WN-2全自动太阳能热水器性能及能效测试系统
(单台可移动式测试系统)
一．楖述及特点
随着国家“十二五发展规划”之可再生能源太阳能产业发展纲要的实施和太阳能产业的不断升级，对太阳能产业的健康良性快速发展起到决定性作用。而太阳能热水器产品质量的好与坏又直接影响到整个产业的发展。因此针对太阳能产品的质量和检测精度要求的都很高和严格。
根据《家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级》新国标的实施和我公司长期生产太阳能检测仪器经验和测试现场的实验数据的基础上，特推出单台WN-2型太阳能热水器性能及能效等级自动测试系统。该系统具有手动（人机对话模式）和自动（可编程程序自动控制系统）2种测试功能，并且相互转换和互锁等。既可全自动测试，又可以半自动测试。真正实现一键式操作，自动运作的高智能化，低故障率性和具有测试精度高，性能稳定，劳动效率高等方面的特征。真正的减少了操作人员的劳动强度（不需要测试人员凌晨起来操作）和减少了人为因素操作造成的测试结果。所有配置集都集中一台可移动式测试控制机柜里，采用可编程程序自动控制系统和人机对话模式，实现对太阳能热水器进行自动控制，具有在测试过程中实现自动上水、混水、加热混水、制冷混水和放水等。具有高度集中控制，实用性强，价格便宜，便于现场检测，可广泛应用于太阳能热水器生产厂，质检所,能效节能认证中心，科研单位和各大院校领域的使用和能效等级的评定测试.
二、产品测试范围
1.家用太阳能热水器 (真空管太阳能热水器和平板太阳能热水器)
三、产品适用标准
1.GB/T18708-2002家用太阳能热水系统热性能试验方法（热性能参数）
2.GB 26969-2011家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级
四、产品测试功能
标 准 | 热性能（GB/T18708-2002） | 能效等级GB/T26969-2011) |
功 能 | 日有用得热量 | 能效系数值 |
平均热损系数 | 能效等级 | |
实验结束水温 | ||
系统得热量与太阳辐照量的曲线图 |
五、产品运行环境
1．环境温度：-40℃～60℃
2．相对湿度：≤90%
3．适用电源：220V（±10%），50Hz(±2%)
4. 室外正南无阳光遮挡,面积大于50㎡
六、WN-2型测试系统技术指标及特点
序号 | 项 次 | 主要参数 | |
1 | 太阳能测试仪***器 | 1）A/D转换：32Bit 2)扫描频率：100HZ 3)模拟通道：22个 4)模拟电压范围：+-5000mv 5)模拟电压精度：+-（读数*0.1%+偏移量）， 6)测量辩率：0.48uv； 7)开关激发通道：8个电压，4个电流 8）脉冲通道：6个； 9)协议支持：支持BODBUS RTU、RS232/485、无线通讯协议 10)内存：2M 11)耗电量：35mA 12)显示方式： 内嵌点阵240*128 ,114mm*64mmLCD大屏幕显示器蓝屏和反馈式触摸按键，参数一目然， | |
2 | 传感器系统 | *太阳总辐射传感 | A.FSP10总辐射传感器：具有与Kipp&Zonen CMP21 二等标准总辐射表的精度和稳定性，通过实际在室外挑选的晴天、多云天以及阴天短期和长期测得的数据与CMP21的数据非常接近，二者性能相差非常小。 B.光谱范围:305-2800 nm C.响应时间:7s D.零点偏移:<10W/㎡ E.方位误差: <20W/㎡（1000W/㎡到80°） F.工作温度: -40℃~+80℃ G.大辐照度:0~2000W/㎡ H.灵敏度:7 - 14μV/W/m² I.灵敏度温度误差:<0.1%/℃ J.非稳定度:± 0.5 % K.日曝辐量预期精度:± 2% |
精密温度传感器 | A.测量范围 0-100℃ ； B.测量精度:±0.05℃； C.显示分辨率：0.01℃。 | ||
环境温度 | A.测量范围 -40～70℃ B.测量精度:±0.5℃ C.显示分辨率：0.1℃ | ||
环境风速 | A测量范围:0-60m/s ； B测量精度:±0.5m/s； C.显示分辨率：0.1 m/s | ||
涡轮流量传感器（可选） | （1）可同时对1-10台太阳能热水器同时上水，不需要单一转换上水； （2）测量范围:0.2～1.2m3/h ；； （3）测量精度: ＜1% ； （4）耐温：0～120℃ ； （5）工作压力：0-6.3Mpa ； | ||
电滋流量传感器（进口） | （1）类型：IP67 防水防尘； （2）测量范围:0～6.3m3/h ；； （3）测量精度: 量程的0.5% ； （4）耐温：0～120℃ ； （5）重复性：指示值的0.1% | ||
水位控制装置 | （1）不绣钢材质 （2）供电电压：220V （3）耐高温：-30℃-100℃ （4）热冲性：-30℃-120℃ （5）具排气功能，具有耐高温，耐腐蚀、耐冲击和耐震动性强 | ||
3 | 自动控制仪 | 1、温度及流量通道数：温度10路;流量10路； 2、控制精度：±0.2℃； 3、检测精度: ±0.05℃ ； 4、控制通道：I/O通道192，模拟通道16； 5、控制台结构：不锈钢制结构，表面喷塑处理，室外全天侯工作结构,测量仪器嵌入式安装； 6、系统供电：AC380V，50Hz； 8、控制方式：人机对话、点触摸和全自动进行控制，自动运行状态； 9、由中间继电器和接触器组成控制逻辑开关，实现各路工作切换通过微机通讯接口实现测试仪器的数据共享，同时发出控制信息； 10、安全保护功能，负载过流过温，自动断电. 具有高低油位报警及自动断水功能，板式换热器中是否有水流动，具有制冷机的保护功能。 (11)具有不同温度值的一次性设定和二次温度判定及处理 | |
4 | 自动控制系统 | 将测试仪器与检测配套设备中的控制部分集成一体的综合自动控制装置， 该自动控制系统采用硬件自动控件仪、移动式自动控制柜和软件可编程程序相结合的技术，发出各种测试指令完成被测太阳能热水器的自动上水、泵上水、加热混水、制冷混水、放水和断水等功能，是完成整个系统测试的中心神经枢纽。具有日有用得热量、热损系数和初始水温控制的自动和手动2种功能。在硬件和软件分别设置有转换开关实现“手动”与“自动”的转换，可进行互锁，互不干扰，并具有运行状态指示功能。 根据国标GB/T18708-2002和GB/19141-2011测试要求，测试日有用得热量和热损系数时，需要太阳能热水器贮水箱中的水温进行控制，采用高精度PID温控模块，对测试所需要的初始水温进行加热和制冷控制，具有水泵防无水空转，加热器防干烧的功能；通过混合搅拌,使太阳能热水器贮水箱中的水温均匀一致,满足测试需要（标准要求日用得热量测试初始水温20℃，热损系数初始水温不小于50℃，此温度为太阳能热水器水箱里面的真正初始水温），真正实现全自动测试的需求。减少测试人员的劳动强度和人为所操作的测试准确性。 （1)控制台结构：整体可移动式和的传感器安装伸降可调式支架，安装和测试方便的防水防晒结构设计，并具有散热功能，保证里面的电加热器加热时所产生的高温造成的危险因素，材料SUS201 钢板制造，表面经喷塑处理，长时间不易生锈。内管道采用SUS304不锈钢材质，并做保温措施，等级可达3级 (2)安全保护功能，负载过流过温，自动断电. 具有高低水位报警功能，板式换热器中是否 有介质流动，具有制冷机的保护功能; (3)系统供电：380V（±10%）， 50Hz(±2%)； (4)控制方式：人机对话、点触摸和全自动进行控制，自动运行状态 (5)由中间继电器和接触器组成控制逻辑开关，实现各路工作切换 。 | |
5 | 介质处理系统 | 全自动水路控制及运作装置 | A.水泵：大流量(m3/h):2.1，大扬程:9m B.装置柜： 材料SUS201 钢板制造，表面经喷塑处理，长时间不易生锈。 C.防干烧，保空转功能 D．加热器： （1）三U 型电加热 功率(1KWx3) （2）电加热套筒材料SUS304 E.动力与信号集中转接装置：4路/套，采用模块化设计，独立控制，保证动力的供给和信号的集中***，方便传感器的现场维护和校验。 F.电磁阀：3路/套，高温型，完成上水、放水、加热混水和断水的逻辑组合。 （1）进口配件国内组装 （2）泄漏量为零 （3）高动作频率：5次/秒 （4）工质温度：-9-120℃ |
介质处理系统 | 本系统由自动控制仪、冷水机组、送水泵、加热器、电磁阀和三通阀等组成，可实现对水系统进行手动与自动控制，为太阳能热水系统提供试验用水。 （1） 功 能： A. 可进行手动与自动控制，为太阳能热水系统提供试验用水， B．与相关装置配合使用可完成辅助能源的太阳能热水器的热性能测试和耐久物理性能参数(耐压、空晒、外热冲击、淋雨、内热冲击、耐冻) C．温度控制范围：5℃～100℃,精度：±0.2℃ 压力控制范围：0～0.15MPA，精度：＜100PA 供 电 电 压: 220V-380V（±10%），50Hz(±2%), 功率:4.5KW 制冷量：4200KW D. 安全保护：压缩机过热保护，过流保护，高低压力保护，超温保护，流量保护，相 序/缺相保护，排气过热保护 分别引出冷水机和水泵开关信号，室外工作,防风雨,抗腐蚀,内管道隔热保温. | ||
6 | WN-2S型太阳能综合测试软件 | （1）软件界面采用图形和动态化设计，实时将测试的数据以图形、动态的方式显示。软件支持GB/T 18708，GB/T26969-2011家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级等国标要求 (2)．采用人机对话模式，具有实时在线监测、操作控制、参数设置、通讯设置、PLC控制台和报表计算等功能，并具有对温控模块和传感器校准功能。 (3).实时与户外控制系统和数据处理系统相连接，实时进行测试指令的发布控制及实时显示各路数据，检测数据自动存储（存储时间可以设定），实时显示测试结果，并终生成数据报表，与打印机相连打印检测报告，数据存储格式为EXCEL标准格式可供其它软件调用。 (4).特殊的用户管理和插件升级功能，便于使用人员操作，防止误操作带来的困扰。随时便于升级和远程更新。 (5).特殊的传感器名称DIY设置，方便用户自行设置名称，便于管理数据，并具有数据过淲功能。 (6).同时满足混水法和排水法、单天和多天测试的自动和手动测试功能，并且还具有承压和非承压热水器类型的测试功能； (7).特有的“开始测试”任务指令单下派功能，具有测试项目、测试编号、测试时间、测试人员数据保存时间间隔设定功能，方便测试和大数据测试库的管理与调用、分析。 | |
7 | 可移动测试平台 | A.采用专业铝型材制作, 表面氧化处理耐腐蚀,满足承压式太阳能热水器测试要求 B.承载重量:300公斤 C.测试面积2米*1.5米(可根据用户要求） D.四角带有万向滚轮,可以移动 ,可以调整被测产品与太阳的角度 E.平面调整角度：0---90度 | |
七、太阳能热水器试验场安装要求
A、室内部份
工作环境：1.电 源：220V ±10% 50±2HZ
2.环境温度：-10℃～40℃
3.相对湿度：≤95% RH
4.室内到室外距离小于20米
B、室外部分
1.室外电源：需要将电源接到实验厂地处。三相电380V 1个，二相电220V 1个,并且交流电源（需防
水）。
2.水源要求：需要将水源接到实验厂地处并具有上水和下水通道，主管路为6分管，水压自来水常压。
3．室外场地：正对南方，周围无建筑物遮挡的露天场地, 具备正常上下水管线,交流电源(防水)，并
且热水器应安装在距离楼房边缘3米处，面向正南。面积可根据客户的实际场地大小自由设置
八、WN-2型太阳能热水器性能及能效等级测试系统配置清单
序号 | 名称 | 型号 | 数量 | 单位 |
1 | 太阳能热水器测试系统主机 | WN-2S | 1 | 台 |
2 | 太阳总辐射传感器 | FSP10 | 1 | 台 |
3 | 精密温度传感器 | PTWD-3 | 4 | 只 |
4 | 环境温度传感器（带防太阳辐射罩） | PTWD-2AF | 1 | 只 |
5 | 数字风速传感器 | PY-FS01 | 1 | 台 |
6 | 电磁流量传感器(进口) | SE115 | 1 | 台 |
7 | 太阳能热水器热性能及能效等级测试软件 | WN-2 | 1 | 套 |
8 | 伸降式传感器支架 | WN-ZJ | 1 | 台 |
9 | 自动控制仪 | WN-2ST | 1 | 套 |
10 | 移动式控制柜 | WN-KZG | 1 | 台 |
11 | 水温加热器 | 3KW | 1 | 套 |
12 | 冷水机组 | AC1.5 | 1 | 只 |
13 | 水位传感器（交流220V，含转换装置 ） | SF-1 | 1 | 套 |
14 | 304快速接口软连装置（3.5米/根）含转接装置 | 标准 | 2 | 套 |
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