[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

技術領域

本發明屬于太陽能熱水系統的監測裝置和技術領域，特別設計集中式太陽能熱水系統的監測系統，針對實際太陽能熱水系統應用工程進行監測和評價。

背景技術

我國“十二五”可再生能源建筑應用推廣目標為切實提高太陽能、淺層地能、生物質能等可再生能源在建筑用能中的比重，到2020年，實現可再生能源在建筑領域消費比例占建筑能耗的15％以上。太陽能作為清潔可再生能源，利用其加熱冷水提供人們所需的熱水負荷，可實現減少建筑能源消耗目的。我國太陽能資源非常豐富，太陽能熱水系統在全國得到廣泛應用。在太陽能熱水系統應用過程中，對太陽能熱水系統的運行進行監測以及運行效果進行評價，將有助于實現太陽能熱水系統更高效的應用和推進可再生能源應用的進一步發展。

在進行熱水系統監測評價系統的建設過程中，如何確定監測參數，監測設備如何安裝及如何評價系統效果等，雖然國家有相關的標準規定對系統評價參數的設定和系統建設，但并未根據實際的系統形式給出詳細的設備安裝及如何能更好實現監測評價指標的獲取。國家標準中對于參數的測量方法是針對一般系統，而在實際的應用過程中，由于系統管路、形式的多種多樣，對于太陽能熱水系統的得熱量、系統總能耗等的測量方法應結合實際情況進行設置。

而現有的太陽能熱水監測系統，只是公開了一種監測系統的流程原理，并未對監測系統的細節進行說明，包括主要的監測參數等，也沒有對監測數據進行處理，無法對所監測的太陽能熱水系統進行整體評價。所公開的系統無法滿足實際工程中具體形式的太陽能熱水系統的監控要求。本發明旨在針對工程中常見的、帶輔助熱源的、集中式太陽能熱水系統，確定了其監測參數、監測設備和安裝方法、主要性能指標及評價，形成一套系統的監測系統構建方法，對于實際工程中太陽能熱水監測系統的建設具有指導意義。

發明內容

本發明的目的是針對國家標準和現有太陽能熱水監測系統的應用局限性，提供一種集中式太陽能熱水監測系統。具有結構簡單、操作方便、測量準確、實時監測、適用性好、能對系統應用效果做出整體評價、指導系統改善、提高太陽能熱水系統的運行效率和管理水平等特點。

本發明的實現過程如下：一種集中式太陽能熱水監測系統，主要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。

所述太陽能熱水系統為集中式，帶輔助熱源，本發明以熱泵為例。所述太陽能熱水系統包括太陽能集熱器、太陽能熱水箱、熱泵熱水箱、輔助熱源、總供水管、總回水管和冷水管。所述太陽能集熱器數量大于2。所述太陽能熱水系統的具體搭建方法參照《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》(GB50364-2005)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、第一熱量表、第二熱量表)、第三熱量表和電能表。所述太陽總輻射傳感器主體安裝在太陽能集熱器上，用于監測太陽輻照量。所述第一熱量表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器出口的出水管路上，所配套的溫度傳感器I接在集熱器進口的進水管上，用于監測集熱系統的得熱量。所述第二熱量表主體包括第二流量計、第二積算儀和第二溫度傳感器，所述主體安裝在總供水管上，所配套的溫度傳感器II接在冷水管上，用于監測總供水管的溫度、流量和熱量。所述第三熱量表主體包括第三流量計、第三積算儀和第三溫度傳感器，所述主體安裝在總回水管上，所配套的溫度傳感器III接在冷水管上，用于監測總回水管的溫度、流量和熱量。所述電能表安裝在熱泵的供電回路上,用于測量輔助熱源消耗的能量。以上監測儀表都具有數據通信功能，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。

所述數據傳輸系統包括監測設備配套的數據輸出裝置、數據傳輸線和數據接收裝置；太陽總輻射傳感器所配套的數據輸出裝置、第一熱量表所配套的數據輸出裝置、第二熱量表所配套的數據輸出裝置、第三熱量表所配套的數據輸出裝置和電能表所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的數據輸入端連接。

所述數據處理軟件位于遠程電腦客戶端，遠程電腦通過與數據接收裝置數據輸出端連接，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，所述數據處理軟件根據設計要求判斷部分指標(包括太陽能集熱效率、太陽能保證率和供水溫度)是否符合要求，當設計無明確要求時，應按表1、表2和表3規定要求進行判斷。最終將所監測數據以及性能指標顯示用于界面，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。