TMC-2D型太阳能光热建筑一体化热能效测评系统

TMC-2D型太阳能光热建筑一体化热能效测评系统
 (便携式仪器适合太阳能热水工程现场检测) 

一、概述
根据国家建筑节能检测要求，需对安装太阳能热水系统的建筑进行能效测评，我公司结合国内外的测评标准推出符合建设部门要求的热效测评检测装置TMC-2D型太阳能热效测评系统，其采用智能化控制技术，检测精度高，实现无人测试，提高工作效率，连接微机自动生成太阳能热效测评报告，保证热水工程的设计指标及施工质量验收标准，同时该产品还可以对当地的太阳能资源进行监测，为设计热水系统工程提供数据，因此是质检部门、生产厂家、科研单位必备检测工具。
二、产品测试范围
1．家用太阳能热水器
2．太阳能热水工程
3．太阳能集热系统                                 
三、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%),或无电源地区（内配充电电池DC12V）
四、测评内容
1．集热系统得热量
2．系统常规热源耗能量
3．贮热水箱热损系数
4．集热系统效率
5．太阳能保证率
6．常规能源替代量（吨标准煤）
7．项目费效比
8．环境效益评价
9．经济效益评价
10．项目示范推广性评价
五、测试条件
1. 太阳能建筑应用光热系统所采用的太阳能集热器、太阳能热水器等关键设备应具有相应的***全性能合格的检测报告，符合国家相关产品标准的要求；
2. 系统应按原设计要求安装调试合格，并至少正常运行3天，方可以进行测试；
3. 所有示范项目必须按照测试的要求预留相关仪器的测试位置和条件，其用水量、水温等参数必须按照设计要求的条件下进行测试；
4. 太阳能热水系统试验期间环境平均温度：8℃≤ta≤39℃； 
5. 环境空气的平均流动速率不大于4m/s；
6．至少应有4天试验结果具有的太阳辐照量分布在下列四段：J1＜8MJ/㎡·日；8MJ/㎡·日≤J2＜13MJ/㎡·日；13MJ/㎡·日≤J3＜18MJ/㎡·日；18MJ/㎡·日≤J4。
六、测试设备仪器及其指标要求

太阳辐射	A.通道数:2通道总辐射（水平面+倾斜面）；B.测量范围:0～2000W/m2 C.测量精度:小于5%；D.显示分辨率:1 W/m2  E.显示内容:瞬时值，小时累计量，日累计量等；F.灵 敏 度：7-14mV / ( kW·m2 ) G.反应时间：≤30s（99 %响应）；H.年稳定度：≤±2 % I.余弦响应：≤±7 % 高度角 10º；J.线    性：≤±2 % K.光谱范围：0.3-3.0 μm；L.温度系数：≤± 2 % （-10～40℃）
水箱温度	A.通道数:3路   B.测量范围:-20～150℃   C.测量精度:±0.2℃ D.显示分辨率：0.1℃,不锈钢封装,￠4×40mm,全密封,防腐,放水
环境温度	A.通道数:1路   B.测量范围:-40～70℃    C.测量精度:±0.2℃ D.显示分辨率：0.1℃,不锈钢封装,￠4×40mm,全密封,防腐,放水，带防辐射罩
水流量	A.通道数:1路        B.测量范围:0.2～1.2(m3/h)  C.耐水温：0～100℃　 D.测量精度: ＜0.5%
环境风速	A.通道数:1路       B.测量范围:0～70m/s     C.测量精度:±0.3m/s
电功率	交流电压：220V～80V，电流：0～0A，频率：50Hz；准确度等级：3.0级； 功率：0～6000瓦，频率变化允许范围：±10%fn，电压变化允许范围：±10%Un
太阳能热效测评检测仪	A．采用高性能微处理器为主控CPU，大容量数据存储器，可连续存储数据4000条以上，数据采样率高于0.5秒/通道，工业控制标准设计，便携式防震结构，大屏幕液晶显示屏，轻触薄膜按键，操作简单，适合在恶劣工业环境使用，具有停电保护功能，当交流电停电后，由充电电池供电，可维持24小时以上。 B.外观尺寸：金属外壳350×150×300（mm）。 C.数据存储容量：4000条数据。 D.数据存储内容：时间（真太阳时间），太阳辐射（瞬时功率，日累计量），温度（环境温度，水温，集热器温度），风速，流量，辅助加热电功率等信息。 E.显示内容：时间（真太阳时间），太阳辐射（瞬时功率，日累计量），温度（环境温度，水温，集热器温度），风速，流量，辅助加热电功率等信息。
太阳能热效测评系统管理软件	标准RS232接口与管理微机有线连接（增加驱动器通讯距离达200米），实时传送采集数据，并可下载数据存入微机，此软件支持（太阳能热效测评标准，GB18708， GB/T19141，GB/T20095-2006太阳热水系统性能评定规范 ）等国标要求，自动打印检测报告，在windows2000以上环境即可运行，实时显示各路数据，检测数据自动存储（存储时间可以设定），自动绘制太阳能热水系统的热量与太阳辐照量的曲线图，与打印机相连自动打印，数据存储格式为EXCEL标准格式,可供其它软件调用。
系统结构	所有检测仪表放入二台箱内，一台不锈钢便携支架(高:2.5米,重量:5公斤)可在现场安装测量。

七、测试方法
1、集热系统得热量
（1）集热系统得热量：由太阳能集热系统中太阳集热器提供的有用能量，单位：MJ/天全天。
（2）测试时间：测试起止时间达到测试所需要的太阳辐射量为止。
（3）所需测试参数：集热系统进口温度、集热系统出口温度、集热系统流量、环境温度、环境空气流速、测试时间。
（4）数据整理：当采用热量表测试上述参数时，太阳能集热系统得热量可以用热量表直接测量。当上述参数分别测量时，集热器进出口温度、流量采样时间间隔不得小于1分钟，记录时间间隔不得大于10分钟。太阳能集热系统得热量根据记录的温度、流量等数据计算得出。

2、系统常规热源耗能量
（1）系统常规热源耗能量：系统中辅助热源所耗常规热源的耗能量。
（2）测试时间：测试起止时间达到测试所需要的太阳辐射量为止。
（3）所需测试参数：辅助热源加热量、环境温度、环境空气流速、测试时间。
（4）数据分析：当采用电作为辅助热源时，测量测试时间内辅助热源的耗电量。
当采用其它热源为辅助能源时，系统常规热源耗能量的测量方法同集热系统得热量的测量。
3 、贮热水箱热损系数
（1）贮热水箱热损系数：表示贮热水箱保温性能的参数，单位：W/K。
（2）测试时间：选取一天，测试起止时间为晚上8点开始，且开始时贮热水箱水温不得低于40℃与水箱所处环境温度差不小于20℃，第二天早上6点结束，共计10个小时；
（3）所需测试参数：开始时贮热水箱内水温度、结束时贮热水箱内水温度、贮热水箱容水量、贮热水箱附近环境温度、测试时间。
（4）数据分析
贮热水箱热损系数用式（1）计算：  
式中：
--贮热水箱热损系数，W/K;
--水的密度，kg/m3，
--水的比热容，J/（kg·K）；
--贮热水箱容水量，m3;
--降温时间，s；
--开始时贮热水箱内水温度，℃；
--结束时贮热水箱内水温度，℃；
--降温期间平均环境温度。
4、集热系统效率
（1）集热系统效率：在测试期间内太阳能集热系统有用得热量与同一测试期内投射在太阳能集热器上日太阳辐照能量之比。
（2）测试时间：测试起止时间达到测试所需要的太阳辐射量为止。
（3）所需测试参数：太阳能集热器采光面积、太阳辐照量、集热系统进口温度、集热系统出口温度、集热系统流量、环境温度、环境空气流速、测试时间。
（4）数据分析
集热系统效率用式（2）计算：     
式中：
——集热系统效率，%；
——太阳能集热系统得热量，MJ;
——太阳能集热器采光面积，㎡；
——太阳能集热器采光面上的太阳能辐照量，MJ/㎡；
5、太阳能保证率
（1）太阳能保证率：系统中太阳能部分提供的能量与系统需要的总能量之比。
（2）测试时间：测试起止时间达到测试所需要的太阳辐射量为止；
（3）所需测试参数：太阳能集热器采光面积、太阳辐照量、集热系统进口温度、集热系统出口温度、集热系统流量、环境温度、环境空气流速、辅助热源加热量、测试时间。
（4）数据分析
系统太阳能保证率用式（3）计算： 
式中：
f—系统太阳能保证率；
——太阳能集热系统得热量，MJ;
——系统需要的总能量；MJ。
系统需要的总能量用式（4）计算： 
——辅助热源加热量；MJ。
八、工程评价
工程评价的依据是项目《申请报告》，太阳能保证率和常规能源替代量为考核性指标，其中任何一项达不到《申请报告》中的要求，则该工程判为不合格，该项目不得通过测评。
1、 太阳能保证率
方法一：短期测试
对项目的太阳能保证率进行评价，不得低于项目《申请报告》中提出的太阳能保证率。
对全年太阳能保证率计算如下：
    1) 当地日太阳辐照量小于8MJ/㎡的天数为x1天；当地日太阳辐照量小于13MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的天数为x2天；当地日太阳辐照量小于18MJ/㎡且大于等于13MJ/㎡的天数为x3天；当地日太阳辐照量大于等于18MJ/㎡的天数为x4天；
    2) 经测试，当地日太阳辐照量小于8MJ/㎡时的太阳能保证率为；当地日太阳辐照量小于13MJ/㎡且大于等于8MJ/㎡的太阳能保证率为；当地日太阳辐照量小于18MJ/㎡且大于等于13MJ/㎡的太阳能保证率为；当地日太阳辐照量大于等于18MJ/㎡的太阳能保证率为；
则全年的太阳能保证率为：   
方法二：长期监测
实际测得一年周期内太阳辐照总量为J全年，一年周期内太阳能热水系统需要的总能量，则全年的太阳能保证率为：        
2、常规能源替代量（吨标准煤）
对项目的常规能源替代量（吨标准煤）进行评价，不得低于项目《申请报告》中提出的常规能源替代量（吨标准煤）。
方法一：短期测试
对全年常规能源替代量计算如下：
经测试，当地日太阳辐照量小于8MJ/㎡时的集热系统得热量为Q1；当地日太阳辐照量小于8MJ/㎡且大于等于13MJ/㎡的集热系统得热量为Q2；当地日太阳辐照量小于18MJ/㎡且大于等于13MJ/㎡的集热系统得热量为Q3；当地日太阳辐照量大于等于18MJ/㎡的集热系统得热量为Q4；
则全年常规能源替代量（吨标准煤）为
  　
方法二：长期监测
实际测得一年周期内太阳能集热系统得热总量为QJ全年；则全年常规能源替代量（吨标准煤）为：           

表4-1 ××示范项目的测评内容

序号	大类	子项目	具体内容	备注
1	形式检查	系统检查	1、检查系统的外观质量； 2、检查系统的关键部件； 3、检查系统的安全性能；
2		实施量检查	1、检查太阳能光热系统的运行方式、集热器类型、集热面积、储水箱容量、辅助热源类型、辅助热源容量、循环管路类型、控制系统、辅助材料（保温材料、阀门、仪器仪表）等
3		运行情况检查	1、检查系统的运行调试记录； 2、检查系统实际工作状态下的控制系统动作、各种仪表的显示。
4	系统 性能 检测	1、集热系统得热量
5		2、系统常规热源耗能量
6		3、贮热水箱热损系数
7		4、集热系统效率
8		5、太阳能保证率
9	能效评估	1、全年加权太阳能保证率
10		2、全年加权常规能源替代量
11		环境效益	（１）二氧化碳减排量（吨/年）； （２）二氧化硫减排量（吨/年）。
12		经济效益	1、 年节约费用（元/年）； 2、 静态投资回收年限。
13		示范推广性评价