CN103884530A - 基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，包括自然光人工模拟系统和太阳能集热器测试系统；所述自然光人工模拟系统包括立架、升降导轨、升降支架、自然光人工模拟光源和第一轴流风机；所述太阳能集热器测试系统包括带有滚轮的测试平台、被测试太阳能集热器、第二轴流风机、恒温恒流量水系统和集热器支撑架。具有可随时对太阳能热水器进行测试而不受天气的影响、测试效果好、减少测试周期、提高研发产品效率等优点。

Description

基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热器测试系统，尤其是一种基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统。

背景技术

随着近年来我国经济的迅猛发展，我们的生活发生了巨大改变，对清洁卫生要求的提高，特别是由于新型卫生设备的采用，热水的供应备受重视。但目前国内家庭日常生活中所需要的热水大部分均通过专门的热水器(如电热水器、燃气热水器等)获得。这些装置都是用高品位能量来换取同等数量的低品位热量，很不符合现代节能的原则，太阳能热水器很好的解决了这一难题。我国是世界公认的最大的太阳能热水器市场，热性能是太阳能热水器好坏的一个重要指标。由于受季节、天气状况的影响，天气阴暗。阴雨时，无法进行对太阳能热水器进行检测，大大增加了测试周期，因此采用模拟自然光源，实现全天候测试条件，减少测试周期，提高研发产品效率，改变以往太阳能热水器检测“看天吃饭”的局面。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，以便于随时对太阳能热水器进行测试而不受天气的影响。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，其结构特点是，包括自然光人工模拟系统和太阳能集热器测试系统；

所述自然光人工模拟系统包括立架、升降导轨、升降支架、自然光人工模拟光源和第一轴流风机；所述立架固定于地面上，所述立架的侧壁上设置有所述升降导轨，所述升降支架设置于所述升降导轨上并可沿着所述升降导轨上下移动；所述自然光人工模拟光源设置于所述升降支架之上，并可随着所述升降支架的上下移动而移动；所述第一轴流风机设置于所述自然光人工模拟光源上；

所述太阳能集热器测试系统包括测试平台、被测试太阳能集热器、第二轴流风机、恒温恒流量水系统和集热器支撑架；所述集热器支撑架固定于所述测试平台上；所述恒温恒流量水系统位于所述集热器支撑架的一侧，为所述被测试太阳能集热器提供恒温恒流量的水源；所述被测试太阳能集热器固定于所述集热器支撑架的顶端；所述第二轴流风机设置于被测试太阳能集热器之上，以在被测试太阳能集热器的上表面形成恒定风速；

在所述被测试太阳能集热器上还设置有一个扫描支架，扫描支架上设置有一个可移动的长杆；所述长杆上设置有用于测量被测试太阳能集热器的上表面上的风速的风速传感器和用于测量所述自然光人工模拟光源的总辐射量的太阳能总辐射表；所述风速传感器和所述太阳能总辐射表套设于所述长杆上，并可沿着所述长杆的长度方向移动。

本发明的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统的结构特点也在于：

所述测试平台上设置有多个滚轮，使得测试平台能很方便地移动。

所述滚轮为万向轮。

所述恒温恒流量水系统包括测流量元件、测温元件、PID调节控制器、电加热器、循环泵和制冷机组；所述制冷机组的一端通过水管与所述被测试太阳能集热器相连接，所述制冷机组的另一端依次通过测流量元件、测温元件、电加热器与循环泵相连接，所述循环泵的出水端与所述被测试太阳能集热器相连接；所述测流量元件、测温元件、电加热器和循环泵均与所述PID调节控制器相连接。

所述测流量元件为电磁流量计。

测温元件为数字式温度传感器。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，由自然光人工模拟系统和太阳能集热器测试系统组成。

基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统处于工作状态时，打开自然光人工模拟光源，同时开始第一轴流风机对工作中的自然光人工模拟光源进行冷却，通过升降导轨调节自然光人工模拟光源高度，同时可以通过调节升降支架改变自然光人工模拟光源倾斜角度。太阳能集热器下方设置的第二轴流风机开启，在被测试集热器表面形成恒定风速，通过扫描器支架的移动，检测太阳能集热器任意点风速及太阳总辐射量。恒温水系统为被测集热器提供恒定温度、恒定流速水源，被测集热器出水水管与制冷机组入水口连接，热水经制冷机组降温后一次通过测流量元件及测温元件，测流量元件及测温元件将信号传输至PID调节器，通过流量与温度的数值，PID调节器控制电加热器及循环泵工作，通过测温元件后的水经过电加热器及循环泵，水温及流量达到设定值，循环泵出口与被测集热器入口连接，水通入集热器中，完成一次闭式循环。

本发明的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，通过采用自然光人工模拟系统模拟太阳光，将被测试太阳能集热器移动至采用自然光人工模拟系统的下方，可在室内对太阳能集热器进行测试，不受天气的影响，测试效果好，能实现全天候测试条件，减少测试周期，提高研发产品效率，改变以往太阳能热水器检测“看天吃饭”的局面。

本发明的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，具有可随时对太阳能热水器进行测试而不受天气的影响、测试效果好、减少测试周期、提高研发产品效率等优点。

附图说明

图1为本发明的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统的结构示意图。

图2为本发明的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统的被测试太阳能集热器的示意图。

图3为本发明的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统的恒温恒流量水系统的供水循环示意图。

附图1～图3中标号：1自然光人工模拟系统，2太阳能集热器测试系统，3立架，4升降导轨，5升降支架，6自然光人工模拟光源，7第一轴流风机，8测试平台，9被测试太阳能集热器，10第二轴流风机，11恒温恒流量水系统，12集热器支撑架，13扫描支架，14太阳能总辐射表，15滚轮，16长杆，17风速传感器，18测流量元件，19测温元件，20PID调节控制器，21电加热器，22循环泵，23制冷机组。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1～图3，基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，其包括自然光人工模拟系统1和太阳能集热器测试系统2；

所述自然光人工模拟系统1包括立架3、升降导轨4、升降支架5、自然光人工模拟光源6和第一轴流风机7；所述立架3固定于地面上，所述立架3的侧壁上设置有所述升降导轨4，所述升降支架5设置于所述升降导轨4上并可沿着所述升降导轨4上下移动；所述自然光人工模拟光源6设置于所述升降支架5之上，并可随着所述升降支架5的上下移动而移动；所述第一轴流风机7设置于所述自然光人工模拟光源6上；

所述太阳能集热器测试系统2包括测试平台8、被测试太阳能集热器9、第二轴流风机10、恒温恒流量水系统11和集热器支撑架12；所述集热器支撑架12固定于所述测试平台8上；所述恒温恒流量水系统11位于所述集热器支撑架12的一侧，为所述被测试太阳能集热器9提供恒温恒流量的水源；所述被测试太阳能集热器9固定于所述集热器支撑架12的顶端；所述第二轴流风机10设置于被测试太阳能集热器9之上，以在被测试太阳能集热器9的上表面形成恒定风速；

在所述被测试太阳能集热器9上还设置有一个扫描支架13，扫描支架13上设置有一个可移动的长杆16；所述长杆16上设置有用于测量被测试太阳能集热器的上表面上的风速的风速传感器17和用于测量所述自然光人工模拟光源6的总辐射量的太阳能总辐射表14；所述风速传感器17和所述太阳能总辐射表14套设于所述长杆16上，并可沿着所述长杆16的长度方向移动。

所述测试平台8上设置有多个滚轮15，使得测试平台能很方便地移动。

所述滚轮15为万向轮。

所述恒温恒流量水系统11包括测流量元件18、测温元件19、PID调节控制器20、电加热器21、循环泵22和制冷机组24；所述制冷机组24的一端通过水管与所述被测试太阳能集热器9相连接，所述制冷机组24的另一端依次通过测流量元件18、测温元件19、电加热器21与循环泵22相连接，所述循环泵22的出水端与所述被测试太阳能集热器9相连接；所述测流量元件18、测温元件19、电加热器21和循环泵22均与所述PID调节控制器20相连接。

所述测流量元件18为电磁流量计。

测温元件19为数字式温度传感器。

需要测试太阳能集热器时，打开自然光人工模拟光源，同时开始第一轴流风机对工作中的自然光人工模拟光源进行冷却，通过升降导轨调节自然光人工模拟光源高度，同时可以通过调节升降支架改变自然光人工模拟光源倾斜角度，由自然光人工模拟光源模拟太阳发光。

将被测试太阳能集热器固定于所述集热器支撑架顶端，并将测试平台移动到自然光人工模拟系统的自然光人工模拟光源下方。工作人员打开恒温恒流量水系统，由恒温恒流量水系统为被测集热器提供恒定温度、恒定流速水源。工作人员通过测量太阳能集热器上表面的风速、太阳总辐射量和集热器内的水的水温等参数，并根据这些参数，对被测试太阳能集热器进行测试，从而评价被测试太阳能集热器的热性能。扫描支架的长杆可在太阳能集热器测试平台测试平面上移动，测试任意点风速及太阳辐射强度。

所述自然光人工模拟系统中的升降导轨固定于立架上，升降支架一端连接自然光人工模拟光源，另一端位于升降导轨上，自然光人工模拟光源上配有第一轴流风机。所述太阳能集热器测试系统中被测试太阳能集热器9的底部设置有第二轴流风机，测试面上方设置有扫描支架，扫描支架上的长杆16上设置有风速传感器和太阳能总辐射表。长杆16可沿着所述图2中的Y方向移动，所述风速传感器和太阳能总辐射表可沿着图2中的X方向（即所述长杆16的长度方向）移动，因而使得本发明的风速传感器和太阳能总辐射表能够测量被测试太阳能集热器的上表面上的任意一点的风速和太阳能总辐射量。

集热器支撑架与被测试太阳能集热器的非测试面平面连结，恒温恒流量水系统位于被测试太阳能集热器的下方。恒温恒流量水系统为所述被测试太阳能集热器供水的循环示意图如图3所示。恒温恒流量水系统中制冷机组与电加热器的管路上依次设置有测流量元件与测温元件，测流量元件信号输出端与PID调节器流量信号输入端连接，测温元件信号输出端与PID调节器温度信号输入端连接，PID调节器温度信号输出端连接电加热器，电加热器出口与循环泵连接，PID调节器流量信号输出端与循环泵连接，循环泵出口端连接被测集热器水管入口，被测集热器水管出口与制冷机组入水口连接，完成闭式循环。

本发明的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，通过采用自然光人工模拟系统模拟太阳光，可在室内对太阳能集热器进行测试，不受天气的影响，测试效果好，能实现全天候测试条件，减少测试周期，提高研发产品效率，改变以往太阳能热水器检测“看天吃饭”的局面。

Claims (6)

1.基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，其特征是，包括自然光人工模拟系统（1）和太阳能集热器测试系统（2）；

所述自然光人工模拟系统（1）包括立架（3）、升降导轨（4）、升降支架（5）、自然光人工模拟光源（6）和第一轴流风机（7）；所述立架（3）固定于地面上，所述立架（3）的侧壁上设置有所述升降导轨（4），所述升降支架（5）设置于所述升降导轨（4）上并可沿着所述升降导轨（4）上下移动；所述自然光人工模拟光源（6）设置于所述升降支架（5）之上，并可随着所述升降支架（5）的上下移动而移动；所述第一轴流风机（7）设置于所述自然光人工模拟光源（6）上；

所述太阳能集热器测试系统（2）包括测试平台（8）、被测试太阳能集热器（9）、第二轴流风机（10）、恒温恒流量水系统（11）和集热器支撑架（12）；所述集热器支撑架（12）固定于所述测试平台（8）上；所述恒温恒流量水系统（11）位于所述集热器支撑架（12）的一侧，为所述被测试太阳能集热器（9）提供恒温恒流量的水源；所述被测试太阳能集热器（9）固定于所述集热器支撑架（12）的顶端；所述第二轴流风机（10）设置于被测试太阳能集热器（9）之上，以在被测试太阳能集热器（9）的上表面形成恒定风速；

在所述被测试太阳能集热器（9）上还设置有一个扫描支架（13），扫描支架（13）上设置有一个可移动的长杆（16）；所述长杆（16）上设置有用于测量被测试太阳能集热器的上表面上的风速的风速传感器（17）和用于测量所述自然光人工模拟光源（6）的总辐射量的太阳能总辐射表（14）；所述风速传感器（17）和所述太阳能总辐射表（14）套设于所述长杆（16）上，并可沿着所述长杆（16）的长度方向移动。

2.根据权利要求1所述的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，其特征是，所述测试平台（8）上设置有多个滚轮（15）。

3.根据权利要求2所述的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，其特征是，所述滚轮（15）为万向轮。

4.根据权利要求1或2所述的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，其特征是，所述恒温恒流量水系统（11）包括测流量元件（18）、测温元件（19）、PID调节控制器（20）、电加热器（21）、循环泵（22）和制冷机组（24）；所述制冷机组（24）的一端通过水管与所述被测试太阳能集热器（9）相连接，所述制冷机组（24）的另一端依次通过测流量元件（18）、测温元件（19）、电加热器（21）与循环泵（22）相连接，所述循环泵（22）的出水端与所述被测试太阳能集热器（9）相连接；所述测流量元件（18）、测温元件（19）、电加热器（21）和循环泵（22）均与所述PID调节控制器（20）相连接。

5.根据权利要求4所述的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，其特征是，所述测流量元件（18）为电磁流量计。

6.根据权利要求4所述的基于自然光人工模拟系统的太阳能集热器测试系统，其特征是，测温元件（19）为数字式温度传感器。

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