聚光法太陽能熱水系統熱性能檢測平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于太陽能熱水系統的熱性能檢測技術領域，具體涉及太陽能熱水系統熱性能的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]近年來太陽能熱水器行業迅猛發展，但中國太陽能熱水器行業卻存在著市場主體參差不齊、行業技術標準不完善、企業技術研發實力弱，產品性能無有效檢測憑據，產品性能夸大，缺乏公平有效的管理等諸多問題，導致魚龍混雜，擾亂市場秩序，這已經開始阻礙中國太陽能家電行業的進一步快速發展。因而全國各地的質監部門必須積極發揮職能作用，對所有太陽能熱水行業產品做出嚴格的檢測，并根據各地的具體情況，做出相應的產品性能指標限制，以及對產品性能進行有效的能效分級。由于現有國標GB/T 19141-2011《家用太陽能熱水系統技術條件》要求，太陽熱水系統熱性能檢測需檢測多天，且其中至少需要一天的日8小時太陽輻照量大于16MJ/m2，如此才能有效檢測出系統的實際性能。但如此限值導致全年可用有效檢測天數嚴重不足。例如合肥地區，年達標的檢測天數(45度傾斜面，8小時太陽福照量大于16MJ/m2)約占全年總天數的21% (約77天)。質檢部門的檢測能力被極大的限制著，從而將無法及時對產品做出有效檢測。更嚴重的是，即使質檢部門為規范行業市場，決心要對太陽能熱水系統產品進行全面的檢測和監督與評價，但也會受制于檢測能力無可奈何，這導致大部分太陽能熱水系統產品沒有可靠的性能評價和比較依據。
[0003]針對此種情況，太陽雨公司斥資千萬，引進德國技術，打造了室內太陽能熱性能模擬檢測平臺；中國科學技術大學熱科學和能源工程系的季杰課題組也在焓差實驗室內部搭建了太陽能模擬檢測平臺。但室內檢測平臺(室內太陽模擬器)光譜結構與太陽光差距過大，且均勻性難以保證，實際輻照量難以測量，輻照變化不符合日輻照變化規律，室內環境與室外環境換熱情況差異過大，且運行費用過高。目前，此種方法的檢測結果受到業內的普遍質疑，僅作為趨勢參考，多用于科研領域，無法作為權威檢測的方法依據。
【實用新型內容】
[0004]為了降低太陽能熱水系統產品檢測時受天氣情況的限制、提高質檢部門的全年檢測能力，本實用新型提供一種聚光法太陽能熱水系統熱性能檢測平臺。
[0005]具體的技術解決方案如下:
[0006]聚光法太陽能熱水系統熱性能檢測平臺包括反射板1、液壓油缸7、轉盤5、底座
15、回轉機構和檢測控制機構；所述反射板I的一側面設有反射鏡，反射板I的下部通過一對豎直支架4可轉動的設在轉盤5的頂面，所述液壓油缸7的缸體固定在與反射板I對應的轉盤5上，液壓油缸7的推桿外端轉動連接著反射板I的上部，在液壓油缸7的推桿的伸縮作用下反射板I實現俯仰的擺動；反射板I的下部轉動處設有反射板用絕對值編碼器10 ;所述回轉機構設于轉盤5和和底座15之間，以轉盤5的圓心為轉軸帶著反射板I作360度的轉動，所述回轉機構內設有絕對值編碼器12 ;由步進電機通過渦輪渦桿帶動轉盤5轉動，轉盤5的轉動規律以所述檢測平臺使用地的太陽方位角的變化規律為規律；
[0007]用于檢測時，被測集熱器呈傾斜狀放在轉盤5上，且使被測集熱器的傾斜面的延長線與反射板I下邊緣相交。
[0008]所述反射板I包括矩形框架狀的主框架9 ;所述主框架9的一側面上設有基板2，基板2為鋼板，所述反射鏡固定在基板2上。
[0009]所述豎直支架4為角鋼狀的框架；與主框架9的另一側面相對應的一對豎直支架4的上部分別設有支撐架3 ;所述支撐架3為三角形的框架，其一側短邊連接著豎直支架4，另一側短邊與主框架9的另一側面相對應呈仰角狀態，對主框架9起限位作用。
[0010]所述回轉機構為減速回轉軸承11，所述減速回轉軸承11的內圈固定連接著轉盤5的底部，減速回轉軸承11的外圈固定連接著底座15。
[0011]所述轉盤5的頂面為平面，底面均布著網狀加強筋6 ;轉盤5的中心處開設有安裝維修通孔，與安裝維修通孔對應的轉盤5的頂面設有蓋板17。
[0012]所述步進電機為三相混合式步進電機，由驅動器驅動。
[0013]所述轉盤5的直徑大于3米。
[0014]本實用新型的有益技術效果體現在以下方面:
[0015]1.本實用新型可以提供一個2m*2m的正方形光斑，且輻照均勻，能夠使全天總輻照量由12MJ提高到16MJ以上，滿足太陽能熱水系統熱性能檢測的輻照要求。同時能夠保證太陽能熱水系統的換熱情況不改變。
[0016]2.以合肥地區為例，經過統計計算全年可檢測的天數可由32%提高到52%。從而使太陽能熱水器的全年可檢測天數提高至兩倍左右。
[0017]3.為能有效測試市面上的家用太陽能熱水器，則此平臺的有效測試面積至少要在4平米以上，且能覆蓋熱水器的使用傾角范圍。為使得測試面輻照增加且均勻度與自然光一致，則不能采用曲面聚光器(如拋物面碟式聚光以及復合拋物面線聚光等)。如采用聚光則必須是平面聚光器。由測試面上全天輻照入射角變化范圍可知，平面聚光的全天有效聚光比十分有限，少許提高聚光比，裝置的體積將有幾倍的增大量。為使得測試面有至少4 Hf的均勻輻照面積，則單純的非跟蹤聚光方式(復合平面和復合拋物面等方式)的裝置高度和寬度可能超過15m，甚至20m以上。裝置過于龐大，且效果十分有限，顯然不可采用。為使得測試面測試環境與熱水器使用環境相同，則熱水器在測試中與水平面的夾角不可改變，熱水器不可以有明顯晃動。如此，便不可采用雙軸跟蹤方式來提高熱水器的日輻照得熱量。基于以上分析得出:采用可變平面聚光配合東西方向單軸跟蹤的方式，可同時滿足上面提到的所有要求。采用可變平面聚光可根據需要選擇是否使用聚光，且可在保證測試面輻照均勻的基礎上，大幅度的降低裝置的幾何體積。
[0018]4.需要一個直徑約3.5m的可水平轉動的平臺且平臺轉動方向能根據日照方向變化，跟蹤精度在I度左右。平臺的轉動能夠自鎖，當外界風力等作用在平臺上時，平臺不至于被轉動。平臺需要足夠的剛度，不會有明顯的上下晃動。需要一個邊長約2.5m的平面高反射板，此板對于波長為280nm到2.5um以內的光波能有幾乎一致的反射率，且對于此外的光波具有極高的吸收率。此高反射板需要極好的平整度，以保證所聚集光線的均勻度。邊長為2.5m的高反射板要有足夠的強度，能抗擊至少8級大風而不傾倒和損壞。當風度在4m以內時候，此反射板相對于轉臺平面不可有明顯的晃動，尤其是轉交方向。邊長為2.5m的高反射板要能隨著光照方向的變化，做出相應的傾角變化，且傾角控制精度需要在2度以內。由于反射板尺寸巨大，且對風阻力過大，因為必須有足夠的驅動力和自鎖力，才可保證反射板的位置。由于反射板及風力等的影響，平臺轉