WN-2C型太陽能集熱器測試系統(tǒng)

                     (雙軸全自動(dòng)太陽能跟蹤旋轉(zhuǎn)臺(tái))

一、概述

 國家對可再生能源太陽能產(chǎn)業(yè)的大力支持和產(chǎn)業(yè)的健康良性發(fā)展非常重視，應(yīng)用產(chǎn)品也不斷的

增多和增強(qiáng)，針對太陽能光熱應(yīng)用產(chǎn)品的檢測、教學(xué)及研究顯得十分重要，然而太陽能集熱器又是

決定太陽能光熱系統(tǒng)熱效率性能的關(guān)鍵集熱部件，因此其質(zhì)量的好壞對太陽能光熱系統(tǒng)的應(yīng)用產(chǎn)品

發(fā)展起著決定性的作用，因此對產(chǎn)品的質(zhì)量要求*，檢測難度很大，因此對太陽能集熱器測試設(shè)

備的精度和控制精度、智能化要求非常重要。

我司根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求和多年生產(chǎn)太陽能檢測設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，特推出WN-2C型太陽能集熱器測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)的總體試驗(yàn)結(jié)構(gòu)可分別滿足標(biāo)準(zhǔn)里面的開式試驗(yàn)系統(tǒng)和閉式測試試驗(yàn)系統(tǒng)的方法，該產(chǎn)品的主控系統(tǒng)采用MISUBISHI可編程控制系統(tǒng)、高精度溫度、流量自控系統(tǒng)和人機(jī)對話模式及雙軸全自動(dòng)太陽跟蹤旋轉(zhuǎn)臺(tái)（具有手動(dòng)和自動(dòng)跟蹤2種模式）等技術(shù)，進(jìn)行自動(dòng)控制與檢測，不需要測試人員在戶內(nèi)和戶外的來回跑動(dòng)式測試，具有測試精度高，性能穩(wěn)定，勞動(dòng)效率高等方面特定。并得到國內(nèi)外多家用戶的使用與認(rèn)可，是目前為止國內(nèi)為先進(jìn)的太陽能集熱器測試系統(tǒng)。

該設(shè)備已廣泛應(yīng)用在太陽能生產(chǎn)廠、太陽能檢測中心、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和大中專科研院所等對太陽能測試和研究的使用。

二、測試產(chǎn)品類型

1．平板型太陽能集熱器

2. 真空管太陽能集熱器

三、符合國標(biāo)要求及測試方法、內(nèi)容

1. GB/T4271-2007太陽能集熱器熱性能試驗(yàn)方法

2. GB/T17581-2007真空管型太陽能集熱器技術(shù)試驗(yàn)方法

3. GB/T6424-2007平板型太陽能集熱器技術(shù)試驗(yàn)方法 

四、產(chǎn)品測試功能（根據(jù)客人選配，可同時(shí)測2臺(tái)太陽能集熱器）

五、WN-2C型太陽能集熱器熱性能測試儀技術(shù)指標(biāo)及系統(tǒng)配置

 A、WN-2C型太陽能集熱器熱性能測試系統(tǒng)傳感器及系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn):

B、控制系統(tǒng)檢測配套設(shè)備及指標(biāo)：

1、恒溫恒流測試柜：性能及指標(biāo)

  a.WN-HWL恒溫恒流測試柜是完成太陽能集熱器熱性能和太陽能集熱器耐久物理試驗(yàn)測試的核

心部件。根據(jù)GB/T6424和GB/T17581、GB/T4271-2007標(biāo)準(zhǔn)要求，在測試太陽能集熱器的熱性能（穩(wěn)態(tài)）和參數(shù)耐久物理性能(耐壓、空曬、外熱沖擊、淋雨、內(nèi)熱沖擊、耐凍)參數(shù)的水溫和流量、壓力都有嚴(yán)格的要求，被測試的太陽能集熱器產(chǎn)品與太陽能集熱器熱性能和耐久物理試驗(yàn)(耐壓、空曬、外熱沖擊、淋雨、內(nèi)熱沖擊、耐凍)測試儀的傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上才能完成對集熱器的測試。恒溫恒流測試柜可保證向太陽能集熱器入口流入恒定的溫度、流量和

壓力的水量，并且流入恒定的溫度、流量和壓力還可根據(jù)要求任意調(diào)整，滿足太陽集熱器準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)瞬

時(shí)效率測試要求和太陽能集熱器耐久物理試驗(yàn)(耐壓、空曬、外熱沖擊、淋雨、內(nèi)熱沖擊、耐凍)

要求。

  b.測試時(shí)，通過按鈕實(shí)現(xiàn)對送水泵（德國威樂）、循環(huán)水泵（不銹鋼）、制冷機(jī)、加熱器、流量控制

儀的控制，可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，為太陽能集熱器提供試驗(yàn)用水。

 c.溫度的恒定與控制：在系統(tǒng)中串接兩*精度溫度進(jìn)口PID調(diào)節(jié)器。根據(jù)工質(zhì)的實(shí)際溫度和設(shè)定的溫度值，通過溫度調(diào)節(jié)儀來控制加熱器加熱和制冷機(jī)組制冷；調(diào)節(jié)到工質(zhì)進(jìn)口溫度至設(shè)定值（0℃～100℃任意調(diào)整），以保證測試水箱溫度的恒定。

d.流量的恒定控制：該流量恒定控制具有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制2種功能，可互相切換。太陽能集熱器

的進(jìn)水流量由流量控制儀、不銹鋼恒壓罐、穩(wěn)壓水泵來控制高質(zhì)量流量計(jì)，通過控制進(jìn)口變頻器來自動(dòng)控制流量的開啟度，保證流量穩(wěn)定性在±1%以內(nèi)。在真空管太陽集熱器出口處和其他可能積聚空氣的地方應(yīng)設(shè)置放氣閥，管路設(shè)有穩(wěn)流裝置，時(shí)刻保證試驗(yàn)其間的穩(wěn)流要求以保證太陽能集熱器進(jìn)水流量的恒定，真正達(dá)到控制要求。

e.技術(shù)參數(shù)：

1、溫度控制范圍： 5℃-100℃，精度：±0.1℃；

    2、溫度穩(wěn)定范圍：10℃-90℃，精度：±0.1℃；

    3、流量控制范圍：0-0.2kg/s，精度： 0.2%-1%；                

    4、壓力控制范圍：0-2.5MPA， 精度：＜50PA；

    5、供 電 電 壓: 220-380V（±10%），50Hz(±2%)；

    6、外觀尺寸及重量：金屬外殼910cm×730cm×970cm；

    7、重    量：90Kg；

    8、材質(zhì)：SUS201，表面噴塑處理。具有防水防曬防腐能力；

9、送水泵：采用德國威樂增壓泵，具有耐高溫，低噪音，不易生銹，*解決渦流式水泵的雜質(zhì)堵塞問題,功率:95W,大揚(yáng)程:9m ,大流量：2.1噸/小時(shí)； 

   10、管道隔熱保溫:為了保證溫度損失小，從流量計(jì)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(jìn)口之間距離應(yīng)盡可能短，并充分保溫隔熱。同時(shí)，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(yīng)充分隔熱保溫。采用2層保溫措施，即美觀

又耐用；

   11、兩端壓力降落測量:為了自動(dòng)測量太陽能集熱器進(jìn)出口壓力，完成壓力降落試驗(yàn)要求。系統(tǒng)設(shè)置

2路德國高精度壓力傳感器，安裝于集熱器進(jìn)出口端，與軟件連接自動(dòng)生成集熱器壓力降落曲線。

2、高精度測試旋轉(zhuǎn)臺(tái)（全自動(dòng)和手動(dòng)二選一）

2.1 WN-150D型高精密雙軸全自動(dòng)太陽能跟蹤旋轉(zhuǎn)臺(tái)指標(biāo)及特點(diǎn)

• 具有手動(dòng)與全自動(dòng)追蹤2種方式，可以相互轉(zhuǎn)換，特殊的入射角調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)裝置，可以滿足集熱器及集熱管入射角的測試要求，方便快捷；根據(jù) GB/T4271-2007太陽能集熱器熱性能試驗(yàn)方法，測試時(shí)需將太陽能集熱器安裝于旋轉(zhuǎn)測試臺(tái)上，在測試時(shí)將其調(diào)整到與太陽對應(yīng)的相應(yīng)角度，并且一直保持自動(dòng)跟蹤太陽，垂直于太陽光，因此須配置此高精密雙軸全自動(dòng)太陽能跟蹤旋轉(zhuǎn)臺(tái)配合使用。

   b.太陽能高精密雙軸全自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)也叫全自動(dòng)太陽能追日系統(tǒng)，主要是針對需要對太陽進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤的應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)的。使太陽光垂直照射到試驗(yàn)臺(tái)面，保證跟蹤架上產(chǎn)品獲得大太陽輻射能量。它主要采用雙軸向方位角和傾斜仰角二維自動(dòng)跟蹤兩種模式，并且可以自動(dòng)根據(jù)天氣狀況在兩種模式之間切換。無論哪種模式下，都可以實(shí)現(xiàn)高精度的太陽跟蹤。并且具有很大的承受大風(fēng)力功能，傾斜40°可以承受12級(jí)風(fēng)風(fēng)速36.9 M/S  傾斜 0°可以承受14級(jí)風(fēng)風(fēng)速46.1 M/S；和遇大風(fēng)時(shí)自動(dòng)保護(hù)功能（7級(jí)大風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)打平功能），以保證在各種惡劣的氣候條件下穩(wěn)定運(yùn)行。主要應(yīng)用于高效太陽能光伏發(fā)電、太陽能空調(diào)、太陽能制氫、太陽輻照度測量、材料老化實(shí)驗(yàn)、高效太陽能熱水器等需要對太陽進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤的應(yīng)用領(lǐng)域。

   c.技術(shù)參數(shù)：

   1、大采光面積:12 M²；

   2、追蹤模式:雙軸向 （方位角和傾斜仰角）系統(tǒng)采用微機(jī)控制技術(shù)，具有光源和歷史軌跡自動(dòng)跟蹤;

   3、系統(tǒng)精度:方位角<= 0.1°、傾斜仰角<= 0.2°；

   4、方位角范圍:0°- 270°；

   5、動(dòng)態(tài)方位角承載:1000Kg；

   6、傾斜仰角范圍:0°- 80°；

7、動(dòng)態(tài)仰角承載:100Kg；

   8、大承受風(fēng)力:傾斜40°可以承受12級(jí)風(fēng)風(fēng)速36.9 M/S  傾斜 0°可以承受14級(jí)風(fēng)風(fēng)速46.1 M/S；

   9、結(jié)構(gòu):鋁合金+不銹鋼+熱浸鍍鋅(JIS G 3466 STKR400; ASTM A123&A153) ；

10、太陽自動(dòng)跟蹤控制器:高性能主控CPU，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測光輻射/風(fēng)速和運(yùn)行的角度，并且能在光

輻射低時(shí)自動(dòng)切換無光運(yùn)作模式，可自行設(shè)定大風(fēng)保護(hù)功能。

2.2 WN-XT2手動(dòng)旋轉(zhuǎn)測試臺(tái)指標(biāo)及特點(diǎn)

   GB/T4271-2007太陽能集熱器熱性能試驗(yàn)方法的太陽入射角修正系統(tǒng)功能要求，測試時(shí)需將太陽能集熱器安裝于旋轉(zhuǎn)測試臺(tái)上，在測試時(shí)將其調(diào)整到與太陽對應(yīng)的相應(yīng)角度，因此須配置此旋轉(zhuǎn)臺(tái)配合使用。

1)、結(jié)    構(gòu)：鋁合金材質(zhì)+鋼制傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，表面噴塑處理，防腐能力強(qiáng)，手動(dòng)二維旋轉(zhuǎn)方向,機(jī)械定位，并可橫向按需調(diào)節(jié)之功能。

 2)、承載重量：500Kg

3)、測試臺(tái)面尺寸：3m×2m （可同時(shí)安放兩臺(tái)集熱器）

4）、旋轉(zhuǎn)角度:上下:0～90度,左右:0～360度

5）、整體重量: ＜190Kg

6）、開放式結(jié)構(gòu)，不遮擋真空管太陽集熱采光面，不妨礙真空管太陽集熱器及其進(jìn)出口的隔熱保溫，不影響空氣沿真空管太陽集熱器各自由流動(dòng)。真空管太陽集熱器的低邊離的地面應(yīng)不低于0.5m。在屋頂上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，臺(tái)架距屋頂邊緣應(yīng)大于2m, 小沿建筑物墻面上升的熱氣流的影響。              

7）、日晷: 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求集熱器與太陽入射角成各種角度,用日晷與旋轉(zhuǎn)測試臺(tái)配合完成。其中用日晷監(jiān)測太陽的位置（出廠前已對日晷進(jìn)行標(biāo)定，刻度盤有集熱器測試所需專業(yè)（0，15，30，45，50，60）刻度標(biāo)號(hào)）。

3、WN-PLCB型自動(dòng)控制儀性能及指標(biāo)

   a.該主控系統(tǒng)采用MISUBISHI可編程程序系統(tǒng)、高精度溫度和流量自控系統(tǒng)所組成,具有點(diǎn)觸摸操作

和人機(jī)對話操作（遠(yuǎn)程軟件控制）2種操作測試功能。是完成整個(gè)系統(tǒng)測試的中心神經(jīng)樞紐，發(fā)

出各種測試指令，并且各種測試指令互鎖。配合WN-KZ2系統(tǒng)控制柜完成制水和測試功能，以達(dá)

到測試所需的穩(wěn)態(tài)工況。真正實(shí)現(xiàn)高性能，高穩(wěn)定和低勞動(dòng)強(qiáng)度、低故障率的智能化測試的需求，

從而保證了測試的可靠性。

   b.太陽能集熱器系統(tǒng)控制柜是將測試儀器與檢測配套設(shè)備中的控制部分集成一體的綜合自動(dòng)控制裝

置，其采用可編程程序控制技術(shù)對恒溫恒流測試柜,送水泵, 測試泵、電磁閥、制冷裝置與加熱裝

置和其他控制儀等設(shè)備進(jìn)行集中測試與控制。使檢測過程自動(dòng)進(jìn)行，減少人為因素，提高測試精度

和提高工作效率；

   c.技術(shù)指標(biāo):

   1、溫度及流量通道數(shù)：各1路;

   2、控制精度：±0.1℃；

   3、水溫檢測精度: ±0.05℃ ；

   4、控制通道：14通道；

   5、控制臺(tái)結(jié)構(gòu)：不銹鋼制結(jié)構(gòu)，表面噴塑處理，室外全天侯工作結(jié)構(gòu),測量儀器嵌入式安裝；

   6、尺    寸：1570mm×620mm×660mm；

   7、系統(tǒng)供電：220V（±10%），50Hz(±2%)；

8、控制方式：人機(jī)對話和點(diǎn)觸摸進(jìn)行控制，自動(dòng)運(yùn)

行狀態(tài)；

   9、由中間繼電器和接觸器組成控制邏輯開關(guān)，實(shí)現(xiàn)         

各路工作切換通過微機(jī)通訊接口實(shí)現(xiàn)測試儀器的數(shù)據(jù)共享，同時(shí)發(fā)出控制信息；

  10、安全保護(hù)功能，負(fù)載過流過溫，自動(dòng)斷電. 具有高低水位報(bào)警及自動(dòng)斷水功能，板式換熱器中是

否有水流動(dòng)，具有制冷機(jī)的保護(hù)功能。

4、WN-CS2儲(chǔ)水箱指標(biāo)及特點(diǎn)（開式系統(tǒng)需要，閉式系統(tǒng)不需要）：

  a.在太陽能集熱器測試時(shí)，試驗(yàn)要求用水儲(chǔ)于水箱內(nèi)，由控溫裝置將水溫調(diào)到要求溫度，循環(huán)系統(tǒng)保證各點(diǎn)溫度一致，滿足實(shí)驗(yàn)要求，水箱尺寸可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)量而定，兩臺(tái)儲(chǔ)水箱交替循環(huán)使用，提高實(shí)驗(yàn)效率，節(jié)約用水資源。

   b.電磁閥：4路/套，高溫型，完成上水、放水、加熱制冷混水和測試的自動(dòng)化控制和操作。進(jìn)口配    

件國內(nèi)組裝,泄漏量為零,高動(dòng)作頻率：5次/秒，工質(zhì)溫度：-9-120℃；

   c.技術(shù)指標(biāo):

   1、材料：304不銹鋼材質(zhì)（食品級(jí)飲用標(biāo)準(zhǔn)）;

   2、結(jié)構(gòu)尺寸：圓型水箱，雙層保溫結(jié)構(gòu)，聚氨酯保溫材料與水箱一體成型直徑：內(nèi)桶厚度:0.8mm,外桶厚度:0.5mm(尺寸可根據(jù)要求定制);

   3、容    量：0.6m³;

   4、加熱器安裝接口：3路，功率6KW;

   5、上下限水位報(bào)警接口：3路;

   6、上下水泵接口:2路。

5、太陽能綜合測試控制軟件系統(tǒng)性能及特點(diǎn)(可選擇帶太陽能系統(tǒng)模擬防真計(jì)算軟件之功 

   能）:

  5.1 太陽能綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)軟件

• 軟件符合（GB/T4271-2007 、GB/T17581-2007、GB/T6424-2007 ）等國標(biāo)要求，在windows2000

以上環(huán)境即可運(yùn)行；

   b.采用人機(jī)對話模式，具有操作控制、參數(shù)設(shè)置、測試參靈敏和報(bào)表計(jì)算等功能；

   *C.該軟件具有測試的穩(wěn)態(tài)條件自動(dòng)判定功能，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值的穩(wěn)定時(shí)，軟件自動(dòng)發(fā)出測試指令，

     并自動(dòng)記錄測試記錄表和測試工況穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的測試數(shù)據(jù)，易于終的報(bào)表導(dǎo)出功能；

d.實(shí)時(shí)與戶外控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，實(shí)時(shí)進(jìn)行測試指令的發(fā)布控制和實(shí)時(shí)顯示各路數(shù)據(jù)，

具有開測和停止測試功能，檢測數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)（存儲(chǔ)時(shí)間可以設(shè)定），實(shí)時(shí)顯示測試結(jié)果，計(jì)算并

繪制太陽集熱器準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)瞬時(shí)效率曲線圖，集熱器時(shí)間常數(shù)和入射角修正系數(shù)，與打印機(jī)相連打印檢

測報(bào)告，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式為EXCEL標(biāo)準(zhǔn)和WPS格式可供其它軟件調(diào)用。

六、太陽能集熱器試驗(yàn)場布局

  A、室內(nèi)部份

     1.電    源：220V ±10%   50±2HZ；

     2.環(huán)境溫度：-10℃-40℃；

     3.相對濕度：≤95% RH；

     4.室內(nèi)到室外距離小于20米。

  B、室外部分

   1.室外電源：需要將電源接到實(shí)驗(yàn)廠地處。三相電380V 1個(gè)，二相電220V  1個(gè),并且交流電源（需

防水），總功率：20KW；

   2.水源要求：需要將水源接到實(shí)驗(yàn)廠地處并具有上水和下水通道，主管路為6分管，水壓自來水常壓；

   3.室外場地：正對南方，周圍無建筑物遮擋的露天場地, 具備正常上下水管線,交流電源(防水)，并

且自動(dòng)跟蹤旋轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)安裝在距離樓房邊緣3米處，面向正南；面積可根據(jù)客戶的實(shí)際場地大小自由

設(shè)置，一般需要15-30M²。

七、系統(tǒng)配置： 

1.WN-2C型太陽能集熱器熱性能測試系統(tǒng)（測1臺(tái)熱性能標(biāo)準(zhǔn)型,可增加配置同時(shí)測2臺(tái)集熱器)