TW-JXA太阳能光热教学实验平台

上海天威教学实验设备有限公司网址：电话：021-5588400155884002TW-JXA太阳能光热教学实验平台教学目的:

用于培养适用于目前社会上大量紧缺新能源科学与工程专业应用型人才与国家尖端科技研发型人才。主要从事太阳能热利用低、中、高温产品的研发、设计、制造与安装。特点：（1）系统功能配置完善，模块化设计，以各实验台为单元灵活组配。所采用的太阳能热水器、集热器，真空集热管等均与现场应用中的一样，可使学生深刻理解太阳能光热利用系统的现场应用。（2）实验台实用价值强，整个实训装置的各个部分是完全独立的，学生在实训过程中可完全根据自己对太阳能光热系统应用的理解自己动手连接。并具有流量和太阳辐射功能参数设置等功能选择。一、室内外热性能实验子系统【系统概述】

本子系统帮助学生认知太阳能光热转换效率等热性能实验知识，室外热水工程铺设及性能检测。【实验项目】（1）太阳能集热能量转换原理教学（2）太阳能集热管特性测试教学（3）环境对光热转换的影响教学（4）太阳能热水器功能实训教学（5）集热管光热转换工作原理教学（6）太阳辐射对集热性能的影响教学（7）环境风速对集热性能的影响教学（8）太阳能热水系统管路连接实训教学（9）太阳能控制器的应用教学（10）太阳能热水器的原理教学（11）平板型集热器的应用实训教学（12）不同温度和流量对真空管型与平板型集热器的性能对比实验教学（13）不同太阳入射角对真空管型与平板型集热器的性能对比实验教学（14）太阳能灶的集热实训教学（15）太阳能灶自动跟踪工作原理教学（16）太阳能灶自动跟踪实训教学1.1、系统特点1.1.1新颖性：以前沿技术为导向，与实验相结合。1.1.2开放性：开放式设计，用户可以利用装置资源进行二次设计。1.1.3实用性：采用准实物设计。1.2、实验台的组成1.2.1太阳能系统：太阳能集热器、蓄热水箱、变频水泵1.2.2控制系统：太阳能控制器1.2.3采暖系统：地面盘管1.2.4TW—2A型太阳热水系统性能测试仪1.2.5配套管件1.3、实验台系统图1.3.1太阳能＋地板采暖太阳能地板采暖1.3.2太阳能＋地板采暖＋生活热水1.4、实验台的主要功能1.4.1掌握太阳能系统的基本原理，使学生理解各个部件的用途。1.4.2太阳能热水系统、太阳能＋地板采暖系统。1.4.3分析当地全年不同的室外条件下，利用太阳能制备生活热水、太阳能供暖的可行性和经济性，掌握其基本规律，为进一步地深入研究、应用积累实验数据。1.4.4对在相同的热负荷条件下，调整太阳能集热器面积、蓄热水箱容积，找出最佳的太阳能地板辐射采暖太阳能集热器面积、蓄热水箱容积的配比。1.4.5根据进出口温度不同，分析全年热泵系统的COP，确定太阳能＋水源热泵空调冷热源系统比例。二、TW-2A型太阳热水系统性能测试仪（可测热水工程）

TW-2A型太阳热水系统性能测试仪是满足国标GB/T20095-2006要求的一款专业热水工程的检测仪器，保证热水工程的设计指标及施工质量验收标准。同时该产品还可以长期工作于热水工程中，对整个系统进行在线监测，随时对系统内的热性能进行诊断和报警，并提供运行数据。是质检部门，生产厂家，科研单位必备产品。2.1、产品测试范围2.1.1家用太阳能热水器2.1.2太阳能热水工程2.2、产品运行环境2.2.1环境温度

-40℃～60℃2.2.2相对湿度

≤90%2.2.3适用电源

220V（±10%），50Hz(±2%),或无电源地区（内配充电电池DC12V）2.3、技术指标及特点太阳辐射：

A.通道数:2通道（总辐射）B.测量范围:0～2000W/m2C.测量精度:小于5%D.显示分辨率:1W/m2

E.显示内容:瞬时值，小时累计量，日累计量等F、光谱范围：280-3000nm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，带防辐射罩进出水流量：A.通道数:2路

B.测量范围:0.2～1.2(立方米/小时)

C.耐水温：0---120度

D.测量精度:＜0.5%

环境风速：A.通道数:1路

B.测量范围:0～70米/秒

C.测量精度:±0.3米/秒2.3.1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。2.3.2TW—2A型太阳热水系统性能测试仪管理软件一套。此软件支持（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。2.3.3TW—2A型太阳热水系统性能测试仪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。2.3.4外观尺寸：金属外壳350×150×300（mm）。2.3.5数据存储容量：4000条数据。2.3.6数据存储内容：时间（真太阳时间），太阳辐射（顺时功率，日累计量），温度（环境温度，水温，集热器温度），风速，流量等信息。2.3.7显示内容：时间（真太阳时间），太阳辐射（顺时功率，日累计量），温度（环境温度，水温，集热器温度），风速，流量等信息。2.3.8系统结构：便携式结构，所有检测仪表放入二台箱内，便于检测人员现场测试。2.4、技术资料

提供仪器设备的安装手册、操作手册、维修保养手册等技术文件及产品合格证、质量保证书等全套资料。2.5、技术服务

质保与维修：提供一年保修，终身维修，终身提供软件免费升级。2.6、检测内容

系统执行国标GB/T18708，GB/T19141，GB/T20095-2006太阳热水系统性能评定规范等要求方法测试（热性能：日有用得热量，升温性能，储水箱保温性能等指标）三、TW-PD1人工太阳模拟发射器（1.5米*1.5米矩阵式太阳模拟器）室内热性能实验模拟照射系统【系统概述】

本子系统帮助学生了解太阳辐射变化情况下换热器的不同效率情况3.1、设备简介

TW-PD1人工太阳能模拟器是锦州阳光根据多年太阳模拟器生产经验开发的矩阵式模拟光源（称人造太阳），专用于太阳能产品室内测试的实验设备。TW-PD1人工太阳模拟器具有操作简单、使用方便，安全可靠的特点。模拟器光源采用(16)组独立的线光源，组成矩阵式结构，光源的个数、位置、光强都灵活可调，以保证有效辐照面积内的光均匀性和稳定性。采用主机现场与微机网络联合定时控制功能，可以手动或自动启动光源，定时控制发光时间，为保证光源质量，用太阳辐射仪实时监测光源的辐射及亮度，由于氙灯照射温度较高，设有测温报警及电气漏电保护装置以保证系统的安全。该产品适用于检测中心，科研机构，太阳能产品生产厂家等单位。3.2、技术参数名称技术指标值光学性能参数光不均匀度5％光不稳定度5％（1

小时内）光谱分布Class

C光辐照度的可调范围600～1200W/㎡调光方式电子调光(电位器)

手动控制每支灯管单独调光或自动控制整体全部调光

点亮熄灭方式手动开关与微机控制双重功能可以开关每组光源有效辐照面积

1.5m×1.5m

氙灯寿命1000～1500

小时光源输出方式平行光照射(通过反光罩形成平行光,平行光能量大于80%)光源数量12组

矩阵式发光装置升降台1.

采用顶端悬挂结构安装方式,四角安装电动升降(升降范围1米---4米)装置,升降机承载重量:3000kg*4=12000Kg2.

全部钢制结构,表面防腐处理,喷塑工艺,自重(装完设备):1500Kg

承载重量:2500Kg

外形尺寸:2.5m×2.5m*0.4米(高)

3.

升降调整可以手动开关或自动控制,

通过改变两面高度,调整平面角度(0—90度)

主机电源控制柜

用于提供光源需求的直流电源,并完成每组光源的开关控制装有16只电位器可手动对每路光源亮度进行调整.输入交流电压:AC380V（三相四线制）输出直流电压:DC:280V

单路

功率:

3000W/路

总功率:48KW

控制光源数量:12台

尺寸：1100*800*750电学性能与环境参数供电方式交流：380V±5%，三相五线制进线额定功率

模拟器工作功率:50KW

房间降温功率：25KW

总功率：80KW工作环境室内面积:300平米以上，高度:6米以上,周围无反射；四周装有大容量排风扇(排风量大于10立方米/秒)环境温度：10～40度，环境湿度：小

于70%监测参数温度测量通道：4路；测温范围：0～150度；精度：±0.2℃太阳辐射强度测量通道：1路；光谱范围：280～3000nm；功率范围：0～2000W；测量精度：小于5%工作电流通道：60路；指针式电流表；测量范围：0～100A状态指示12路指示灯显示工作状态四、TW-FX2材料光学性能测试仪（反射率，吸收率，透光率）真空管光学性能实验子系统【系统概述】

本子系统帮助学生了解认知真空管的光学性能对热转换的影响。4.1、仪器概述及适用领域

本仪器为光学仪器是检测太阳能真空管，太阳能集热器及高新材料、涂料、颜料、建筑等行业精确测量而研制的专用仪器，它可用于各种太阳能真空管，太阳能集热器涂层、漆膜、油脂、簿膜、塑料制品、有机制品反射率和吸收率的测量。同时亦可作为可见光、紫外、红外等光谱的测定（即相同光源不同材料的测定或者相同材料不同光源的测定）。4.2、工作原理

所谓反射是指选择反射，非透明体受到光照射后，由于其表面分子结构差异而形成选择性吸收，从而将可见光谱中某一部分波长的辐射能吸收了，而将剩余的色光反射出来，这种物体称为非透过体或反射体。本仪器就是利用此原理，采用光电转换感应原理，它与多功能数字感应器配接使用，均能精确的测量出不同材料的反射率和不同光源的光谱范围。仪器的感应元件采用了绕线电镀式多接点热点堆，其表面涂有高吸收率的涂层，感应元件的热接点在感应面上，而冷接点位于一起的机体内，以便直接取环境温度。为了防止热接点单方向通过玻璃罩与环境进行热交换影响测量精度，采用了两层玻璃罩。当有光波通过反射片反射过来的时候，接受仪的冷热接点就会产生温差即产生电势值，也就是将光信号转换为电信号输出，在线性误差范围内，输出的信号与光波通过反射片反射出的光照度成正比。光的镜面反射与粗糙面反射示意图如下：4.3、仪器组成光源发射器/

一台光辐射传感器/

一套光辐射数据记录仪/一台材料光学性能分析软件/一套4.4、主要技术参数4.4.1.测量范围：0-100%4.4.2.重复精度：0.3％4.4.3.环境温度：23℃±5℃4.4.4.相对湿度：<85％4.4.5.电

源：220V±10％4.4.6.主机性能：TW-FX2材料光学性能测试仪，采用高性能微处理器为主控CPU，大容量数据存储器，可连续存储整点数据100天以上，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，大屏幕汉字液晶显示屏，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48小时以上。外观尺寸：金属外壳350×150×300（mm）存储容量：3000条数据存储内容：时间，总辐射瞬时功率，反射辐射的瞬时功率，反射率，

吸收率，透光率。显示内容：时间，总辐射瞬时功率，反射辐射的瞬时功率，反射率，吸收率，透光率。通讯方式：标准RS232接口与管理微机有线连接，实时传送采集数据，并可下载数据存入微机。4.4.7．材料光学性能分析软件在windows98以上环境即可运行，实时显示各路数据，每隔10秒更新一次，检测数据自动存储（存储时间可以设定），实时显示测试结果，自动计算并绘制反射率，吸收率，透光率曲线图，显示材料对紫外光，可见光，红外光的反射吸收比例与打印机相连自动打印，数据存储量达十年以上，数据存储格式为EXCEL标准格式可供其它软件调用。4.4.8．光辐射传感器采用专业光辐射原理设计，一套分三种光接收器（光谱范围：280---3000nm,400---3000nm,700---3000nm)，可测试材料对紫外（280—400nm），可见(400—700nm)，红外光(700—3000nm)的反射率，吸收率，透光率。测量范围：0----2000W测量精度：小于5%分辨率：1W光谱范围：A：280---3000nm,B：400---3000nm,C：700---3000nm五、TW-PZ型太阳集热管真空品质测试仪室内真空管物理性能测试子系统

【系统概述】

本子系统帮助学生了解真空管的物理性能。5.1、产品概述

本产品依照《全玻璃真空太阳集热管》国家标准ＧＢ/Ｔ１７０４９－２００５，6．5．2条真空品质试验的方法而开发。我们公司推出TW-PZ型太阳集热管真空品质测试仪，该仪器采用了计算机与自动化控制技术，具有测试精度高，使用简单，性能稳定，是目前国内最为先进的TW-PZ型太阳集热管真空品质测试仪器5.2、工作原理与测试方法

全玻璃真空太阳集热管内放置长度不小于集热管长90%的点热棒（单端出口，直径20mm，功率1500W），加热棒外套铝翼后放入集热管内，铝翼两头包石棉布以免铝翼直接与集热管壁接触，集热管口用玻璃纤维作良好保温，将镍铬-镍硅型（K型）热电偶置于集热管中部，并贴紧玻璃壁，使内玻璃管处于350OC下，保持48h。

从集热管封离端玻璃管直径15mm处至吸气剂镜面边缘的距离，测量周向六等分处吸气镜轴向长度，六点平均值表示吸气剂镜面轴向长度，该长度消失率不大于50%为合格品。加热器长度:(1.1米、1.4米、1.7米)三只功率:1500W温度控制范围：30℃～350℃，精度：±1.5℃,5.3、产品运行环境5.3.1、环境温度

0℃～50℃5.3.2、相对湿度

≤80%5.3.3、适用电源

220V（±10%），50Hz(±2%)六、TW-JQ1太阳能系统耐撞击试验台6.1、产品用途：

本试验台可完成对家用太阳能热水器，集热管，太阳能集热器(平板或真空管)，太阳能电池板等系列太阳能产品进行撞击、刚度、强度试验，符合国标要求，满足质检部门与科研系统对产品的测试要求。6.2、产品特点及技术指标：6.2.1主要框架为不锈钢结构，并进行防腐处理，适合室外测试环境。6.2.2由于太阳能产品比较笨重，本试验台采用移动式结构，支架底部装有滑轮，可方便移动到任意位置进行测试.可已将被测产品安装于测试台上，满足外观检测及冲击试验要求。6.2..3执行试验标准：GB/T17581，GB/T6424，GB/T17049，GB/T19141等。6.2..4台架标尺：范围：0－2米，精度：1毫米；6.2..5台架尺寸：2米*1.5米*2米(高)；6.2..6重

量：75KG6.2..7撞击钢球位置可以任意调整(垂直高度落下撞击或左右摆击)6.2..8太阳能产品专业试验配件(100毫米钢制垫块与软垫)用于完成刚度与强度试验。6.2..9直径30毫米钢球表面涂黑，具有耐磨，耐腐蚀等特点，永不生锈。6.2..10专业集热管V型卡座，满足集热管的测试要求。6.2..11试验内容：刚度、强度、耐撞击共3项试验。七、TBQ-2SD太阳入射角跟踪测量仪(国内首创)入射角跟踪子系统【系统概述】该子系统可使学生感知不同入射角情况下换热器转换效率。7.1、产品简介

TBQ-2SD太阳入射角跟踪测量仪是测量所在位置平面法线与太阳入射直线夹角的(太阳入射角)的测量仪器,由于太阳是移动体，入射角度随时改变,所以太阳入射角跟踪器是可以跟踪太阳运行的测量装置.它是光追踪+旋转角度测量+光照强度测量+跟踪运行等综合技术的结合系统,全部采用自动控制,测量结果传入微机,精度较高,是目前国内最先进的太阳入射角测量仪器。7.2、技术特点:1、太阳能产品测试:太阳能集热器入射角跟踪系数,是集热器测试的重要指标,国标要求太阳与集热器平面形成六个角度测量瞬时效率,由于TBQ-2SD太阳入射角跟踪测量仪可以控制跟踪装置旋转达到测量效果.因此是太阳集热器测试中的必备仪器。2、建筑应用:相应位置的建筑与太阳入射角度是不一样的,人工测量较为繁琐,采用TBQ-2SD太阳入射角跟踪测量仪可以实时记录太阳与建筑的入射角度,分析其节能效率。测量内容:A.太阳入射角度

B.太阳直接辐射值

C.日照时间。4、直接辐射的测量是仪器的关键部件,它可以实时监测太阳的光照指标,保证跟踪精度与测试质量.日照时数定义：太阳直接辐照度达到或超过120W/m2时间段的总和，以小时为单位，取一位小数。因此仪器可以测量直接辐射与日照时间两相参数。7.3、工作原理TBQ-2SD太阳入射角跟踪测量仪采用太阳直接辐射表与角度传感器及四象限光平衡传感器等方面技术自动跟踪太阳运转，使太阳光垂直照射到辐射传感器的光筒内。仪器由底座、台架、丝杠、齿轮箱、电机、微机控制器、直接辐射传感器、电源等部分组成。跟踪软件按照太阳运动轨迹与光追踪相结合方式运行。采用二维自动跟踪方式，太阳赤纬角跟踪自动调整，可实现全天侯自动对太阳的实时追踪。7.4、技术指标⑴、太阳入射角测量:a、太阳入射角跟踪精度:<±0.5°b、入射角跟踪范围:太阳赤纬角度0—90度⑵、直接辐射测量：a、灵敏度：7～14μV／W·m-2b、响应时间：≤15秒(99％)c、内阻：约100Ωd、稳定性：±1％e、温度特性：±1％(-20℃～+40℃)f.精度:小于5%⑶、日照时间测量：a、测量范围：0～24小时b、精度：<±0.1小时c、分辨率：0.1小时⑷、全自动跟踪器参数：a、电源电压：AC220V±l0％b、功率:交流供电:12W

太阳能供电:100Wc、采用微机控制技术，二维角度自动跟踪d、跟踪精度:4小时小于±0.5°e、速率：50º/sec；f、运行环境：

温度：-30～60℃；

(室外全天候运行)

湿度：小于99%RH；g、水平运行角度（太阳方位角）：0～270°h、垂直调整角度（太阳赤纬角）：-45°～+45°i、适应传动方式：丝杠、齿轮等传动方式j、整体重量:小于7.5kg7.5、数据输出方式:

仪器标配为RS232通讯格式,与微机通讯可以形成EXCEX数据文件.通讯方式可以满足有线(RS232或RS485),无线,网络(RJ45),无线网络(GPRS)等通讯模块的要求。配套入射角调整平台：八、TW-JXA太阳能光热利用系统演示测量实验台配置汇总（一）

TW-JXA太阳能光热利用系统演示实验系统

——室内外热性能实验子系统序号设备名称型号数量单位1太阳能平板集热器

1.5m22屋顶热水工程

2m23固顶台架（可调倾角）自建1个4蓄热水箱（保温50mm橡塑）0.3

ｍ３1个5管道DN151个6水泵PW-122E1台7太阳能采集器控制器定制1套8太阳能场地施工3

m2屋顶1套9地板采暖盘管施工3

m2屋内1套10太阳热水系统性能测试仪TW-2A1台11太阳总辐射传感器TBQ-21台12精密温度传感器(-40～150℃,精度:±0.1℃,低温型,不锈钢封装,￠4*40mm,全密封,防腐,放水,太阳能热水器专用)PTWD-2A3只13环境温度传感器（带防辐射罩）PTWD-2AF1只14数字风速传感器EC-9S1台15太阳热水系统性能评定规范软件TW-2A1套16流量传感器（范围:0.2～1.2(立方米/小时)

耐水温：0---120℃

精度:小于0.5%工作压力:25MP,信号输出:脉冲）LW-B2台17传感器支架(钢制结构)TW-ZJ11台18数据通讯线缆及传感器连接线缆标准1套小计：100000元（二）TW-PD1人工太阳模拟发射器

——室内热性能实验模拟照射系统序号设备名称型号数量单位1矩阵式发光装置PD1-FGZ11套2卤钨灯光源PD1-XGY112支3主机电源控制柜PD1-DYKZ11套4高压电源控制柜RT-252套5太阳模拟系统智能控制柜PD1-ZNK11台6太阳模拟发射器管理系统（软件）

TW-PD11套7位置安全传感器PD1-WZ24台8电压传感器PD1-DV3台9电流传感器PD1-DA3台10模拟光源均光板PD1-JGB1台11高压电缆+专业电缆标准配置1套12安装支架及附属配件标准配置1套13系统调试培训费

1次小计：170000元（三）TW-FX2材料光学性能测试仪

——真空管光学性能实验子系统序号设备名称型号数量单位1光辐射数据记录仪TW-FX21套2光辐射传感器TBQ-4-3A1套3光源发射器模块TW-FX2B1套4材料光学性能分析软件TW-FX21套5数据通讯线及配套线缆标准1套小计：88000.00（四）TW-PZ型太阳集热管真空品质测试仪