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与流程

技术特征：

1.一种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，其特征在于，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。

2.一种实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的方法，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(t_in-t_out)＝f(h,U,t_w,t_a)

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·℃)；

t_in——集热水箱循环水进口水温，℃；

t_out——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)；

t_w——集热水箱内的水温，℃；

t_a——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(t_in(τ)-t_out(τ)) 。

3.根据权利要求2所述一种实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的方法，其特征在于，某一时间段τ₀～τ₀+nΔτ内太阳能热水系统的集热量Q：

式中，τ₀——所述某一时间段的初始时刻；Δτ——测量的时间步长；n——时间步长数。

4.根据权利要求2或3所述一种实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的方法，其特征在于，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,t_w,t_a)＝0

通过测量集热水箱内的液位h、集热水箱内的水温t_w及环境温度t_a，即可计算得出集热水箱热损系数U。

5.根据权利要求4所述一种实时测量太阳能热水系统循环流量和集热量的方法，其特征在于，为了提高所述集热水箱热损系数U的准确度，多次算得集热水箱热损系数U，取其平均值