專利名稱：一種太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量的混水法測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量的混水法測(cè)試裝置，屬于太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域，適用于家用太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)的集熱量測(cè)試。
背景技術(shù)：
節(jié)約常規(guī)化石能源與保護(hù)自然環(huán)境受到廣泛重視。太陽(yáng)光-電轉(zhuǎn)換，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能熱利用發(fā)展迅速。特別是太陽(yáng)能熱利用中的太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)為人類提供生活熱水，是十分經(jīng)濟(jì)有效的。而太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)的集熱量是其熱性能的一個(gè)重要表達(dá)參數(shù)。集熱量的確定又與貯熱水箱中水的溫度有直接關(guān)系。因此用何種裝置能夠準(zhǔn)確測(cè)量貯熱水箱中的水溫一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員所關(guān)注的重要課題。在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12915-1991《家用太陽(yáng)熱水器熱性能試驗(yàn)方法》6.1.3中規(guī)定，“按貯水容積等分原則自上而下地布置三個(gè)或更多的測(cè)溫點(diǎn)，…，以各點(diǎn)溫度的算術(shù)平均值代表真實(shí)的貯水溫度”。這種測(cè)溫裝置由三個(gè)溫度傳感器組成，如圖1所示，其中T1、T2和T3是溫度傳感器，A是貯熱水箱，D和E分別是貯熱水箱的入水口和出水口，這種測(cè)溫裝置存在以下缺陷(1)由于家用太陽(yáng)熱水器中貯水箱形狀和尺寸各異，貯水容積等分原則在實(shí)施時(shí)，探頭的位置很難準(zhǔn)確定位，甚至有較大的偏差；(2)對(duì)于實(shí)際的貯熱水箱產(chǎn)品，有的水箱不具備安置這些溫度傳感器的插孔，因而不能用這種裝置測(cè)量貯水箱中的溫度；(3)對(duì)于最近發(fā)展快，應(yīng)用廣泛的直插緊湊式太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)的貯水箱內(nèi)真空太陽(yáng)集熱管端口下部的水處于“熱傳導(dǎo)區(qū)”，是一天內(nèi)溫度變化不大的冷水區(qū)。但按等分原則，測(cè)試裝置上的溫度傳感器測(cè)不到這部分水的溫度，雖然在貯水箱內(nèi)可以有4個(gè)或更多的溫度傳感器，但還是有較大的不確定性。另外，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9459-2《太陽(yáng)加熱-家用熱水系統(tǒng)》第二部分—《系統(tǒng)特性的室外試驗(yàn)方法和單一的太陽(yáng)能系統(tǒng)年性能的預(yù)測(cè)》中是采用排水法來(lái)測(cè)量家用太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)的集熱量。它的測(cè)試裝置由兩個(gè)溫度傳感器、三個(gè)三通閥、一個(gè)循環(huán)泵、一個(gè)流量計(jì)、一個(gè)流量控制器、一個(gè)溫度控制器組成，如圖2所示T4和T5是溫度傳感器，B是循環(huán)泵，V1、V2和V3是三通閥，F(xiàn)是流量計(jì)，M是流量控制器，N是冷水入口溫度控制器，A是貯熱水箱，D是貯熱水箱入水口，E是貯熱水箱出水口，W是泄水管，I、L分別是貯熱水箱的上水管和出水管。其測(cè)試方法是家用太陽(yáng)熱水系統(tǒng)一天集熱后，用泵將城市自來(lái)水以600L/h的恒定流量將貯熱水箱中的熱水排出，排出的水量應(yīng)為水箱容積的三倍。如果排出三倍于水箱容積后，水箱排出的水溫與進(jìn)入水箱的水溫之差仍大于1K，則必須繼續(xù)排水直到溫差小于1K為止。然后作出排水曲線圖，再按其給出的公式進(jìn)行計(jì)算得到太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)的集熱量。這種裝置在應(yīng)用上存在以下問(wèn)題國(guó)際上城市自來(lái)水標(biāo)準(zhǔn)的水壓為0.6MPa，而目前許多貯熱水箱是開(kāi)放式應(yīng)用，即不能承受壓力，在操作中稍有不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致貯熱水箱破壞，因此通用性較差，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、測(cè)量準(zhǔn)確的家用太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)的集熱量的混水法測(cè)試裝置。
本實(shí)用新型是由溫度傳感器、三通閥、循環(huán)泵組成，其特征是所說(shuō)的溫度傳感器、一個(gè)三通閥、循環(huán)泵和另一個(gè)三通閥依次接在貯熱水箱入水口與出水口之間，構(gòu)成測(cè)試外管路。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2.通用性強(qiáng)；3.測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。


圖1是太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量體積等分原則測(cè)試裝置示意圖。
圖2是太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量排水法測(cè)試裝置示意圖。
圖3是太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量混水法測(cè)試裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式圖3給出本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，測(cè)試裝置是在被測(cè)太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)的貯熱水箱入水口與出水口之間依次接一個(gè)溫度傳感器、一個(gè)三通閥、循環(huán)泵和另一個(gè)三通閥。圖中T4是溫度傳感器，B是循環(huán)泵，V2、V3是三通閥，A是貯熱水箱，D是貯熱水箱入水口，E是貯熱水箱出水口，I、L分別是貯熱水箱的上水管和出水管。
測(cè)試步驟為(1)初始溫度測(cè)試a.三通閥V2、V3置于測(cè)試外管路接通狀態(tài)(這時(shí)上、下水管路關(guān)閉)。將太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)遮擋起來(lái)，接通泵的電源，使貯熱水箱的水溫均化；b.當(dāng)貯熱水箱入水口處溫度在5分鐘內(nèi)的變化不大于±1℃時(shí)，斷開(kāi)泵電源，溫度傳感器顯示的溫度即為初始溫度。(2)終止溫度測(cè)量取下遮擋物，使熱水器及熱水系統(tǒng)曝露在陽(yáng)光下，使水箱的水升溫。在設(shè)定的終止時(shí)間，重復(fù)步驟a、b即可得到終止溫度。(3)計(jì)算將測(cè)到初始溫度和終止溫度帶入集熱量公式Q＝ρwcpwVs(te-tb)計(jì)算出集熱量。式中Q貯熱水箱中水體積Vs內(nèi)所含的集熱量，MJρw水的密度，kg/m3cpw水的比熱容，J/(kg℃)Vs貯熱水箱中的流體容積，Lte終止溫度，℃tb初始溫度，℃由于只需在被測(cè)貯熱水箱入水口和出水口之間接一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)循環(huán)泵及兩個(gè)三通閥構(gòu)成測(cè)試回路就能對(duì)于承壓、非承壓和貯熱水箱形狀尺寸各異的太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量進(jìn)行測(cè)試，所以通用性強(qiáng)，且測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單。
如果要測(cè)試數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，可以在貯熱水箱入水口溫度在5分鐘內(nèi)的變化不大于±0.2℃時(shí)測(cè)量初始溫度或終止溫度。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量的混水法測(cè)試裝置，由溫度傳感器、三通閥、循環(huán)泵組成，其特征是所說(shuō)的溫度傳感器、一個(gè)三通閥、循環(huán)泵和另一個(gè)三通閥依次接在貯熱水箱入水口與出水口之間，構(gòu)成測(cè)試外管路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量的混水法測(cè)試裝置，屬于太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域，適用于家用太陽(yáng)熱水器及熱水系統(tǒng)的集熱量測(cè)試。本實(shí)用新型的技術(shù)要點(diǎn)是在貯熱水箱入水口與出水口之間依次接一個(gè)溫度傳感器、一個(gè)三通閥、一個(gè)循環(huán)泵和另一個(gè)三通閥，構(gòu)成測(cè)試外管路。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)F24J2/46GK2553355SQ0223984
公開(kāi)日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者吳錦發(fā), 范軍 申請(qǐng)人:北京清華陽(yáng)光能源開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司