[发明专利]实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的装置及方法

摘要

本发明涉及一种实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的装置及方法。通过第一温度传感器和第二温度传感器分别采集集热水箱循环水进出口的温度，第三温度传感器采集集热水箱内的水温，液位传感器采集集热水箱内的液位，环境温度传感器采集环境温度，并各自将采集的数据分别发送至数据采集处理器，由数据采集处理器对各数据及测量的时刻进行记录、储存和处理，根据集热水箱能量守恒方程得出瞬时循环水流量和集热量。本发明方法操作简便，且测量仪器价格低廉、安装便捷。当测量结束后，相关测量仪器可方便地从被测太阳能热水系统中取走，测量仪器重复利用率高，大大节省了测量成本。

主权项

1.一种基于实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的装置的实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的方法，所述实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的装置包括太阳能集热器、循环水泵和集热水箱，在集热水箱上设有液位传感器和第三温度传感器，在集热水箱的循环水进口设有第一温度传感器，在集热水箱的循环水出口设有第二温度传感器；并设有环境温度传感器；液位传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和环境温度传感器分别连接至数据采集处理器；其特征在于，采集集热水箱循环水进出口的水温、集热水箱内的水温、集热水箱内的液位、环境温度，以及测量的时间，进而根据集热水箱能量守恒方程如下所示：mc(tin‑tout)＝f(h,U,tw,ta)式中m——太阳能热水系统循环水流量，kg/s；c——水的比热容，kJ/(kg·℃)；tin——集热水箱循环水进口水温，℃；tout——集热水箱循环水出口水温，℃；h——集热水箱内的液位，m；U——集热水箱热损系数，kJ/(℃·m2)；tw——集热水箱内的水温，℃；ta——环境温度，℃；得出太阳能热水系统τ时刻的循环水流量m(τ)：同时可得太阳能热水系统τ时刻的集热量Q(τ)：Q(τ)＝m(τ)c(tin(τ)‑tout(τ))所述集热水箱热损系数U的计算方法为：当太阳能热水系统的循环水泵停止运行时，此时循环水流量m＝0，集热水箱能量守恒方程如下所示：f(h,U,tw,ta)＝0通过测量集热水箱内的液位h、集热水箱内的水温tw及环境温度ta，即可计算得出集热水箱热损系数U。