太陽能熱水系統熱性能測試裝置製造方法
2023-04-29 18:47:31
太陽能熱水系統熱性能測試裝置製造方法
【專利摘要】一種太陽能熱水系統熱性能測試裝置，排氣溢流閥的兩個閥口分別與太陽能水箱的出水口和排水管連接；第一流向轉換閥的三個閥口分別與太陽能水箱的出水口、沉浸式換熱器和排水閥的第二閥口連接，排水閥的第一閥口連接在排水管上；排水閥的第二閥口還與轉輪流量計連接，轉輪流量計與增壓循環泵和進水控制閥依次連接，進水控制閥的三個閥口分別與增壓循環泵、太陽能水箱的進水口和進水管連接；第二流向轉換閥的三個閥口分別與第一流向轉換閥上與排水閥連接的閥口、中間控制閥的一個閥口以及沉浸式換熱器連接；中間控制閥的另一個閥口與太陽能水箱的進水口連接。該裝置管路切換方便，控制方便，測試效果好。
【專利說明】太陽能熱水系統熱性能測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於測試太陽能熱水系統熱性能的裝置，屬於太陽能熱水系統熱性能測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]太陽能熱水系統是利用太陽能集熱器，收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置。太陽能熱水系統通常包括集熱器、保溫水箱、連接管路、控制中心和熱交換器，集熱器是系統中的集熱元件，由於太陽能集熱器利用的是太陽的輻射熱量，故而加熱時間只能在有太陽照射的白晝，所以有時需要輔助加熱(如鍋爐、電加熱等)；保溫水箱是儲存熱水的容器；連接管路將熱水從集熱器輸送到保溫水箱、將冷水從保溫水箱輸送到集熱器的通道，使整套系統形成一個閉合的環路；控制中心負責整個系統的監控、運行、調節等功能，主要由電腦軟體及變電箱、循環泵組成。[0003]太陽能熱水系統通常要對其熱性能進行測試，國家GB/T 18708標準中規定了家用太陽能熱水系統在沒有輔助加熱時的熱性能測試步驟，該標準規定採用混水法進行測試:系統工作8h(小時)，一般測試時間為8:00~16:00 ;測試開始前、結束後都應啟動混水泵，以400L/h~600L/h的流量，將太陽能水箱底部的水抽到頂部跟頂部的水進行混合，使太陽能水箱的水溫均勻化，如果5min(分鐘)內太陽能水箱溫度變化< ±0.2°C，便可判定太陽能水箱的水溫已均勻；集熱器在檢測開始前、結束後都需用苫布遮擋起來。試驗期間應該滿足的環境條件:日太陽輻照量H≥17MJ/m2 ;集熱試驗開始時太陽能水箱的水溫tb=20°C;集熱試驗期間日平均環境溫度15°C ;環境空氣的流動速率u ^ 4m/s.測試時需要採集的參數有:溫度、太陽輻照量、風速。一般採用多路巡檢儀與控制軟體配套使用，基本滿足測試需求，可以採集溫度、流量、輻照等信號，還可以對輻照度進行時間累積，得到測試所需求的輻照累積量。
[0004]目前採用的太陽能熱水系統熱性能的測試裝置為一體機，僅能進行一個工位的測試，測試期間整套試驗裝置置於戶外，運行環境惡劣，試驗完畢後需將設備收回，再次進行測試驗時需來回搬運；並且採用板式換熱器進行製冷調節，容易造成髒堵，髒堵以後較難清理；再者採用電磁閥進行管路切換，電磁閥阻力較大，不適用於太陽能熱水系統的測試。
【發明內容】
[0005]本實用新型針對現有太陽能熱水系統熱性能測試技術存在的不足，提供一種管路切換方便，控制方便，測試效果好的太陽能熱水系統熱性能測試裝置。
[0006]本實用新型的太陽能熱水系統熱性能測試裝置，採用以下技術方案:
[0007]該裝置，包括太陽能水箱、排氣溢流閥、第一流向轉換閥、第二流向轉換閥、中間控制閥、進水控制閥、增壓循環泵、轉輪流量計、排水閥、沉浸式換熱器和制冷機組；第一流向轉換閥、第二流向轉換閥和進水控制閥為三通閥，排氣溢流閥、和中間控制閥和排水閥為兩通閥；排氣溢流閥的兩個閥口分別與太陽能水箱的出水口和排水管連接；第一流向轉換閥的三個閥口分別與太陽能水箱的出水口、沉浸式換熱器和排水閥的第二閥口連接，排水閥的第一閥口連接在排水管上；排水閥的第二閥口還與轉輪流量計連接，轉輪流量計與增壓循環泵和進水控制閥依次連接，進水控制閥的三個閥口分別與增壓循環泵、太陽能水箱的進水口和進水管連接；第二流向轉換閥的三個閥口分別與第一流向轉換閥上與排水閥連接的閥口、中間控制閥的一個閥口以及沉浸式換熱器連接；中間控制閥的另一個閥口與太陽能水箱的進水口連接；沉浸式換熱器與制冷機組連接。
[0008]上述裝置對太陽能熱水系統熱性能的測試運行過程中，整個裝置置於室內，通過設置在外部環境中的氣象站和控制工位檢測是否滿足測試所需的環境條件並獲得環境參數，通過各個泵閥的開啟與轉換完成整個裝置的充水過程、調溫過程、排水過程和循環測溫過程。
[0009]本實用新型管路切換方便，控制方便，測試效果好，具有以下特點:
[0010]1.既可使用GB/T 18708標準中規定的混水法進行測試，也可以使用排水法進行測試，切換方便，便於進行研究性測試；
[0011]2.配備自控溫儲水式制冷機組，採用間接換熱的方式進行溫度調節，調節過程平穩可靠，控制方便，調節精度高；
[0012]3.分體式結構，整個裝置置於室內，與室外控制工位和氣象站等部件分開布置；
[0013]4.採用沉浸式換熱器，不易產生堵塞現象，換熱性能可靠，故障率低；
[0014]5.控制管路流動方式採用電動球閥進行切換，流通阻力小，可靠性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型太陽能熱水系統熱性能測試裝置的結構示意圖。
[0016]圖2是充水過程中水流示意圖。
[0017]圖3是調溫過程時的水流示意圖。
[0018]圖4是排水過程中水流示意圖。
[0019]圖5是循環測溫過程中水流示意圖。
[0020]圖中:1.排氣溢流閥，2.太陽能水箱，3.第一流向轉換閥，4.第二流向轉換閥，
5.中間控制閥，6.進水控制閥，7.增壓循環泵，8.轉輪流量計，9.排水閥，10.制冷機組，
11、進水管，12.排水管，13、沉浸式換熱器。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本實用新型的太陽能熱水系統熱性能測試裝置，主要包括太陽能水箱2、排氣溢流閥1、第一流向轉換閥3、第二流向轉換閥4、中間控制閥5、進水控制閥6、增壓循環泵7、轉輪流量計8、排水閥9、沉浸式換熱器13和制冷機組10。排氣溢流閥I的作用是，系統補水時，可做為開口，使得待測太陽能水箱2可與大氣聯通，從而減少太陽能水箱2溢流口上測試連接管的反覆拆裝，太陽能水箱2充滿後從排氣溢流閥I的閥口流出，易於觀察。第一流向轉換閥3、第二流向轉換閥4和進水控制閥6採用三通電動球閥，排氣溢流閥I和中間控制閥5均採用兩通電動球閥。排水閥9是一個兩通閥。
[0022]排氣溢流閥I的兩個閥口分別與太陽能水箱2的出水口和排水管12連接。第一流向轉換閥3的三個閥口分別與太陽能水箱2的出水口、沉浸式換熱器13和排水閥9的第二閥口連接，排水閥9的第一閥口連接在排水管12上。排水閥9的第二閥口還與轉輪流量計8連接，轉輪流量計8與增壓循環泵7和進水控制閥6依次連接，進水控制閥6的三個閥口分別與增壓循環泵7、太陽能水箱2的進水口和進水管11連接。第二流向轉換閥4的三個閥口分別與第一流向轉換閥3上與排水閥9連接的閥口、中間控制閥5的一個閥口以及沉浸式換熱器13連接。中間控制閥5的另一個閥口與太陽能水箱2的進水口連接。沉浸式換熱器13與制冷機組10連接。
[0023]上述裝置對太陽能熱水系統熱性能的測試運行過程中，整個裝置置於室內，通過設置在外部環境中的氣象站和控制工位(多路巡檢儀)檢測是否滿足測試所需的環境條件並獲得環境參數，自控溫儲水式冷水機組。整個裝置的充水過程、調溫過程、排水過程和循環測溫過程如下所述。
[0024]1.充水過程
[0025]如圖2所示，充水時各個泵閥的閉合狀態是:排氣溢流閥I開啟直通，第一流向轉換閥3角通(與太陽能水箱2出水口連接的閥口和與沉浸式換熱器13連接的閥口相通)，第二流向轉換閥4直通(與第一流向轉換閥3連接的閥口和與中間控制閥5連接的閥口相通)，中間控制閥5開啟直通，進水控制閥6角通(與太陽能水箱2進水口連接的閥口和與進水管11連接的閥口相通)，增壓循環泵7關閉，排水閥9關閉。圖2中的箭頭方向即為進水方向。
[0026]2.調溫過程
[0027]如圖3所示，調溫時泵閥狀態是:排氣溢流閥I關閉，第一流向轉換閥3角通，第二流向轉換閥4角通，中間控制閥5關閉，進水控制閥6直通(與太陽能水箱2進水口連接的閥口和與增壓循環泵7連接的閥口相通)，增壓循環泵7開啟，排水閥9關閉。圖3中的箭頭方向即為水流方向。
[0028]調溫過程主要是將太陽能水箱2內的熱水循環至制冷機組10進行降溫，溫度低於設定值時，開始自動調節所需加熱量。
[0029]3.排水過程
[0030]如圖4所示，排水時的泵閥狀態是:排氣溢流閥I開啟直通，第一流向轉換閥3角通，第二流向轉換閥4角通，中間控制閥5關閉，進水控制閥6直通，增壓循環泵7關閉，排水閥9關閉。圖4中的箭頭方向即為水流方向。
[0031]排水時，水在自身重力作用下由太陽能水箱2上下水口流出，流經系統管路並通過降溫用沉浸式換熱器13，最後通過排氣溢流閥I流出至排水管，直至將水箱2內的水完全排出。
[0032]4.循環測溫過程
[0033]如圖5所示，系統循環測溫時泵閥狀態是:排氣溢流閥I關閉，第一流向轉換閥3直通，第二流向轉換閥4直通，中間控制閥5關閉，進水控制閥6直通，增壓循環泵7開啟，排水閥9關閉。圖4中的箭頭方向即為水流方向。
[0034]系統循環測溫時，水在增壓循環泵的作用下，從太陽能水箱2上流出，流經系統管路時通過設在管路中的溫度傳感器測量水溫，最後通過太陽能水箱2的溢流出水口流回至水箱2，直至水箱2內水溫循環均勻。
【權利要求】
1.一種太陽能熱水系統熱性能測試裝置，包括太陽能水箱、排氣溢流閥、第一流向轉換閥、第二流向轉換閥、中間控制閥、進水控制閥、增壓循環泵、轉輪流量計、排水閥、沉浸式換熱器和制冷機組；其特徵是:第一流向轉換閥、第二流向轉換閥和進水控制閥為三通閥，排氣溢流閥、和中間控制閥和排水閥為兩通閥；排氣溢流閥的兩個閥口分別與太陽能水箱的出水口和排水管連接；第一流向轉換閥的三個閥口分別與太陽能水箱的出水口、沉浸式換熱器和排水閥的第二閥口連接，排水閥的第一閥口連接在排水管上；排水閥的第二閥口還與轉輪流量計連接，轉輪流量計與增壓循環泵和進水控制閥依次連接，進水控制閥的三個閥口分別與增壓循環泵、太陽能水箱的進水口和進水管連接；第二流向轉換閥的三個閥口分別與第一流向轉換閥上與排水閥連接的閥口、中間控制閥的一個閥口以及沉浸式換熱器連接；中間控制閥的另一個閥口與太陽能水箱的進水口連接；沉浸式換熱器與制冷機組連接。
【文檔編號】G01M99/00GK203732298SQ201420137128
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】劉華凱, 李鬱武, 朱漢武 申請人:劉華凱, 李鬱武, 朱漢武