太阳集热器热性能测试系统的研发

发布时间：2020-12-19 08:12

　　太阳集热器热性能测试系统是设计、检测集热器不可缺少的设备,它涵盖了机械传动、自动控制、计算机、模块化的软件设计等多项技术,利用工控机对各功能单元管理控制、协调完成集热器热性能试验。论文介绍了双轴全自动太阳跟踪器,并对其跟踪原理、软件流程和太阳运行轨迹算法进行了详细描述。根据太阳运行轨迹,利用工控机控制步进电机转动,带动跟踪器跟踪太阳。跟踪误差在1°以内。本设备具有两级温度控制系统,可以调节工质温度稳定在任意设定值上,控制精度为±0.1℃。这一部分主要叙述了如何通过硬件电路设计和软件滤波算法提高温度测量精度;以及采用变频器、利用带滞后补偿的PID算法控制温度稳定在设定值范围内。利用变频器对流量进行调节,采用软件PID控制算法,结合数值处理方法对小流量进行精密控制,控制精度在±1%。本文还介绍了太阳集热器热性能测试系统软件的设计。它能够自动完成国标要求的集热器热性能试验,具有友好的人机界面、数据存储、报表打印等功能。本套设备分别在武汉、昆明、北京三地进行了试验。结果表明:太阳能集热器热性能测试系统各项测试指标都达到或高于国标要求,测试结果一致性、稳定性很好,能够真实、准确的测试各种集热器的... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

太阳集热器热性能测试系统的结构示意图

箱里水的温度低设定温度的 1℃以内时停止加热；然，控制温度变化范围不超过设定值的±0.1℃。冷水箱设定温度一定值的冷水，水流经集热器吸收入射的太后流经冷浴交换器，温度降低到设定值附近；最后流400 升，在这里从集热器出来经过冷浴交换器后温度级控温的水进行混合，利用大的热容量来维持初级温器对流量进行控制。工控机根据设定的流量值，通过实际流量值送入工控机与设定值相比较，对偏差进行 D/A 转换后送入变频器，通过变频器调节水泵转速范围内选定的任何温度下，系统都能维持稳定的流量以内。流量和温度经过控制达到试验要求后，就可以进行压入射角修正系数试验。上分析，设计的太阳集热器热性能测试系统的实物[3

214.1.1 基于比例法四线制测量电路基于比例法的四线制测量电路是消除长引线误差、提高精度的有效方法[29]。如图4.1 所示。测量电路采用 A 级铂电阻 Pt100，接线方式采用四线制。ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4分别表示铂电阻 4 根长引线的电阻，R1为精密标准电阻（100Ω），A1、A2采用 AD620 仪器运放，其特点是价格低、耗能少、精度高，适用于高精度数据采集系统。A3 利用 A/D 转换板中的差动放大器（如果 A/D 转换板未带差动放大器，A3也可选用 AD620 仪器运放）。图 4.1 基于比例法的四线制测量电路由于 A1、A2 及 A3 具有很高的输入阻抗，I1、I2小于 1μA，ΔR2、ΔR3上的压降可以忽略不计

【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能集能器自动跟踪装置[J]. 陈夫进,赵明勤,赵廷林,李豪.  可再生能源. 2006(01)
[2]比率法铂电阻测温及其在蒸汽计量中的应用[J]. 杨永竹.  传感技术学报. 2005(04)
[3]太阳自动跟踪器的研究[J]. 孙茵茵,鲍剑斌,王凡.  机械设计与制造. 2005(07)
[4]太阳集热器时间常数分析及测试讨论[J]. 王佩明,王志峰,侯宏娟.  太阳能学报. 2005(02)
[5]一种太阳自动跟踪装置的设计[J]. 侯长来.  仪器仪表用户. 2005(02)
[6]两维程控太阳跟踪器控制系统的研制[J]. 饶鹏,孙胜利,叶虎勇.  控制工程. 2004(06)
[7]平板型太阳集热器热性能的快速测试方法研究[J]. 侯宏娟,王志峰,王如竹,祁冰.  太阳能学报. 2004(03)
[8]太阳能利用中的跟踪控制方式的研究[J]. 陈维,李戬洪.  能源工程. 2003(03)
[9]加快建立我国太阳能热水器产品认证制度[J].   可再生能源. 2003(02)
[10]我国的太阳能热水器技术标准[J]. 李爱仙,赵跃进.  中国标准化. 2002(07)

硕士论文
[1]闭式太阳集热器综合性能测试系统的研究与开发[D]. 张定学.华中科技大学 2005



本文编号：2925580