【摘要】：太陽能熱利用行業(yè)第一部強制性國家標準GB26969-2011《家用太陽能熱水系統(tǒng)能效限定值及能效等級》即將實施。太陽能熱水器制造企業(yè)需建立CNAS認可的實驗室,對太陽能熱水器能效系數(shù)進行測試；太陽集熱器是太陽熱水系統(tǒng)中最重要的組成部分,其熱性能的好壞直接影響整套熱水系統(tǒng),因此對其進行熱性能的測試和評價成為研究熱水系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 本文在分析家用太陽熱水系統(tǒng)熱性能和太陽集熱器熱性能測試原理和方法的基礎(chǔ)上,依據(jù)家用太陽熱水系統(tǒng)和太陽集熱器的相關(guān)國家標準對家用太陽熱水系統(tǒng)熱性能和太陽集熱器熱性能測試系統(tǒng)進行了測試軟件設(shè)計和試驗裝置設(shè)計。主要研究工作為： 詳細分析了太陽能熱水器熱性能試驗對試驗裝置的要求,設(shè)計了一套試驗系統(tǒng),該系統(tǒng)由兩個環(huán)路組成,即供水(回水)環(huán)路和混水環(huán)路。試驗系統(tǒng)設(shè)備的配置和系統(tǒng)管道的連接能同時滿足不同標準的試驗要求。 采用安捷倫數(shù)據(jù)采集儀對溫度傳感器、總?cè)丈浔怼L速儀和流量計輸出的模擬信號進行采集,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后通過RS232串行口傳輸給計算機,由計算機進行數(shù)據(jù)處理,得到試驗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集儀的轉(zhuǎn)換精度和各傳感器的測量精度均達到國標要求。 設(shè)計了兩級溫度控制系統(tǒng),利用大容量的空氣能水箱來穩(wěn)定初級溫度,初級溫度控制精度為±1℃。使用帶積分分離的PID控制器控制次級加熱器的通斷,當測得的溫度值與設(shè)定值的偏差較大時使用PD控制,偏差較小時使用PID控制以減小靜差,使貯熱水箱進水口處水的溫度漂移控制在±0.2℃以內(nèi)。 開發(fā)了太陽能熱水器熱性能和太陽能集熱器熱性能測試軟件,介紹了測試軟件的整體設(shè)計思路及各功能模塊的作用。對日有用得熱量、平均熱損因數(shù)、單天熱性能、瞬時效率和時間常數(shù)等試驗的試驗方法做了詳盡的說明,同時還重點給出了各個試驗的工藝流程圖及軟件的實現(xiàn)過程。測試軟件能自動進行數(shù)據(jù)采集、存儲、分析和處理并生成試驗報告,具有友好的人機界面。提高了測試過程的自動化水平。 對排水法模塊、瞬時效率模塊和時間常數(shù)模塊進行了調(diào)試,驗證模塊的正確性；利用測試系統(tǒng)在滿足國標要求的試驗條件下做了混水法試驗、貯熱水箱熱損試驗和單天熱性能試驗,并說明了能效系數(shù)的計算方法。得到的熱性能試驗數(shù)據(jù)可作為家用太陽熱水系統(tǒng)和集熱器設(shè)計的依據(jù),為提高家用太陽熱水系統(tǒng)和集熱器的質(zhì)量指明方向。
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK515;TP274

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