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1、1.1 太阳能热水器简介 1.1 发展概况 我国从“六五”计划期间开始推广太阳能热水器，到目前全国已有250万平方米采光面积的太阳能热水器，厂家又几家发展到全国约有180家左右，是目前世界上推广最大的国家之一，年产量约为世界各国之和；而且形成了规模，形成了中国特色的太阳能企业，有中国太阳能协会为中心的学术中心，以中国农村能源企业协会太阳能热利用专业委员会为中心，制定了产品标准、测试条件、产品合格证颁发等一系列措施。据统计，迄今全国太阳能热水器累计安装使用总量已达300万平方米以上。第一页，共17页。1.1 国外应用情况世界各国的太阳能热水器生产发展也很快。例如：澳大利亚政府规定，在北部地区新建
2、房屋一定要设置太阳能热水器，西澳大利亚已有25%的新住宅安装了太阳能热水器。日本现在每年安装太阳能热水器近50万台，现在有20%的家庭安装了太阳能热水器，计划今后普及率达到25%，日本的“阳光计划”还将为公寓，办公楼安装6500套太阳能热水系统，为工厂安装1900套工业用太阳能热水系统。以色列的法令规定所有新建筑物必须配备太阳能热水器，目前普及率已超过60%。英、法、德、意、希腊五国到2000年底推广热水器600万平方米，比1990年增长2倍多第二页，共17页。1.2 作用和特点1.2 作用和特点太阳能热水器均以其采光面积作为计量单位，一般1平方米光面积可产热水100升，采光面积每种型号不同，
3、一般在1.52.0平方米。太阳能热水器每平方米光面积一年可节约标准煤200-300公斤节电1500度，或节约液化气180公斤，可以减少700多公斤CO2的排放量。太阳能热水器可以节约很多能源，还可以防止污染。使用成本低，比用电、用燃气至少节约三分之二以上。第三页，共17页。1.3 主要品牌 1.3 主要品牌 目前市场常见太阳能热水器品牌有：清华阳光、皇明、阿里斯顿、神光、华扬、桑普、华帝、海宁市神太、喜满天、豪意、跃美等，适用于多晴少云地区。 目前太阳能热水器占整个热水器市场的11.2，而据预测，到2015年，我国太阳能热水器普及率将达到30。第四页，共17页。1.4 经济性 1.4 经济性
4、采用太阳能热水器与电热水器、燃气热水器相比，还具有绝对安全，最为卫生的特点，在电费，液化气、煤气价格较高的地区，用户1-3年即收回投资。类型太阳能热水器燃气热水器电热水器装置投资1500元1500元2800年装置寿命15年6年8年15年总费用1500元10500元14800元危险系数无可能可能第五页，共17页。2 组成和工作原理第四讲 课堂互动设计-太阳能热水器的控制部件设计1、太阳能热水器简介2、组成和工作原理3、控制器的设计目标4、课堂互动设计第六页，共17页。2.1 组成图 2.1 太阳能热水器的组成第七页，共17页。2.1 文字说明 2.1 太阳能热水器的组成1）集热器：太阳能集热器利
5、用的是太阳的辐射热量，故而加热时间只能在有太阳照射的白昼。 2）保温水箱：通过保温水箱把集热器在白天产出的热水储存起来。采用同乐搪瓷内胆承压保温水箱，保温效果好，耐腐蚀，水质清洁，使用寿命可长达20年以上。3）连接管道：将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温 水箱输送到集热器的通道。热水管道必须做保温处理。管道必须 有很高的质量，保证有20年以上的使用寿命。 4） 控制器：实现温度、液位显示、控制等功能第八页，共17页。2.2 集热原理2.2 集热原理 真空管太阳能热水器自然循环工作原理示意图 2.1 组成第九页，共17页。2.3 工作原理 2.3 太阳能热水器的工作原理直插式全玻璃真空集
6、热管太阳能热水器是利用真空集热管，具有的高吸收率和低发射率，将吸收的太阳辐射转换成热能，利用冷水比重大，热水比重小的特点，在真空管内形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环，使整个水的温度逐步升高，达到一定温度。 由于真空玻璃管是圆形的，具有对太阳广源自然跟踪的特点，再加上反光板的反射原理，使玻璃管四面受光面面俱到，集热效果时间更长，水温更高，即使高寒地区一年四季也可正常运行。第十页，共17页。3 控制器的设计目标第四讲 课堂互动设计-太阳能热水器的控制部件设计1、太阳能热水器简介2、组成和工作原理3、控制器的设计目标4、课堂互动设计第十一页，共17页。3.1 温度控制3.1 温度控制温度检测
7、元件：热敏电阻，测温精度： 2 温度显示：2位数码管，测温范围： 0-99 ，正常情况下，有太阳照射时，控制器检测并显示温度；如果太阳光比较弱或阴天时，打开辅助的电加热器，指示灯2亮，使水箱的水温到60度时关闭，指示灯2灭。电加热功能可以用按键禁止或使能。在任何时间，在加热过程中，手动按“加热键”，停止加热；在停止加热状态下，手动按“加热键”，开启点电加热。电加热时，水温达到电加热温度上限（默认值50度）时自动停加热；低于电加热温度上限3度时，启动加热。无水时先上水再加热：当水位低于时，控制器禁止电加热，以防干烧，但会立即补水至再加热。 用水时，控制器禁止电加热，以防漏电。第十二页，共17页。
8、3.2 水位控制3.2 水位控制 水位检测元件：？ 水位自显示：用5个LED，分5段显示。 定时上水：共两组定时上水时间，用户可根据自己需要随意设定。 出厂默认为7:0014:00和18：0022：00，水位低于80%启动增压泵，水箱里的水位达到100%后停止； 即时上水：在任何时间里（水位没有达到所设定上限时）都可以手动按“上水”键进行上水，启动增压泵，指示灯1亮，水箱里的水位达到100%后自动停止；或再按“上水键”，关闭增压泵，停止进水，指示灯1熄灭。 当水压偏低时，控制器在起动电磁阀上水时同时起动增压泵增大上水压力。第十三页，共17页。3.3 电加热控制3.3 报警功能 当下列事件发生时
9、，用蜂鸣器发出不同的报警音： 按键有效时，嘟，短音，1次 上水至预置水位上限时，嘟-嘟 长音，重复3次。 水温加热到上限时，嘟-嘟 长音，重复3次。 缺水（当水位最低）时，或其它异常出现时，发出连续的报警声；第十四页，共17页。3.4 其它功能3.4 参数设置功能 有哪些参数需要设置？ 设置哪些按键？设置流程定义？第十五页，共17页。4 课堂互动设计第四讲 课堂互动设计-太阳能热水器的控制部件设计1、太阳能热水器简介2、组成和工作原理3、控制器的设计目标4、课堂互动设计第十六页，共17页。4.1 设计流程 4.1 设计流程按第二讲的嵌入式系统设计步骤进行。请同学们积极发言！第十七页，共17页。
