依據(jù)國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，對太陽熱水系統(tǒng)熱性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，經(jīng)運(yùn)行調(diào)試，該系統(tǒng)的溫度波動控制達(dá)到了±0.2℃的準(zhǔn)確度，流量波動控制達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。該試驗(yàn)系統(tǒng)的建成填補(bǔ)了國內(nèi)空白，為我國太陽熱水系統(tǒng)行業(yè)的良性發(fā)展提供了硬件方面的保證。

　　近年來隨著人民生活水平的不斷提高，對生活熱水需求的日益增長，促進(jìn)了太陽熱水工業(yè)的迅速發(fā)展，太陽熱水系統(tǒng)已成為我國太陽能熱利用技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的領(lǐng)域。但是太陽熱水系統(tǒng)生產(chǎn)廠家參差不齊，如不加以重視和解決，必將嚴(yán)重影響行業(yè)的發(fā)展和太陽熱水器的進(jìn)一步普及推廣。同時，太陽熱水系統(tǒng)與建筑一體化對太陽熱水器的性能提出了更高的要求。因此在原國家經(jīng)貿(mào)委/全球環(huán)境基金支持的“加速中國可再生能源商業(yè)化能力建設(shè)項(xiàng)目”中，將建立具有權(quán)威性、公正性、科學(xué)性的國家級太陽熱水器質(zhì)量檢驗(yàn)中心列為該項(xiàng)目的子項(xiàng)之一。中國建筑科學(xué)研究院有幸中標(biāo)成為國家級太陽熱水器質(zhì)量檢驗(yàn)中心的籌建單位之一，由空調(diào)所承擔(dān)該試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計和承建任務(wù)。

　　設(shè)計主要依據(jù)iso9459-2:1995《solarheating-domesticwaterheatingsystems—part2:outdoortestmethodsforsystemperformancecharacterizationandyearlyperformancepredictionofsolar-onlysystems》、gb/t18708-2002《家用太陽熱水系統(tǒng)熱性能試驗(yàn)方法》和gb/t12915-1991《家用太陽熱水器熱性能試驗(yàn)方法》。

　　依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，需要使用不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，因此在進(jìn)行試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計時，試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備的配置和系統(tǒng)管道的連接應(yīng)該能夠同時滿足不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)要求。因此，根據(jù)試驗(yàn)需要，在設(shè)計時，我們將整個試驗(yàn)系統(tǒng)分為三個環(huán)路來考慮，即供水環(huán)路，混水環(huán)路和冷卻水環(huán)路。1.2.1

　　該環(huán)路主要由循環(huán)水泵、回水泵、供水水箱、回水水箱、板式換熱器、一級電加熱器、二級電加熱器、電磁閥、流量控制閥和流量、溫度傳感器等設(shè)備組成。該環(huán)路為開式系統(tǒng)，主要功能是給太陽熱水系統(tǒng)提供一定溫度的水。在這個環(huán)路中，根據(jù)測量控制的參數(shù)不同，又可以分為溫度測量控制系統(tǒng)和流量測量控制系統(tǒng)。

　　水溫波動控制設(shè)計目標(biāo)是將水溫波動控制在設(shè)定溫度值±0.2℃的范圍內(nèi)。在系統(tǒng)設(shè)計上，我們采用了三級控制來達(dá)到這個目標(biāo)。據(jù)此，我們采取了三級控制，即第一級：通過啟停風(fēng)冷機(jī)組以及調(diào)節(jié)板式換熱器二次側(cè)三通電磁閥的開度來調(diào)節(jié)風(fēng)冷冷水機(jī)組的供冷量，將循環(huán)供水箱內(nèi)的供水水溫波動控制在設(shè)定溫度值±1℃的范圍內(nèi)；第二級：通過pid參數(shù)調(diào)節(jié)可控硅調(diào)控器，控制一次電加熱器的加熱投入量，將供水干管水溫波動控制在設(shè)定溫度值±0.5℃的范圍內(nèi)；第三級：通過pid參數(shù)調(diào)節(jié)可控硅調(diào)控器，控制二次電加熱器的加熱投入量將貯熱水箱入口溫度波動控制在設(shè)定溫度值±0.2℃的范圍內(nèi)。系統(tǒng)中使用的溫度計經(jīng)中國計量科學(xué)研究院標(biāo)定，測量的準(zhǔn)確度為±0.05℃。因此為保證貯熱水箱的內(nèi)水溫要求，在系統(tǒng)設(shè)計上從二次電加熱器到進(jìn)口溫度計處管段上閥門、三通、彎頭等管件盡可能的少，管段盡可能的短。

　　太陽熱水系統(tǒng)熱性能試驗(yàn)系統(tǒng)的8個測試單元的流量測量控制是相互獨(dú)立的。無論是國家標(biāo)準(zhǔn)還是國際標(biāo)準(zhǔn)對于流量的測量和控制都提出了很高的要求。標(biāo)準(zhǔn)要求液體流量測量準(zhǔn)確度大于或者等于±1.0%，標(biāo)準(zhǔn)要求流量控制在400l/h～600l/h之間，流量波動為設(shè)定值的±50l/h范圍。由于參與測試的單元數(shù)量是變化的，所以整個系統(tǒng)的總供水量是變化的。本試驗(yàn)系統(tǒng)的流量變化通過調(diào)節(jié)水泵的變頻器實(shí)現(xiàn)。要控制流量波動，需要精確的計量流量，同時由于溫度波動控制的要求，流量計工作所需的直管段盡可能的短。因此，經(jīng)過比較，我們選用電磁流量計作為流量的計量裝置，電磁流量計的工作原理是通過導(dǎo)電流體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，將感應(yīng)出的電壓轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號來計量流量，而傳感器輸出信號是與平均流速成精確線性關(guān)系的電動勢，測量精度較高。本試驗(yàn)系統(tǒng)使用的流量計經(jīng)中國計量科學(xué)研究標(biāo)定，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。通過調(diào)節(jié)，系統(tǒng)流量波動達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。1.2.2

　　該環(huán)路主要由混水泵，電磁閥等設(shè)備組成，該環(huán)路為開式系統(tǒng)，主要功能是通過混水泵循環(huán)使得太陽熱水系統(tǒng)貯熱水箱中的水溫均勻一致。所選用的混水泵為直流電源塑料泵，流量為420l/h，功率為10w，在試驗(yàn)時間內(nèi)水泵引起的溫升很小，保證了試驗(yàn)精度。由于不同廠家的太陽熱水系統(tǒng)的規(guī)格不同，該環(huán)路的管路長度可以根據(jù)太陽熱水系統(tǒng)的大小進(jìn)行調(diào)整。1.2.3

　　設(shè)置這個環(huán)路的目的是實(shí)現(xiàn)供水水溫的一級控制重復(fù)利用試驗(yàn)中使用的水，此環(huán)路為閉式系統(tǒng)，環(huán)路主要由風(fēng)冷冷水機(jī)組、水泵、板式換熱器、電動三通閥等組成，通過板式換熱器將冷量傳遞給供水環(huán)路，在試驗(yàn)開始時，由電動三通閥調(diào)節(jié)通過板式換熱器的冷卻水流量，實(shí)現(xiàn)對供水水溫的一級控制；在試驗(yàn)結(jié)束時，使供水水溫降到合適的溫度，以備第二天實(shí)驗(yàn)重復(fù)使用。1.2.4

　　數(shù)據(jù)采集與自動控制系統(tǒng)

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，需對溫度和流量進(jìn)行測量控制，同時需要測量環(huán)境參數(shù)、環(huán)境溫度和環(huán)境風(fēng)速。數(shù)據(jù)采集、自動控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)現(xiàn)了顯示控制及數(shù)據(jù)記錄功能，數(shù)據(jù)采集和自動控制達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。2

　　總結(jié)該試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試和運(yùn)行，得出以下的體會：

　　1）試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水資源的重復(fù)利用，節(jié)約了水資源；

　　2）為適應(yīng)太陽熱水系統(tǒng)的規(guī)格不同，系統(tǒng)管路長度可以改變。

　　目前，中國建筑科學(xué)研究院空調(diào)所已經(jīng)建成太陽熱水系統(tǒng)熱性能試驗(yàn)系統(tǒng)，并已投入使用，該檢測室已通過國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會認(rèn)可，已對外開展檢測服務(wù)。該試驗(yàn)系統(tǒng)的建成使用為我國太陽熱水系統(tǒng)的良性發(fā)展提供了硬件方面的保證

　　來源：互聯(lián)網(wǎng)