专利名称：太阳能热水器热性能测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能热水器热性能测试装置及自动控制系统。
背景技术：
近年来，中国的太阳能热水器行业迅速发展，我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，国内企业也将目光投向海外市�。夜募觳獗曜蓟共荒芄挥牍时曜冀庸�。中国专利2008102436679公开了一种混水排水法太阳能热水器自动恒温测试系统。该系统通过数采设备对测试中各种参数进行监测和记录，采用二次加热设备对恒温水箱水温进行控制，可以同时符合国际标准IS09459-2和国家标准GB/T19141-2003。但是该测试系统也存在以下不足，第一，二次电加热设备设计繁琐，不易操作控制；第二，管路结构设计复杂，环节多，维护不便，对管路部件出现故障没有保护措施；第三，热水器测试台没有必要遮阳设备，影响测试精度；第四，人工手动操作可靠性、实时性不高，影响测试结果。
发明内容
为克服现有技术的缺点，本发明提出一种管路简单、可自动控制全过程的太阳能热水器热性能检测系统，同时满足排水法和混水法的三项热性能检测实验，自动控制恒温水箱的水温和管路流量稳定，提高测试结果的准确性。本发明主要采用以下技术方案解决技术问题第一，根据国际标准中对恒温水箱温度要求在设定值士0. 2K，设计了恒温水箱电加热装置，通过可控硅触发的电子电路控制， 调节加热功率，无需人为操作，实现自动控温目的；第二，测试系统管路中设置了电动开关阀和调节阀，电动开关阀实现了管路的双向关断，避免了因单向阀故障引起的水回流，提高了测试管路系统的安全性，电动调节阀的设计，可以实现实时动态调节管路水的流量，确保测试的精确度；第三，设计了热水器测试台架的自动遮阳装置，提高测试过程精度；第四， 实现了测试系统的全自动智能化控制，避免因人为操作失误引起的测试失败，提高了测试的准确性。本发明测试系统主要包括放置在屋顶的太阳能热水器测试台架系统，管路系统及其全自动智能控制系统。1、所述的管路系统所述的管路系统包括1)恒温水箱，与恒温水箱连接的制冷系统，位于恒温水箱外部的自循环系统，恒温水箱底部电加热装置等。所述的恒温水箱置于测试间室内。所述的制冷系统包括制冷机组、离心泵和电磁阀。制冷机组放置于测试间外。制冷机组和恒温水箱之间连接有电磁阀和离心泵，电磁阀和离心泵通过管路接入恒温水箱下部右侧壁的开孔，管路的另一端与制冷机组的进水口连接。制冷机组的出水口与恒温水箱上部开口连接，形成制冷回路。所述的制冷系统用于冷却恒温水箱水温。所述的恒温水箱的底部开一孔，开孔处连接有管路，此管路通入恒温水箱顶
4部的入水口，管路中连接了电磁阀和水泵，此自循环回路用于混合恒温水，保证水温的均勻一致。所述的电加热装置包括三组不锈钢电阻棒，与外部电阻棒引线连接的三组可控硅及与可控硅连接的可控硅触发器。三组不锈钢电阻棒安装在恒温水箱底部，彼此间隔120°。 不锈钢电阻棒用于对恒温水箱内的水进行调节加热。本发明采用两个温度传感器对恒温水箱温度进行恒温控制，一个温度传感器安装在恒温水箱下部出水口处，用于控温参考，另一个温度传感器安装在恒温水箱的中上部，用于系统出现故障时报警使用。2)蓄水水箱，蓄水水箱与恒温水箱并排放置于测试间室内。蓄水水箱底部开孔，恒温水箱上部开孔，蓄水水箱和恒温水箱之间通过管路连接，管路中连接有电磁阀和水泵。蓄水水箱用于对恒温水箱的供水以及测试系统管路循环回水的存储。3)恒温水箱下部前方开一孔作为出水口，通过管路连接有电磁阀和水泵，水泵后面连接有流量控制系统，流量控制系统由流量计、电动调节阀及阀体控制器组成，阀体控制器固定在电动调节阀上，与流量计串联接入管路；流量自动控制系统用于控制水的流量，保证测试精度。2、所述的太阳能热水器测试台架系统所述的测试台架系统放置在测试间的屋顶。测试台架系统包括金属支架和太阳能热水器，太阳能热水器由太阳能集热器和与之相连的蓄热水箱组成。太阳能热水器安装在金属支架上。在蓄热水箱进水口连接的电动开关阀前分别连接两路循环管路，一路循环管路中连接有电动开关阀，电动开关阀的一端连接自室内延伸出的恒温水箱出水口管路，另一端与蓄热水箱出水口的管路连接。另外一路循环管路中连接有水泵和电磁阀，与蓄热水箱形成一个自循环系统，保证水箱内水温均勻一致。所述的自动控制系统可以选择打开管路中的电动开关阀或打开蓄热水箱进水口处的电动开关阀，从而实现管路水循环或恒温水箱向蓄热水箱注水过程，打开电磁阀和水泵，实现蓄热水箱的混水过程。蓄热水箱的出水口管路连接到蓄水水箱的上部入水口，形成一路水循环。金属支架上装有风幕机，太阳能集热器配有自动遮阳装置。进行混水测试时，无需等待太阳落山，只要蓄热水箱内水温满足要求，即可自动开启遮阳设备，遮挡太阳能集热器，进行实验；当排水测试时，在设定的时间系统启动排水时，自动开启遮阳设备，保证集热器无太阳辐射，提高测试的准确性。3、所述的全自动智能控制系统是根据国际标准要求的测试流程设计的一套自动控制方案，本发明使用可编程控制器PLC及组态软件实现数据采集、顺序逻辑控制以及温度和流量的实时调控等功能。
图1是太阳能热水器热性能测试系统的管路结构示意图；图2是太阳能热水器热性能测试台架系统示意图；图3是电加热装置结构示意图；图4日性能测试流程图；图5混水测试流程图；图6热损失测试流程图中1恒温水箱，2蓄水水箱，3制冷机组，4电加热装置，5-1、5-2、5-4、5_5水泵， 5-3离心水泵，6电动调节阀及控制器，7-1、7-2、7-3电动开关阀及控制器，8_1、8_2、8_3、 8-4、8-5、8-6电磁阀，9-1、9-2、9-3手动闸阀，10蓄热水箱，11太阳能集热器，12自动遮阳装置，13风幕机，14流量计，15-1、15-2液位变送器，16-1、16-2、16-3、16-4、16-5温度传感器， 17总辐照表，18散射辐照表，19环境温度传感器，20风速仪，21-1橡塑保温材料，21-2石棉保温材料，22溢流口，23过滤网，对伴热带，25恒温水箱入水口，沈可控硅触发器，27-1、 27-2,27-3可控硅电路板，28-1、沘-2、28-3不锈钢电阻棒。
具体实施例方式本发明太阳能热水器热性能自动测试控制系统包括太阳能热水器测试台架系统， 管路系统及其全自动智能控制系统。1、所述的管路系统连接太阳能热水器测试台架系统中的蓄热水箱，并与恒温水箱、蓄水水箱形成回路。如图1所示，所述的管路系统包括恒温水箱1，与恒温水箱1连接的制冷系统，位于恒温水箱1外部的自循环系统，恒温水箱底部电加热装置等。恒温水箱1和蓄水水箱2并排放置。恒温水箱1的左侧上部开孔，蓄水水箱2右侧低处开孔，两个开孔之间通过管路连接，管路中连接有第二电磁阀8-2和第四水泵5-4。 该管路用于蓄水水箱2向恒温水箱1补水。恒温水箱1右侧壁开有三个开孔，其中右下壁的前后方各开一孔，右侧壁的高处后方开一孔；右下壁的后方开孔处通过管路连接制冷机组3进水口，管路中间连接有第三电磁阀8-3和第三水泵5-3，此管路的另一端与制冷机组 3的进水口连接。右侧壁高处后方的开孔与制冷机组3的出水口连接，形成制冷回路。制冷机组3置于室外。恒温水箱1右下壁的前方开口为恒温水箱1的出水口，恒温水箱1为置于屋顶的太阳能热水器测试台架系统中的蓄热水箱10提供恒温水。在恒温水箱1的底部开一孔，开孔处接有管路，此管路通入恒温水箱1顶部入水口 25，此管路中间连接有第一水泵5-1和第一电磁阀8-1，形成恒温水箱1的自循环系统，此自循环系统用于水箱混水，保证恒温水箱1内水温均勻一致。如图3所示，所述的电加热装置4包括三组不锈钢电阻棒、28-2、观-3，三组可控硅27-1、27-2、27-3和可控硅触发器洸。三组不锈钢电阻棒沘-1、28_2、沘-3间隔120° 安装在恒温水箱底部。三组不锈钢电阻棒的接线端置于恒温水箱1的外部，三组不锈钢电阻棒的a、b、c三相并联后分别连接三组可控硅27-1、27-2、27-3，三组可控硅的接线端与可控硅触发器沈的触发极1、2、3对应接线端子Gil、G12，G21、G22，G31、G32相接，可控硅触发器沈的正负控制端与可编程控制器PLC连接，三组可控硅的另一端连接380V供电的A、 B、C三相。电加热装置4用于调节不锈钢电阻棒的输出功率，进而以不同速率加热水的温度。本发明采用两个温度传感器对恒温水箱温度进行恒温控制，一个温度传感器16-2安装在恒温水箱1下部出水口处，用于控温参考，另一个温度传感器16-1安装在恒温水箱1的中上部，用于系统出现故障时报警。所述的恒温水箱1出水口管路从室内伸出，出水口管路连接有第一电动开关阀 7-1。蓄热水箱10的进水口前连接第二电动开关阀7-2，第二电动开关阀7-2的另一端通过管路连接第一电动开关阀7-1 ；蓄热水箱10的出水口管路返回测试间，连接到蓄水水箱的上部入水口，管路中间连接第五和第四电磁阀8-5、8-4，形成一路水循环。所述的恒温水箱1的出水口通过室内管路，连接有第二水泵5-2、流量电动调节阀及控制器6和流量计14 ；可编程控制器PLC通过流量计14得到实时流量值，与系统设定值进行比较，发出控制命令，调节电动调节阀开启到指定位置。可编程控制器PLC通过实时监测流量变化，随时调节阀门位置，保证流量的稳定。2、所述的太阳能热水器测试台架系统放置在测试间的屋顶。测试台架系统包括金属支架，太阳能集热器11和与之相连的蓄热水箱10组成的太阳能热水器。太阳能热水器安装在金属支架上。如图2所示，在蓄热水箱10进水口的第二电动开关阀7-2前和蓄热水箱10出水口分别连接两路循环管路，一路循环管路中连接第三电动开关阀7-3，第三电动开关阀7-3 的另一端连接自室内恒温水箱1出水口延伸出的管路；另一路循环管路中连接有第五水泵 5-5和第六电磁阀8-6，所述的循环管路与蓄热水箱10形成自循环系统，启动第五水泵5-5 和第六电磁阀8-6、第二电动阀7-2，可以对蓄热水箱10混水，使蓄热水箱10内水温均勻一致。自动控制系统可以选择打开所述的第二电动开关阀7-2或第三电动开关阀7-3，实现蓄热水箱注水或循环管路水循环过程。所述的太阳能集热器11还配置了可移动的自动遮阳装置12，蓄热水箱10进出口的温度传感器16-3、16-4以及放置在金属支架低处的风幕机13等。同时，屋顶设有单独的气象区，放置总辐照表17，散射辐照表18，环境温度传感器19，风速仪20，分别各自配有支架，单独安装，通过可编程控制器PLC采集数据信号。所述的自动遮阳装置12上端安装有同步电机和遮阳幕布，通过可编程控制器PLC 控制同步电机，打开或收起遮阳幕布。装置的金属支架的四个支架腿分别安装万向轮，便于装置定位和移动。当混水测试时，蓄热水箱10的水温达到要求后，PLC控制自动遮阳装置 12自动打开遮阳幕布，遮挡太阳能集热器11，开始混水测试；当排水测试时，当时间达到设定值，遮阳幕布自动打开，开始排水测试；自动遮阳装置保证了集热器部分测试环节无太阳辐射，提高测试的准确性。所述的风幕机13安装在金属支架低处太阳能集热器11下方，出风角度与太阳能集热器11倾斜角度一致，保证风速在l-3m/s范围内，以满足测试要求。3、所述的全自动智能控制系统采用可编程控制器PLC实现数据采集、顺序逻辑控制以及温度和流量的实时调控等功能。恒温水箱1的温度调节的方式分为制冷和加热两种温度高于设置值时，可编程控制器PLC开启第三水泵5-3和第三电磁阀8-3，开始制冷循环，水通过制冷机组3，再回到恒温水箱1 ；当温度低于设定值时，电加热设备4对恒温水箱1的水进行加热，根据设定温度与温度传感器16-2的实测温度比较，可编程控制器PLC发出指令，由可控硅及可控硅触发器26进行电流调节，实时改变不锈钢电阻棒输出功率，达到控温目的。本发明通过这两种方式调节，使水温稳定在设定值士0.观，满足实验要求。所述的液位变送器15-1、15-2分别自恒温水箱1和蓄水水箱2的顶部开孔处放入至水箱底部，其信号线自水箱顶部引出，与可编程控制器PLC连接，用于监测水箱内液位高度。当恒温水箱1的液位高度低于系统设定的最低液位值时，可编程控制器PLC报警，并启动第四水泵5-4和第二电磁阀8-2，由蓄水水箱2向恒温水箱1注水，当蓄水水箱2的水降到PLC设定的液位高度后，可编程控制器PLC关闭第四水泵5-4和第二电磁阀8-2，停止注水；当实验中由于损耗等使得蓄水水箱2水位低于最低限值时，可编程控制器PLC报警提示，可由外部人工注水，形成了液位监测报警系统。所有测试管路均缠绕伴热带24，防止环境温度低于零摄氏度时，管路冻裂，保证系统可以在寒冷季节做测试。恒温水箱1的上下及侧面外壁均采用石棉和橡塑保温材料 21-U21-2进行双层全面包裹，保证水箱绝热；管路保温从恒温水箱1出口处开始沿管路到屋顶测试台，至电磁阀8-5之前都采用橡塑保温材料21-1，在缠有伴热带M的镀锌管外壁进行双层全面包裹，使管路绝热，保证测试精度。在恒温水箱1和蓄水水箱2的出水口以及制冷机组3的进水口安装有过滤网23， 保证水在循环流动过程中不含杂质，不损坏设备；在恒温水箱1和蓄水水箱2的顶端侧面均设有溢流口 22，保证测试系统安全性；同时在恒温水箱1和蓄水水箱2的底部设置泄水闸阀9-1、9-2、9-3，便于所述的测试系统维修与清洗等。在恒温水箱出口处和制冷设备进出口处、管路中及电动阀、电磁阀附近安装手动闸阀，用于在系统出现故障时，工作人员可以逐一进行设备排查，便于系统检修与维护。本发明全自动控制系统驱动电磁阀、水泵、电动开关阀、电动调节阀，电加热装置、 自动遮阳装置，进行信号采集，记录实验所需的辐照、温度、流量等数据，实现整个测试过程的实时控制、监测、报警等工作。该系统可以实现整个测试过程的全自动电子控制。本测试系统可以自动完成国际标准ISO 9459-2家用太阳能热水器性能测试的三个实验日性能测试、混水测试和热损失测试，可编程控制器PLC控制分为以下5个逻辑功能模块A、恒温水准备按照设定的启动时间，PLC开始调节恒温水箱水温。若水温小于设定值，电加热设备4开始调节恒温水箱1的水温，三组不锈钢电阻棒观-1、28-2、观-3对水进行加热；若水温大于设定值，PLC打开第三电磁阀8-3和第三水泵5-3启动制冷机组3，将恒温水箱1的水进行冷却，PLC通过两种调节方式控制水温在测试设定的水温士0. 2°C范围内。B、管道水预备循环在向蓄热水箱10注水之前，需要将自恒温水箱出水口至蓄热水箱进水口间的管路充满来自恒温水箱1的恒温水，并且保证水温在tmain 士 0.2°C之内。开启电动开关阀
7-1,7-3,电磁阀8-4、8-5，电动调节阀6，再开启水泵5_2，根据PLC指令，电动调节阀6将实时调节阀门位置，保证恒温水流速为600士501it/hr，待管道内温度传感器16-5的变化 < 1K，且持续15min后，停止循环，先关闭水泵5-2，再关闭电动开关阀7-1、7-3，电磁阀
8-4、8-5，电动调节阀6。C、蓄热水箱顶水开启电动开关阀7-1、7_2，电磁阀8-4、8_5，电动调节阀6，再开启水泵5_2，根据 PLC指令，电动调节阀6将实时调节阀门位置，保证恒温水流速为600士501it/hr，测试过程需要排放三倍蓄热水箱容积的水量。如果排放了三倍蓄热水箱容积水量之后，蓄热水箱进出口的水温差大于1K，则要继续排放，待蓄热水箱10进出口水温差值< 1K，且持续15min 后，停止循环，先关闭水泵5-2，再关闭电动开关阀7-1、7-2，电磁阀8-4、8-5，电动调节阀6。D、蓄热水箱混水
先开启电动开关阀7-2，电磁阀8-6，再开启水泵5-5，对蓄热水箱10内的水进行循环，目的是将蓄热水箱10内的水达到均勻一致的温度。当蓄热水箱10出口水温之差< 1K， 且连续运行15min，即停止循环，先关闭水泵5-5，再关闭电动开关阀7_2，电磁阀8_6。E、数据采集实时采集测试过程中的各个参数值，如温度、流量、辐照等。以下结合图4、图5、图6描述本发明控制系统对三个家用太阳能热水器性能测试实验的控制步骤流程，以及本发明的工作过程。1)、日性能测试图4为日性能测试流程图。在测试开始前，先设定初始温度和系统启动时间，到达设定时间后，A.恒温水准备和E.数据采集工作开始，系统进入测试流程。在太阳时正午前5小时30分钟时，启动C蓄热水箱顶水，满足蓄热水箱进出口水温差< 1K，且连续15分钟，顶水停止。时间到达太阳时正午前6小时，系统开始测试，收起遮阳幕布，系统运行12小时，太阳时正午前6小时到正午后6小时，记录以下参数变化量集热器采光面上太阳总辐照度；集热器采光面上太阳散射辐照度；集热器周围的环境温度； 环境风速。在12个小时的数据采集过程中，恒温水箱始终处于微调状态，通过PLC实时控制电加热设备4和制冷机组3，使恒温水箱维持初始设定温度。在蓄热水箱的热水排放前，蓄热水箱进口处的管路水需要通过进口前的管路排出，以保证恒温水箱出口到蓄热水箱的进水口的管路水温与恒温水箱温度一致，正午后5个半小时，开启B.管道水循环，当管道水温在连续15分钟之内，变化量小于1K，则停止循环。到达太阳时正午后6小时，遮阳幕布打开，将太阳能集热器采光口遮盖�。珻.蓄热水箱顶水启动，恒温水箱的恒温水以600士501it/hr的固定流量从蓄热水箱排出，通过PLC 实时控制电动调节阀及控制器6实现排水过程的流量稳定。排水法测试过程需要排放三倍蓄热水箱容积的水量。如果排放了三倍蓄热水箱容积水量之后，蓄热水箱进出口的水温差大于1K，则要继续排放，直到两者温差小于IK时为止，测试结束，整个排水过程即是C.蓄热水箱顶水的过程。2)混水测试图5为混水测试流程图。本测试是对系统日性能测试的补充，测试的目的是为了确定在热水排放过程中蓄热水箱里热水和进入蓄热水箱冷水混合的量。将蓄热水箱内事先预热到一定温度的水排放，从而获得混合排放曲线。首先设定系统的启动时间，达到时间系统开始进入控制逻辑，A.恒温水准备和 E.数据采集开始工作。蓄热水箱混水前，首先判断蓄热水箱的水温是否达到测试要求的60°C以上，若未达到，则通过恒温水箱给蓄热水箱供水，即A.恒温水准备和C.蓄热水箱顶水。当蓄热水箱水温大于60°C，即可进行混水实验，即D.蓄热水箱混水，测试时PLC控制遮阳幕布遮盖集热器的采光面。混水时，如果蓄热水箱出口的水温，在连续15分钟之内，变化量小于1K，则认为蓄热水箱内的水温保持一致，达到稳定状态，此时停止循环。A.恒温水准备，温度小于 30°C，先进行B.管道水循环，完成后开始排水，即C.蓄热水箱顶水。排水时要求恒温水以恒定的流量600士501it/hr向蓄热水箱顶水，通过PLC实时控制电动调节阀及控制器6实现排水过程的流量稳定。排水测试过程中水箱内的水量需要排放出三倍水箱容积的水量。但是如果排放了三倍水箱容积水量后，水箱出口的排放温度和水箱入口的冷水温度差值大于1K，则需要继续排放，直到两者温差小于IK时，测试结束， 循环停止。3)热损失测试图6为热损失测试流程图。热损失测试前，首先判断蓄热水箱的水温是否达到测试要求的60°C以上，若未达到，则通过恒温水箱给蓄热水箱供水，即A.恒温水准备和C.蓄热水箱顶水。当蓄热水箱水温大于60°C，即可进行混水实验，即D.蓄热水箱混水。混水时， 如果蓄热水箱出口的水温，在连续15分钟之内，变化量小于1K，则认为蓄热水箱内的水温保持一致，达到稳定状态，则停止循环。此时将这15分钟之内的平均温度设定为水箱的初始温度。测试时PLC控制遮阳幕布遮盖集热器的采光面，避免外界干扰，使蓄热水箱在12 小时内自然冷却。在整个热损失测试周期内记录蓄热水箱周围的环境温度。测试周期结束后，再次启动D.蓄热水箱混水，将蓄热水箱内的水进行循环，使水箱内水温均勻一致。混水过程中，当蓄热水箱出口水温变化小于IK且持续15分钟后，即可认为水箱内水温达到均勻一致，将这15分钟的水温平均值作为蓄热水箱的终了温度。混水过程完成，测试结束。
权利要求
1.一种太阳能热水器热性能测试系统，包括太阳能热水器测试台架系统，管路系统； 所述的太阳能热水器测试台架系统包括安装在金属支架上的太阳能热水器，太阳能热水器由太阳能集热器(11)和与太阳能集热器(11)相连的蓄热水箱(10)组成；所述的管路系统包括恒温水箱(1)，与恒温水箱(1)连接的制冷系统，位于恒温水箱(1)外部的自循环系统，以及恒温水箱底部电加热装置，所述的管路系统连接太阳能热水器测试台架系统中的蓄热水箱(10)，并与恒温水箱、蓄水水箱( 形成回路，其特征在于，所述的太阳能热水器热性能测试系统还包括全自动智能控制系统；所述的全自动智能控制系统采用可编程控制器PLC实现数据采集、顺序逻辑控制以及温度和流量的实时调控。
2.按照权利要求1所述的太阳能热水器热性能测试系统，其特征在于，所述的管路系统中，在恒温水箱(1)的底部开孔处接有管路，此管路通入恒温水箱(1)顶部的入水口 (25)，此管路中间连接有第一水泵(5-1)和第一电磁阀(8-1)，形成恒温水箱(1)的自循环系统，用于混合恒温水；恒温水箱(1)右侧壁开有三个开孔，其中右下壁的前后方各开一孔，右侧壁的高处后方开一孔；右下壁的后方开孔处通过管路连接制冷机组(3)的进水口， 此管路中间连接有第三电磁阀(8- 和第三水泵(5-3)；恒温水箱(1)右侧壁高处后方的开孔与制冷机组C3)的出水口连接，形成制冷循环回路；所述的恒温水箱(1)出水口管路连接有第一电动开关阀(7-1)；所述的蓄热水箱(10)的进水口前连接第二电动开关阀(7-2)， 第二电动开关阀(7-2)的另一端通过管路连接第一电动开关阀(7-1)；蓄热水箱(10)的出水口通过管路连接到蓄水水箱O)的上部入水口，管路中间连接第五和第四电磁阀(8-5、 8-4)，形成一路水循环；所述的恒温水箱(1)的出水口通过管路连接有第二水泵(5-2)、流量电动调节阀及控制器(6)和流量计(14)；所述的管路缠绕有伴热带04)；所述的电加热装置(4)包括三组三相不锈钢电阻棒(观-1、28-2、观-3)，三组三相不锈钢电阻棒08-1、观-2、28-3)间隔120°安装在恒温水箱(1)的底部；三组三相不锈钢电阻棒08-1、观-2、28-3)的接线端置于恒温水箱(1)的外部；三组三相不锈钢电阻棒的a、b、 c三相并联后分别与三组可控硅07-1、27-2、27-；3)连接；三组可控硅的接线端与可控硅触发器(26)的触发极1、2、3对应的接线端子(G11、G12，G21、G22，G31、G32)相接，可控硅触发器06)的正负控制端与可编程控制器PLC连接，三组可控硅的另一端连接380V供电的 A、B、C三相；所述的管路系统采用两个温度传感器对恒温水箱(1)的温度进行控制，其中一个温度传感器(16- 安装在恒温水箱(1)下部出水口处，用于控温参考，另一个温度传感器 (16-1)安装在恒温水箱⑴的中上部，用于故障报警。
3.按照权利要求1所述的太阳能热水器热性能测试系统，其特征在于，所述的太阳能热水器测试台架系统中所述的太阳能集热器(11)还配有可移动的自动遮阳装置(12)，所述的自动遮阳装置 (12)上端安装有同步电机和遮阳幕布，通过可编程控制器PLC控制同步电机，打开或收起遮阳幕布。
4.按照权利要求1所述的太阳能热水器热性能测试系统，其特征在于，所述的全自动智能控制系统采用可编程控制器PLC驱动所述的电磁阀、水泵、电动开关阀、电动调节阀， 电加热装置、自动遮阳装置，实现测试过程的实时控制；恒温水箱(1)的温度高于设置值时，可编程控制器PLC开启第三水泵(5- 和第三电磁阀(8-3)，开始制冷循环；当恒温水箱⑴的温度低于设定值时，所述的电加热装置⑷ 对恒温水箱(1)加热；根据设定温度与温度传感器(16- 的实测温度比较，可编程控制器 PLC发出指令，由可控硅及可控硅触发器06)进行电流调节，实时改变三组不锈钢电阻棒的输出功率，达到控温目的；恒温水箱(1)和蓄水水箱O)的底部放置有两个监测水箱内液位高度的液位变送器 (15-1、15-2)，液位变送器(15-1,15-2)的信号线与可编程控制器PLC连接；当恒温水箱 (1)的液位高度低于设定的最低液位值时，可编程控制器PLC报警，并启动第四水泵(5-4) 和第二电磁阀(8-2)，由蓄水水箱(2)向恒温水箱⑴注水；当蓄水水箱(2)的水降到设定的液位高度后，可编程控制器PLC关闭第四水泵(5-4)和第二电磁阀(8-2)，停止注水；当蓄水水箱( 水位低于最低限值时，可编程控制器PLC报警提示，由外部人工注水；可编程控制器PLC通过所述的流量计(14)得到实时流量值，与设定值比较，发出控制命令，调节电动调节阀开启到指定位置；可编程控制器PLC通过实时监测流量变化，随时调节电动调节阀阀门位置，保证流量的稳定；可编程控制器PLC控制自动遮阳装置(1 的同步电机，打开或收起遮阳幕布；当混水测试时，蓄热水箱(10)的水温达到要求后，可编程控制器PLC控制自动遮阳装置(1 打开遮阳幕布，遮挡太阳能集热器(11)，开始混水测试；当排水测试时，当时间达到设定值，遮阳幕布自动打开，开始排水测试。
全文摘要
一种太阳能热水器热性能测试系统，包括管路系统、测试台架和全自动智能控制系统。所述的管路系统包括恒温水箱(1)，与恒温水箱(1)连接的制冷系统，位于恒温水箱(1)外部的自循环系统，以及恒温水箱底部电加热装置，所述的管路系统连接太阳能热水器测试台架系统中的蓄热水箱(10)，并与恒温水箱、蓄水水箱形成回路。所述的全自动智能控制系统采用可编程控制器PLC实现数据采集、顺序逻辑控制以及温度和流量的实时调控。
文档编号G01M99/00GK102564783SQ20111042561
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月17日 优先权日2011年12月17日
发明者孔伟强, 李兴, 王志峰, 肖宁 申请人:中国科学院电工研究所
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