太阳能热水器隔水测温研究论述.docx
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太阳能热水器隔水测温研究论述
太阳能热水器隔水测温研究论述
一、系统简述：
本实验是一种太阳能热水器测温新思路，它涉及到使用与水隔离的测量方法对太阳能热水器水温进行测量。
由于水温度探头不再入浸水中，避免了高温、高湿及水垢对探头的影响，因而可以彻底解决太阳能热水器测温系统寿命短的问题。
二、调研对比：
为了深化这一课题的研究，我们专门选购了华扬、新华、桑乐、皇明以及我公司生产的天霸Ⅰ型太阳能热水器来做对比研究。
华扬和新华采取测温方式是图一：
图一：
华扬和新华测温图
皇明采用的测温方式是图二：
图二：
皇明温度和水位测试图
桑乐采用的测温方式是图三：
图三：
桑乐水温水位和冷端测温图
天霸Ⅰ型采用的温测方式是图四：
图四：
天霸Ⅰ型双温和水位测量图
三、问题的提出：
通过对五种类型的太阳能热水器的实际测试，结论是：
都具备测量水温的功能。
其中华扬、新华和皇明分别是显示桶内一个最高温度，桑乐增加了冷端（管道）温度测试，天霸是双温度显示，增加了冷水舱水温的测量显示，冷水舱测温是采取了隔水紧贴在内桶壁上的方式，有效地避免了内置入水式的弊端。
天霸太阳能热水器舱体采用了双温显示，是具有特点和实用意义的，但同时与其它厂家一样仍存在着将测温探头直接插入水中，由于长期水浸、水垢和潮湿腐蚀后的易损问题，不可避免地增加了损坏率和维修费用，因此严重影响到产品的质量和长期可靠运行的问题。
构思研发不浸入水中测量，而且能够准确快捷测量温度就是一个很实际的课题。
为此，我们进行了深入细致地观察分析和测试研究。
四、理论依据：
首先，我们注意到太阳能热水器在加温过程中的桶内温度分布自然规律，观察冷沉热浮的现象，并进行了桶内上下层温度的测试，得到的结论是：
一个筒体内上下层温度相差在5°~15°以上。
五、测试条件：
1、在TBGS-Ⅱ型实验舱上作测试；
2、舱内温度仍采取内置温位仪插入水中位置；
3、紧贴舱体外采用普通测温头；
4、将普通温度头用海绵包裹紧贴在舱体上；
5、用TBGS-Ⅰ型控制仪设置电加温到80°。
六、建立象限图和温测点：
依据舱体温度分布可用象限图五表示：
图五：
温度象限图
可以将舱体温度分布绘制为四个象限区：
Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区。
最高水温位置图六
图六：
最高水温位置图
天霸Ⅰ型高温舱内温度测点图七：
图七：
天霸Ⅰ型高温舱内温度测点
天霸Ⅰ型冷舱温度测试点图八：
图八：
天霸Ⅰ型冷舱温度测点
天霸Ⅰ型的冷舱温度测点设置在第Ⅳ象限区300°处，这样测到的温度是较低的，而未能反映到冷水舱的最高温度。
这次实验设置的测温点为图九：
图九：
实验测温点图
第Ⅰ象限测温点设置在45°～60°之间；
第Ⅱ象限测温点设置在110°～135°之间；
第Ⅲ象限测温点设置在225°～235°之间；
第Ⅳ象限测温点设置在325°～345°之间。
原来设置在桶体水中的测温点不改变。
七、采集温度数据：
舱内外四个象限温度数据为表一：
天霸Ⅱ型舱内外温测数据
2009.10.5~8
Ⅰ象限
Ⅱ象限
Ⅲ象限
Ⅳ象限
内温
外温
温差
内温
外温
温差
内温
外温
温差
内温
外温
温差
19
19
0
20
20
0
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16
0
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20
0
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0
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16
0
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22
0
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22
0
17
17
0
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23
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17
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23
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0
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16
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-1
25
25
0
24
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0
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17
0
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26
0
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25
0
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18
18
0
27
27
0
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50
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-5
56
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54
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70
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70
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72
81
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40
33
74
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73
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73
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50
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-5
50
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-6
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21
51
55
-4
测试日期：
2009.10.5～10.8
天气气候：
晴天、晴间多云、19～24°
测试时间：
8：
00～10：
30
八、数据分析：
第Ⅰ象限内温、外温数据曲线图：
第Ⅱ象限内温、外温数据曲线图：
第Ⅲ象限内温、外温数据曲线图：
第Ⅳ象限内温、外温数据曲线图：
四个象限内温、外温数据曲线总图：
九、测试结论：
通过严格而细致的测试，顺利得到了完整的四个象限的温度数据。
原设置在水中的测温点比新设置在舱外的第Ⅰ和第Ⅱ象限测温点反而降低了1°～12°之间，外温比内温平均高5.3°，这充分证明了我们设计的最佳温度点是符合物理规律的，能够真实快捷地检测到舱内最高温度。
原来TBGS-Ⅰ型设置的冷舱温测点比内置温测点平均低20°以上，所测试显示的温度数据是偏低的。
从以上实验分析可以得出结论：
我们最新发现的隔水测温思路是完全正确而具有实用意义的，为今后太阳能温度测试提供了准确、可靠、快捷以及免维护的理论依据和实施办法，这一发现将为太阳能热水器的非入水测温提供了新的途径，从而可以从根本上解决内置入水式测温的弊端，将是太阳能热水器测温环节的一大亮点和重大进步。
2009-10-9
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