130℃
  10. 行程精度△H/H100:1:1000
关键
中央采集系统 1).A/D转换:24Bit
2).扫描频率:100HZ
3).模拟通道:22个
4).模拟电压范围:+-5000mv
5).模拟电压精度:+-(读数*0.1%+偏移量),
6).测量辩率:0.48uv;
7).开关激发通道:8个电压,4个电流
8).脉冲通道:6个;
9).协议支持:支持BODBUS RTU、RS232/485、无线通讯协议
10).内存:2M
11).耗电量:35mA
12).显示方式:
内嵌点阵240*128 ,114mm*64mmLCD大屏幕显示器蓝屏和反馈式触摸按键,参数一目然。
13)符合GB/T17626严格的EMC A级可靠性验证要求。
关键
工况模式 A.TMC-HWL恒温恒流测试柜是完成太阳能集热器热性能和太阳能集热器耐久物理试验测试的*核心部件。根据GB/T6424和GB/T17581、GB/T4271-2007标准要求,在测试太阳能集热器的热性能(稳态)参数的水温和流量、压力都有严格的要求,被测试的太阳能集热器产品与太阳能集热器热性能测试仪的传感器安装在实验台上才能完成对集热器的测试。恒温恒流测试柜可保证向太阳能集热器入口流入恒定的温度、流量和压力的水量,并且流入恒定的温度、流量和压力还可根据要求任意调整,满足太阳集热器准稳态瞬时效率测试要求;
B. 测试时,通过按钮实现对变频送水泵(德国威乐)、循环水泵(南方不锈纲)、制冷机、加热器、高精度西门子电磁调节器的控制,可实现对系统进行自动控制,为太阳能集热器提供试验用水。
C. 温度的恒定与控制:在系统中串接两级高精度温度进口PID调节器。根据工质的实际温度和设定的温度值,通过温度调节仪来控制加热器加热和制冷机组制冷;调节到工质进口温度***定值(0℃~100℃任意调整),以保证测试水箱温度的恒定;
D. 流量的恒定控制:该流量恒定控制具有自动控制和手动控制2种功能,可互相切换。太阳能集热器的进水流量由恒温恒压水箱、变频水泵(德国威乐)、质量流量计、控制阀等来控制,通过质量流量计反馈信号给高精度西门子电磁调节器,高精度西门子电磁调节器通过PID调节来控制变频水泵的转速和阀口的闭合,达到集热器所需的流量要求,保证流量稳定性在±1%以内。在真空管太阳集热器出口处和其他可能积聚空气的地方应设置放气阀,管路设有稳流装置,时刻保证试验其间的稳流要求以保证太阳能集热器进水流量的恒定,真正达到控制要求。
E. 技术参数:
温度控制范围: 5℃-100℃,精度:±0.1℃;
温度稳定范围:10℃-80℃, 精度:±0.1℃;
流量控制范围:0-0.2kg/s, 精度: 0.2%-1%;
压力控制范围:0-0.3Mpa, 精度:<2%;
供 电 电 压: 380V(±10%),50Hz(±2%);20KW;
关键
全自动双轴太阳自动跟踪台架 A.采用高精度双轴全自动太阳跟踪试验台,使太阳光垂直照射到试验台面,保证跟踪架上产品获得*大太阳辐射能量。主要采用双轴向方位角和倾斜仰角二维自动跟踪两种模式,并且可以自动根据天气状况在两种模式之间切换。
B.具有自动追踪功能,满足集热器指定入射角的测试要求;根据 GB/T4271-2007太阳能集热器热性能试验方法的自动跟踪试验台的功能要求,测试时需将太阳能集热器安装于旋转测试台上,在测试时将其调整到与太阳对应的相应角度,并且一直保持自动跟踪太阳,垂直于太阳光,因此须配置此高精密双轴太阳自动跟踪台架配合使用。
C.技术参数
追踪精度方位角<= 0.1°、倾斜仰角<= 0.2°,同时进行2台工位检测;
方位角范围:0°- 270°;
动态方位角承载:1000Kg和1500KG;
倾斜仰角范围:0°- 80°;
动态仰角承载:100Kg和600Kg;
安装面结构:不锈钢+热浸锌(JIS G 3466 STKR400; ASTM A123&A153)。
A.具有手动与全自动追踪2种方式,可以相互转换,满足集热器指定入射角的测试要求;根据 GB/T4271-2007太阳能集热器热性能试验方法的全自动跟踪试验台的功能要求,测试时需将太阳能集热器安装于旋转测试台上,在测试时将其调整到与太阳对应的相应角度,并且一直保持自动跟踪太阳,垂直于太阳光,因此须配置此高精密双轴全自动太阳能跟踪旋转台配合使用。
关键
自动控制仪 A.温度及流量通道数:温度4路;流量2路;
B.控制精度:±0.1℃;
C.检测精度: ±0.1℃;
D.控制通道:I/O通道28;
E.控制台结构:不锈钢制结构,表面喷塑处理,室外全天侯工作结构,测量仪器嵌入式安装;
F.系统供电:AC380V,50Hz;
G.控制方式:人机对话、点触摸和全自动进行控制,自动运行状态;
H.由中间继电器和接触器组成控制逻辑开关,实现各路工作切换通过微机通讯接口实现测试仪器的数据共享,同时发出控制信息;
I.安全保护功能,负载过流过温,自动断电. 具有高低油位 警及自动断水功能,板式换热器中是否有水流动,具有制冷机的保护功能。
关键
自动控制系统
 
  1. 屋顶式控制台结构:SUS201钢制结构,表面喷塑处理,室外全天侯工作结构,测量仪器嵌入式安装;
  2. 安全保护功能,负载过流过温,自动断电. 具有高低水位 警功能,板式换热器中是否有介质流动,具有制冷机的保护功能;
  3. 系统供电:380V(±10%), 50Hz(±2%);
  4. 控制方式:人机对话、点触摸和全自动进行控制,自动运行状态

由电气部件(接触器、漏电保护、空气开关、转换开关、急停开关组成控制逻辑开关,实现各路工作切换 。电气部件采用西门子(德国)、施耐德等品牌。

重要
管路防冻保温 1.全部管路加保温棉和铝皮保温层,保温性能好,外观美观.
2.通过自动温差控制技术,采用当温度低于零下时,自动启动前端由中央介质处理系统处理一定温度的热水进行管路的热循环和板式换热器热循环,以保证管道不被冻坏,不堵塞。具有自动开始,自动结束等功能。该技术已在海尔技术研发实验室得到成功应用。
重要

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