主要目的

研究太阳能热水器和集热器的测试功能、基本原理及方法

针对人群

本科生教学、教师科研、培养硕士研究生

完成能力

1.掌握集热器的测试方法

2.掌握测试仪器的原理、构成和操作

3.掌握太阳能集热器的标准和编制

4.掌握太阳能热水器的测试方法

5.掌握不同太阳能热水器的标准和编制

配合课程

1.电工基础

2.太阳能热利用技术

3.热工学与传热学

4.热能的储存技术

5.太阳能热水系统

6.太阳能采暖技术

7.太阳能制冷技术

8.大学物理

9.太阳能热发电系统

10.太阳能基础知识

11.太阳能热利用技术与施工

12.太阳能热利用工程技术

13.太阳能供热采暖应用技术手册

14.太阳能供暖系统设计与安装

15.太阳能光热转换机应用

16.太阳能利用：原理•技术•工程

每台适用学生数量

4人

   标   准

GB/T18708-2002/ GB 26969-2011

GB/T25967-2010/GB/T23889-2009

GB/T4271-2007

功   能

得热量

总热负荷

瞬时效率

日有用得热量

得热量

瞬时效率特性

热损系数

太阳能保证率

瞬时效率方程式

平均热损系数

电功率

两端压力降落

系统得热量与太阳辐照量的曲线图

两次实验结束水温

入射角修正系数

能效系数及等级测评

日有用得热量及升温性能

入射角修正系数图

实验结束水温

保温性能

时间常数

制热性能系数

时间常数关系曲线

热泵压力

序号

项   次

主要参数

1

太阳能测试仪采集器

1）A/D转换：32Bit

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，

2

传感器系统

太阳总辐射传感

 *须采用由中国气象局气象探测中心和工程技术研究中心组织的“太阳能资源观测利用气象传感器的研制项目”验收测试报告中规定的合格产品，并提供相关证明材料。

1.光谱范围 305-2800 nm

2.响应时间 15s

3.零点偏移    <10W/㎡

4.方位误差 <20W/㎡（1000W/㎡到80°）

5.工作温度 -40℃~+80℃

6.大辐照度 0~2000W/㎡

7.灵敏度     7 - 14μV/W/m²

8.灵敏度温度误差 <0.1%/℃

太阳散射传感器

A.环带直径:∮400mm,宽度:65nm

B.测量范围:0-2000W/m2；
C.测量精度: ＜5%；

D.显示分辨率:1 W/m2 ；         

E.显示内容:瞬时值，日累计量等

地球辐射表（长波辐射表）可选

1、光谱范围：4500-50000 nm

2、信号范围：-250-+250W/m2

3、信号输出：-20-0mV

4、灵 敏 度：5-15μV/W•m-2

5、响应时间：＜ 20 s (99%)

6、内    阻：≤ 200 Ω

7、年稳定性：±2%

8、非 线 性：＜ ± 2%

9、温度系数：≤±1%(-20℃～+50℃)

10、工作环境温度：-40℃～+80℃

11、工作环境湿度：0～99.99%RH

精密温度传感器

A.测量范围 0-200℃ ； 

B.测量精度:±0.05℃；

C.显示分辨率：0.01℃。

环境温度

• 测量范围 -40～70℃ 
• 测量精度:±0.5℃
• 显示分辨率：0.1℃

环境风速

A测量范围:0-60m/s ；

B测量精度:±0.5m/s；

C.显示分辨率：0.1 m/s 

压力变送器

A.数 量: 2路；

B.压力范围：0-0.2MPa；

C.测量精度：＜50PA；

D.耐温：0-350℃

质量流量传感器

（1）测量范围: 0-7600L/H，流速（0-12m/s）；

（2）测量精度: 0.2%MV+1mm/s；

（3）耐温：-20-100℃ ；

（4）工作压力：0-4Mpa ；

（5）防爆等级：Exib(ib)ⅡBT2-T5。

（6）电源及信号：直流24V，信号输出：脉冲

太阳能集热器教学系统

1.平板太阳集热器：采光面积2 m²，吸收率高达95%，发射率低至5%

2.全玻璃太阳集热器：采光面积2 m²

太阳能热水器教学系统

1.水箱：外壳直Ø475，125 L

2.真空管：Ø58*1800*16

3.角度：45度

4.保温层：无氟阻燃发泡材料

5.内胆材料：SUS304-2B食品级不锈钢 包括太阳能控制器、集热器、承压水箱120L

6.紧

流量传感器

（1）可同时对5台太阳能热水器同时上水，不需要单一转换上水；

（2）测量范围:0.2～1.2m³/h ；；

（3）测量精度: ＜1% ；

（4）耐温：0～120℃ ；

（5）工作压力：0-6.3Mpa ；

智能燃气表  

1. 计量标准: 符合国家标准GB/T 6968-1997《膜式燃气表》

2. 精度等级: *

3. 防爆等级:ExibⅡBT3

4. 工作压力范围: 0.5Kpa－50Kpa

5. 防护等级:IP54

6.大流量：6m³/H

电量变送器

1.允许过载 ： 120%*量程

2.测量精度 ： 电压 电流 0.5级 有功无功电能 1.0级

3.输入方式 ： 浮置输入

4. 显示更新 ： 约2秒/次

5.转换速率 ： 8000次/秒

6.测量范围：

    单相电压(10-500V)

单相电流(0.02-20A)

频率(45-65)Hz

有功/无功功率(U×I)

有功/无功电能(9999.9MW.h)

功率因数(0.2-1.0)

日晷  

(1)与太阳入射角成各种角度, 用日晷与旋转测试台配合完成。

1. 用日晷监测太阳的位置（出 厂前已对日晷进行标定，刻 度盘有测试所需专业（0，15，30，45，50，60度入射角）

3

介质处理系统

全自动水路控制及运作装置

A.水泵：大流量(m3/h):2.1，大扬程:9m

B.装置柜：

  材料SUS201 钢板制造，表面经喷塑处理，长时间不易生锈。

C.防干烧，保空转功能

D．加热器：

（1）三U 型电加热 功率(1KWx3) 

（2）电加热套筒材料SUS304

E.动力与信号集中转接装置：12路/套，采用模块化设计，独立控制，保证动力的供给和信号的集中采集，方便传感器的现场维护和校验。

F.电磁阀：3路/套，高温型，完成上水、放水、加热混水和断水的逻辑组合。

 （1）进口配件国内组装

 （2）泄漏量为零

 （3）高动作频率：5次/秒   

 （4）工质温度：-9-120℃

介质处理系统

本系统由自动控制仪、冷水机组、送水泵、升降温水箱、加热器、电磁阀和三通阀等组成，可实现对水系统进行手动与自动控制，为太阳能热水系统提供试验用水。

• 功 能：

A. 可进行手动与自动控制，为太阳能热水系统提供试验用水，

B．与相关装置配合使用可完成辅助能源的太阳能热水器的热性能测试和耐久物理性能参数(耐压、空晒、外热冲击、淋雨、内热冲击、耐冻)可选

C． 温度控制范围：5℃～100℃,精度：±0.2℃

流量控制范围：0.6～6立方米/小时，精度：＜1%

压力控制范围：0～2.5MPA，精度：＜50PA                         

供 电 电 压: 220V-380V（±10%），50Hz(±2%),    

功率:20KW

升降温水箱：高低水位控制，保温性能佳，容量3吨，SUS304B材料不锈钢。

冷却风量: 12000m3/h

冷冻水量:5.2m3/h

D. 安全保护：压缩机过热保护，过流保护，高低压力保护，超温保护，流量保护，相

序/缺相保护，排气过热保护 分别引出冷水机和水泵开关信号，室外工作,防风雨,抗腐蚀,内管道隔热保温

4

自动控制系统

• 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；
• 安全保护功能，负载过流过温，自动断电. 具有高低水位报警功能，板式换热器中是否有介质流动，具有制冷机的保护功能;
• 系统供电：380V（±10%）， 50Hz(±2%)；         
• 控制方式：人机对话和点触摸进行控制，自动运行状态 ；
• 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 。

5

自动控制仪

1. 温度及流量通道数：温度10路;流量10路；

2. 控制精度：±0.2℃；

3. 检测精度: ±0.05℃ ；

4. 控制通道：48通道；

5. 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；

6. 系统供电：AC380V，50Hz；

7. 控制方式：人机对话和点触摸进行控制，自动运行状态；

8. 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；

9. 安全保护功能，负载过流过温，自动断电. 具有高低油位报警及自动断水功能，板式换热器中是否有水流动，具有制冷机的保护功能。

10. 具有不同温度值的一次性设定和二次温度判定及处理

11. 具有辅助热源工况条件判定及工作功能

6

太阳自动

 1、大采光面积:12 M²；

 2、追踪模式:双轴向 （方位角和倾斜仰角）系统采用微机控制技术，具有光源和历史轨迹自动跟踪;

 3、系统精度:方位角<= 0.1°、倾斜仰角<= 0.2°；

 4、方位角范围:0°- 270°；

 5、动态方位角承载:1000Kg；

6、倾斜仰角范围:0°- 80°；

7、动态仰角承载:100Kg；

8、大承受风力:倾斜40°可以承受12级风风速36.9 M/S  倾斜 0°可以承受14级风风速46.1 M/S；

9、结构:铝合金+不锈钢+热浸镀锌(JIS G 3466 STKR400; ASTM A123&A153) ；

10、太阳自动跟踪控制器:高性能主控CPU，可以实时监测光辐射/风速和运行的角度，并且能在光

辐射低时自动切换无光运作模式，可自行设定大风保护功能。

7

太阳能综合业务测试平台

1.软件界面采用图形和动态化设计，实时将测试的数据以图形、动态的方式显示。软件支持GB/T 18708，GB/T26969-2011 家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级、GB/T25967-2010带辅助能源的家用太阳能热水系统热性能试验方法和GB/T23889-2009家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件等国标要求、GB/T4271-2007 、GB/T17581-2007、GB/T6424-2007

*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、条件判定和报表计算等功能，并具有对温控模块和传感器校准功能。

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，具有开测和停止测试功能，检测数据自动存储（存储时间可以设定），实时显示测试结果，并终生成数据报表，与打印机相连打印检测报告，数据存储格式为EXCEL和WPS格式可供其它软件调用标准格式可供其它软件调用。

4.采用人机对话模式，具有操作控制、参数设置、测试参灵敏和报表计算等功能；

*5.该软件具有测试的稳态条件自动判定功能，当达到设定值的稳定时，软件自动发出测试指令，并自动记录测试记录表和测试工况稳态状态下的测试数据，易于终的报表导出功能；

6.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和实时显示各路数据，