[發明專利]一種集中式太陽能熱水監測系統

在審

• 申請號: 201510768202.5
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN105424174A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 丁勇;李百戰;高亞峰;謝源源;劉垚;唐爽
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G01K17/00;G01R22/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

1.一種集中式太陽能熱水監測系統，其特征在于，包括太陽能熱水系統、監測設備、數據傳輸系統和數據處理軟件(15)；

所述太陽能熱水系統為集中式，帶輔助熱源，包括太陽能集熱器(1)、太陽能熱水箱(2)、熱泵熱水箱(3)、輔助熱源(4)、總供水管(5)、總回水管(6)和冷水管(7)；所述太陽能集熱器(1)數量大于2；所述太陽能熱水系統的搭建方法參照《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》和《民用建筑太陽能熱水系統工程技術手冊》；

所述監測設備包括太陽總輻射傳感器(8)、第一熱量表(9)、第二熱量表(10)、第三熱量表(11)和電能表(12)；所述太陽總輻射傳感器(8)安裝在太陽能集熱器(1)上，監測太陽輻照量；所述第一熱量表(9)主體包括第一流量計、第一溫度傳感器和第一積算儀，所述主體安裝在集熱系統出水管路上，所配套的溫度傳感器I接在進水管上，監測集熱系統的得熱量；所述第二熱量表(10)主體包括第二流量計、第二溫度傳感器和第二積算儀，所述主體安裝在總供水管(5)上，所配套的溫度傳感器II接在冷水管上，監測總供水管(5)的溫度、流量和熱量；所述第三熱量表(11)主體包括第三流量計、第三溫度傳感器和第三積算儀，所述主體安裝在總回水管(6)上，所配套的溫度傳感器III接在冷水管上，監測總回水管(6)的溫度、流量和熱量；所述電能表(12)安裝在熱泵的供電回路上，測量輔助熱源(4)消耗的能量；

所述監測設備儀表均具有數據通訊功能，可通過數據傳輸設備將各自所檢測到的數據上傳至遠程電腦客戶端；所述數據傳輸設備包括無線數據傳輸設備和有線數據傳輸設備；

所述數據傳輸系統包括監測設備配套的數據輸出裝置、數據傳輸線(13)和數據接收裝置(14)；太陽總輻射傳感器(8)配套的數據輸出裝置、第一熱量表(9)配套的數據輸出裝置、第二熱量表(10)配套的數據輸出裝置、第三熱量表(11)配套的數據輸出裝置和電能表(12)配套的數據輸出裝置分別通過數據傳輸線與數據接收裝置(14)的數據輸入端連接；

所述數據處理軟件(15)位于遠程電腦客戶端，遠程電腦通過與數據接收裝置(14)數據輸出端連接，接收監測設備傳送過來的各種數據，根據預設的計算準則實時計算用于系統性能評價的指標；所述指標包括集熱系統得熱量、太陽能集熱效率、太陽能保證率、供水溫度和常規能源替代量；

所述數據處理軟件(15)根據設計要求判斷所述部分指標是否符合要求，最終將所檢測數據以及性能指標等信息顯示用于界面，實現監測系統實時運行狀態并對系統應用效果進行綜合評價。

2.根據權利要求1所述的一種集中式太陽能熱水監測系統，其特征在于，所述數據處理軟件(15)中各項指標的獲取及數據的計算準則如下；

1)集熱系統得熱量Q₁；

所述集熱系統得熱量Q₁即為第一熱量表(9)測量所得的得熱量值，單位為J；

2)太陽能集熱效率η；

由同一時間段內集熱系統得熱量Q₁與太陽能集熱器(1)所獲得太陽總輻射能Q_R比值計算；

η＝Q₁/Q_R＝Q₁/(H×A×cosθ)(1)

公式1中，H為太陽能總輻射表所測得太陽輻照量累積量，A為集熱器的有效采光面積，θ為集熱器采光面的垂線與太陽光線的夾角；

3)太陽能保證率f；

太陽能保證率是指系統中由太陽能供給的熱量與系統總負荷比值，其中系統總負荷表現為用戶消耗的熱水熱量；

f＝Q₁/Q₄＝Q₁/(Q₂-Q₃)(2)

公式2中，Q₁為集熱系統得熱量，Q₂為供水管熱量即第二熱量表(10)所測熱量，Q₃為回水管熱量即第三熱量表(11)所測熱量，Q₄系統總負荷；

4)供水溫度T_g；

供水溫度T_g即為總供水管上安裝的第二熱量表(10)的溫度傳感器II測量值，單位為℃；

5)常規能源替代量Q_A；

常規能源替代量是指系統得熱量與系統輔助熱源功率或燃料、熱媒的消耗量之差；在所述系統中則全部轉換為標準煤當量計算；

Q_A＝Q₁-Q₅(3)

公式3中，Q_A為常規能源替代量，Q₁為系統得熱量，Q₅為電能表所測輔助熱源能源消耗量。