太阳能热水器系统集热方式
太阳能热水器系统集热方式
太阳能中央热水系统一般由进补冷水系统、太阳能集热系统、辅助加热系统及供热水系统组成。其中太阳能主体系统主要包括太阳能集热器、储热水箱及循环系统。当太阳能中央热水系统的储热水箱(槽)为开式通大气设计时，对应的热水系统称之为通大气常压太阳能中央热水系统。通大气常压中央热水系统一般安装在屋面(可节省室内空间)，其供热水一般采用落水式重力给水，如需顾及较高楼层的用水压力不足问题，一般需采用加压供热水系统。而当太阳能中央热水系统的储热水箱(槽)为闭式承压设计时，对应的热水系统称之为闭式承压太阳能中央热水系统。
太阳能集热系统
太阳能集热系统主要包括太阳能集热器、储热水箱及循环系统。按集热方式通常分为自然循环集热、强制循环集热与定温放水集热系统。
★自然循环集热系统
工作原理：
冷水经进补冷水系统补进储热水箱，达到设定水位后，补冷水系统停止工作。储热水箱中低温水经下循环管进入太阳能集热器阵，在其内受太阳能幅射加热水温升高，热水较冷水比重小，由此形成热虹吸压力，由集热器下端流向上端，热水经上循环管回到储热水箱，水箱中低温水比重大，再次经下循环管进入集热器继续受太阳能辐射加热。称之为自然循环集热系统，该系统要求集热水箱底部高出集热器上部200mm以上，一般适合集热器阵70m2以下热水系统。
★强制循环集热系统
工作原理：
冷水经进补冷水系统进入储热水箱，达到设定水位后，补冷水系统停止工作。储热水箱中低温水通过强制循环水泵补入集热器阵，受太阳能辐射加热水温升高，当集热器上循环管内水温与储热水箱底部水温之温差达到设定值时，启动强制循环泵，将水箱中低温水送到集热器阵，同时将集热器阵中热水送回储热水箱，当上述温差等于和低于设定值时，强制循环泵停止工作。低温水在集热器中继续受太阳能辐射加热。如此循环，使储热水箱中水温不断升高。
该循环系统称之为强制循环系统。强制循环集热系统水箱位置不受限制，可安装在集热器阵以外的任何位置，一般集热器在50m2以上宜采用强制循环集热系统。
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太阳能供热系统
一． 太阳能供热系统太阳能集中供热系统 1.1 概述 太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。目前，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能热水器符合低碳经济的发展，是可持续的、节能减排产品，是太 阳能行业发展的机遇。太阳能产业规模巨大，市场发展具有极大的潜力。近几年政府大力支持太阳能行业的发展，2009年出台了针对太阳能的家电下乡政策，对太阳能家电下乡产品进行补贴，惠及亿万百姓，符合中央建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力的要求。太阳能行业的前景是光明的，但道路是曲折的。具体到每个企业，由于每个企业的技术、产品和水平等等不一，所以，能否到达行业光明的彼岸取决于企业的综合实力。目前，我国太阳能热水器行业产业发展不规范，企业自律性较弱。但是太阳能行业的发展必将会回归理性，企业需更加注重对产品品质的提升。希望行业内各大品牌联合起来，发挥各自企业优势，共同推进产业发展，维护市场秩序，营造和谐有序的行业发展环境。 1.2 太阳能新能源的发展趋势 太阳能热水系统是利用“温室效应”原理，将太阳辐射能转变为热 能，并将热量传递给工作介质从而获得热水的供热系统。太阳能热 水系统由太阳集热器、贮热水箱、循环泵、辅助热源、控制系统和 相关附件组成。太阳能热水系统的系统设计应遵循节水节能、经
济应用、安全简便的原则。从节水节能考虑，必须设置保温措施；从使用功能考虑，目前最应解决的是冷热是系统压力平衡的问题，优先选用承压式系统；从建筑美观考虑，优先选用分离式系统；从水质卫生考虑，优先选用间接式系统由于系统集热器和部分管道置 于室外，而赤峰市冬季环境温度较低，集热器、管道有可能结冰冻胀造成设备损害，影响整个热水系统的正常运行。 太阳能系统的防冻通常采用以下几种方式：①排空法防冻方式。 在结冰季节到来之前，将集热器排空，系统不运行。或者在集热器下集管进口处设置自动控制线路的温度触点，0℃以前即将集热器排水阀打开，排空集热器中的水。缺点是如果温控线路失灵，集热器即会冻裂。排空法是消极防冻方法，不仅浪费水源，而且降低了集热器的年集热效率，不能充分利用太阳能，除了受到工程造价低的限制，否则不宜采用。②保持集热系统中的水不断流动。这种方式要求集热系统不能有循环死角，否则该处管道等部件仍会冻裂。为维持水的流动，需启动水泵耗费常规能源，水在流动过程中会损失水箱中部分能量。这种方法浪费常规能源，而且系统热损失大，所以不宜使用。③排回法防冻方式。即水箱置于集热器的下方，根据储热水箱底部及集热器顶部的水温差控制水泵的运转或是停止。当集热系统当集热系统出口水温低于储热水箱水温是，循环泵关闭，集热系统停止工作，集热系统中的水依靠重力作用流回储热水箱。 当使用排回系统时，集热系统集热器和管路的安装坡度有严格要求，以保证集热系统中的水能完全排回。
太阳能热水器控制系统设计
西安航空职业技术学院 毕业设计（论文） 论文题目：太阳能热水器控制器设计 所属学院：电子工程学院 指导老师：杨思俊职称：讲师 学生姓名：王游班级、学号: 15205109 专业：太阳能光热技术与应用 西安航空职业技术学院制 年月日 西安航空职业技术学院
毕业设计（论文）任务书 题目：太阳能热水器控制器设计 任务与要求： 时间： 2017 年 11 月20 日至 2018 年 1 月 20 日共 8 周所属学院：电子工程学院 学生姓名：王游学号：15205109 专业：太阳能光热技术与应用 指导单位或教研室： 指导教师：杨思俊职称：讲师 西安航空职业技术学院制 年月日 毕业设计(论文)进度计划表
本表作评定学生平时成绩的依据之一。
太阳能热水器控制系统设计 【摘要】 现在城市居民绝大部分都使用太阳能热水器，农村也有相当一部分人使用，太阳能热水器在技术上比较成熟，造价比较低廉，同时由于给人民提供绝对安全的热水而受到人们的欢迎，且具有节能、环保、安全、便利、长久等优点，所以它的应用也会越来越广，因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统越来越重要。 该设计以单片机SST89E516RD为核心，结合单线数字温度传感器DS18B20、LCD1602液晶屏与蜂鸣器，设计一种数字化、智能化的太阳能热水器控制系统。该系统由主控芯片模块、DS18B20温度检测模块、LCD1602温度和水位显示模块、自动加水模块和水温超标警报模块组成。给出了各个模块的结构及其工作原理、系统硬件原理图、程序流程图和部分源程序，并结合理论设计进行仿真模拟测试。我们都知道，目前市面上大多数太阳能热水器都没有加水只能中断装置，并且只能在晴天使用，而阴天则无法加热。此系统将水温水位检测模块、水温水位显示模块与报警模块结合，LCD1602屏幕上会显示水位和温度，并且在水位低于设置值时可人控开启加水开关开始加水，LCD1602上显示水位变化情况，当水位到达标准水位时自动中断；当通电对水加热时，LCD1602屏幕上动态显示温度；当温度到达设定的标准温度时，触发警报系统，提示人关闭加热装置。此系统解除了太阳能热水器加水时无人守候造成水资源浪费和只能在晴天使用的问题，解决了人们常遇到的实际问题。该系统与传统的机械式控制系统相比较，具有结构简单，抗干扰能力强，使用方便等特点。 关键词：单片机SST89E516RD；温度传感器DS18B20； LCD1602液晶；警报
太阳能热利用系统 课程设计..
淮海工学院 课程设计报告书 题目：《太阳能热利用系统》课程设计 项目12 学院：理学院 专业：光信息科学与技术 班级：光能101 姓名： X X 学号： 2013年12 月16 日
目录 一、设计资料提供与使用要求 (3) 二、依据标准 (3) 三、我市太阳能资源情况 (3) 四、太阳能系统设计方案 (4) 4.1、系统日耗热量、热水量计算 (4) 4.2、设计小时耗热量、热水量计算 (4) 4.3、太阳能热水系统集热面积的确定 (5) 4.4、太阳能集热器的安装方位和倾角 (5) 4.5、管材和附件 (6) 4.5.1、管材 (6) 4.5.2、附件 (6) 4.5.3 水泵选型 (7) 4.6、保温层厚度计算 (7) 4.7、集热器的连接 (8) 4.8、水箱的设计 (8) 4.9、辅助热源设计 (8) 五、系统运行控制及运行原理 (10) 5.1、运行控制 (10) 5.2、运行原理说明 (10) 5.3、工程保温水箱 (10) 5.4、太阳能热水工程智能控制系统 (11) 六、固件清单 (12)
设计说明 一、设计资料提供与使用要求： 根据图纸的要求，尽量在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能安装数量，要与整体工程验收标准相匹配，采用楼面太阳能集中集热，分户储能，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以分户电辅助加热为辅，太阳能外观颜色要与建筑外观颜色保持一致。 二、依据标准 系统严格安照以下国家标准进行设计 1、GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》 2、GB47272-92《设备及管道保温技术通则》 3、GB/T20095-2006《太阳能热水系统性能评价规范》 4、GB/T4271-2007 《太阳能集热器性能实验方法》 5、GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》 6、0017-2003《钢结构设计规范》 7、B5009-2001《建筑结构载荷规范》 8、B50207-2002《屋面工程质量验收规范》 9、50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》 10、50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 11、50303-2002《建筑电气安装工程施工质量验收规范》 12、50300《建筑工程施工质量验收统一标准》 三、我市太阳能资源情况 太阳能资源情况:江苏省连云港市处于暖温带南部，属于太阳能资源较丰富区，年日照时数在2500小时左右；水平面上太阳能辐照量为4200—5400MJ/㎡.a，年平均温度14.3℃。1月平均温度-0.4℃，极端低温-19.5℃：7月平均温度26.5℃，极端高温39.9℃。历年平均降水量920多毫米，常年无霜期为220天，主导风向为东南风。气象资料显示：连云港四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，每年大约紧有20-30天处于阳光不足状况状态。
太阳能热水器的组成及工作原理
系统总体结构设计 排气管 图2-1系统结构图
图2-1为系统设计的结构图，该图的系统控制原理图如下图2-2： T3 T2 D F2 图2-2 系统控制原理图 注释：T1：热水箱的温度传感器
T2：循环水管中的温度传感器 T3：集热器中的温度传感器 F1：循环水阀门 F2：冷水阀门 F3：热水阀门 此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能：晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。 1.早晨水温控制 由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。为了提供温度不低于30摄氏度的水，热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下： 首先，关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1，然后微机开始进行水箱的温度采集，同时进行温度的比较，当水箱的温度小于30摄氏度时，电热器D接通进行加热，同时微机继续对热水箱的温度进行采集。当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开，如此反复循环保证了温度的稳定。 2.循环水集热过程 早晨水温控制之后（7～9点），设定当日的水箱温度N（由两位BCD次齿轮开关设定），输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。具体控制过程如下： 打开循环阀门F1，关闭冷水进水阀门F2，热水阀门F3处于空控状态。然后开始比较温度，若（T3-T1>5摄氏度，T2>T1）为止。如若T1=N，那么循环水集热过程结束，进入冷水集热控制过程。 3.冷水集热控制 此时热水箱温度已达到了N，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为T3，和当日的设定温度值相比较，若T3>N则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时段大概为9点～20点。具体控制过程如下： 关闭循环水阀门F2，打开冷水阀门F2，热水阀门F3处于可控状态。若T3>N，
太阳能热水系统设计
1．项目设计原则 太阳能集热器设计项目应遵循以下几方面的设计原则，科学设计太阳热水系统，使其达到合理、可靠、先进。 （1）遵守国家相关法律、法规及太阳能、给排水、采暖和土建等专业的相关标准、规范。 （2）综合考虑产品、系统的技术先进性、运行可靠性、经济性、使用便利性和使用寿命等各方面因素，选择实用、经济的方案。 （3）系统设计应安全可靠，内置加热系统必须带有保证使用安全的装置，并根据不同地区采取防冻、防结露、防过热、防雷、防雹、抗风、抗震等技术措施。（4）安装在建筑上或直接构成建筑围护结构的太阳能集热器，应有防止热水渗漏的安全保障措施；应设置防止太阳能集热器损坏后部件坠落伤人的安全防护设施；集热器不应跨越建筑变形缝设置。 （5）太阳能热水系统的给水应对超过有关标准的原水做水质软化处理。 （6）安装在建筑上的太阳能热水系统不得影响该部位的建筑功能，并应与建筑协调一致，保持建筑统一和谐的外观；应避免集热器的反射光对附近建筑物引起的光污染。 （7）太阳能热水系统的管线应有组织布置，做到安全、隐蔽、易于检修；为减少热损及循环阻力，循环管路尤其热水循环管路应尽量短而少弯；为了达到流量平衡和减少管路热损，绕行的管路应是冷水管或低温水管；管路的通径面积应与并联的集热器或集热器组管路通径面积的总和相适应。 （8）太阳能热水系统的结构设计应为太阳能热水系统安装埋设预埋件或其他连接件；轻质填充墙不应作为太阳能热水系统的支承结构。储水箱和集热器的安装位置应使其在满载情况下分别满足建筑物上其所处部位的承载要求，必要时应请建筑结构专业人员复核建筑载荷。 2．项目设计要求 鉴于该项目为连云港地区太阳能工程项目，并采用电辅助能源热水系统用于日常生活使用的特点，我认为，该项目设计要求有以下几点： （1）根据图纸的要求，在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能热水系统，太阳能集热系统布置方式、色彩等应尽可能做到与建筑相协调。 （2）系统采用楼面太阳能集中集热方式，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以电辅助加热为辅。要求24小时热水供应，打开龙头既有热水。 （3）系统应备有超压保护、低温保护、过热保护等功能。 （4）系统应保证全天供应热水，并考虑在高峰用水情况下，确保热水供应问题，循环供水方式打开淋浴头进出热水。
太阳能热水器系统集热方式
太阳能热水器系统集热方式 太阳能中央热水系统一般由进补冷水系统、太阳能集热系统、辅助加热系统及供热水系统组成。其中太阳能主体系统主要包括太阳能集热器、储热水箱及循环系统。当太阳能中央热水系统的储热水箱(槽)为开式通大气设计时，对应的热水系统称之为通大气常压太阳能中央热水系统。通大气常压中央热水系统一般安装在屋面(可节省室内空间)，其供热水一般采用落水式重力给水，如需顾及较高楼层的用水压力不足问题，一般需采用加压供热水系统。而当太阳能中央热水系统的储热水箱(槽)为闭式承压设计时，对应的热水系统称之为闭式承压太阳能中央热水系统。 太阳能集热系统 太阳能集热系统主要包括太阳能集热器、储热水箱及循环系统。按集热方式通常分为自然循环集热、强制循环集热与定温放水集热系统。 ★自然循环集热系统 工作原理： 冷水经进补冷水系统补进储热水箱，达到设定水位后，补冷水系统停止工作。储热水箱中低温水经下循环管进入太阳能集热器阵，在其内受太阳能幅射加热水温升高，热水较冷水比重小，由此形成热虹吸压力，由集热器下端流向上端，热水经上循环管回到储热水箱，水箱中低温水比重大，再次经下循环管进入集热器继续受太阳能辐射加热。称之为自然循环集热系统，该系统要求集热水箱底部高出集热器上部200mm以上，一般适合集热器阵70m2以下热水系统。 ★强制循环集热系统
工作原理： 冷水经进补冷水系统进入储热水箱，达到设定水位后，补冷水系统停止工作。储热水箱中低温水通过强制循环水泵补入集热器阵，受太阳能辐射加热水温升高，当集热器上循环管内水温与储热水箱底部水温之温差达到设定值时，启动强制循环泵，将水箱中低温水送到集热器阵，同时将集热器阵中热水送回储热水箱，当上述温差等于和低于设定值时，强制循环泵停止工作。低温水在集热器中继续受太阳能辐射加热。如此循环，使储热水箱中水温不断升高。 该循环系统称之为强制循环系统。强制循环集热系统水箱位置不受限制，可安装在集热器阵以外的任何位置，一般集热器在50m2以上宜采用强制循环集热系统。 本文由空气能十大品牌整理发布https://www.360docs.net/doc/0f5405452.html,/
太阳能集热系统设计经典资料
第四章太阳能集热系统设计 4.1 概述 太阳能集热系统主要包括太阳能集热器、储水箱及相应的阀门和控制系统，强制循环系统还包括循环水泵，间接式系统还包括换热器。 太阳集热器是太阳热水系统中的集热部件，也是太阳热水系统的核心部件，其性能优劣直接影响到太阳能热水系统的性能。太阳能集热系统的设计主要围绕着它来进行，但系统其它附件的合理选择及设计，对充分利用集热器所所收集的太阳能也起着决定性的作用。 4.2 太阳集热器的定位 4.2.1 集热器的安装方位和倾角 确定太阳集热器的定位时，需要考了集热器倾角和方位对太阳辐射能收集的影响。 太阳集热器的安装位置不应有任何障碍物遮挡阳光，并宜选择在背风处，以减少热损失；设计全年运行的系统，宜保证春分/秋分日（此时赤纬角δ=0）阳光照射到集热器表面上的时间不少于6小时；主要在春、夏、秋三季运行的系统，宜保证春分/秋分日（此时赤纬角δ=0）阳光照射到集热器表面上的时间不低于8小时；主要设计在冬季运行的系统，宜保证在冬至日（此时赤纬角δ=－23°57′）阳光照射到集热器表面上的时间不少于4小时；太阳集热器与障碍物之间的距离宜大于太阳光不被遮挡的日照距离。 太阳集热器的倾角和方位对太阳辐射能量收集会产生一定的影响，为了更充分地利用太阳能量，希望投射到集热器采光面上的太阳能越多越好。由于太阳与地球相对位置的不断变化，集热器上所收集到的太阳能也是不断变化的。因而需要讨论一年中要得到最大太阳能量时，他们的倾角及方位是多少。
对于在长时间内，大气条件不随季节性变化的地区太阳集热器方位及倾角的影响可根据太阳直接辐射估算。研究表明，当集热器的方位是正南方向，倾角为S=0.9Φ时，得到的年直射辐射量最大；但如果增加考虑散射辐射的影响因素，则结果会有很大不同。由于散射辐射受大气条件、云量变化情况影响较大，而过去受条件限制缺乏相关资料，所以，长期以来沿用的太阳集热器定位原则是基于对太阳直接辐射的估计结果，即集热器方位朝向正南放置，倾角近似于当地纬度（即S=Φ）时，可得到最大年太阳辐射能量；如果希望在冬季获得最佳的太阳辐射能量，倾角应加大至约比当地纬度大10°（即S=Φ+10°）；而在夏天，则应比当地纬度小10°（即S=Φ－10°）；。 根据软件的模拟结果，太阳集热器宜朝向正南，或南偏东、偏西30的朝向范围内设置；受条件限制集热器不能按上述朝向范围设置时，也可加大偏东、偏西的角度或者完全偏东、偏西设置，但应根据相应的规定和标准设置。 太阳集热器的倾角可选择在当地纬度±10°的范围内；受当地条件限制时，需要超出此范围的倾角时，也应按照相应的标准和规定设置，合理的增加集热面积，以达到对太阳能的充分利用。低纬度地区设置在墙面、阳台栏板上或作为阳台栏板使用的太阳集热器应以适当倾角安装，以增大太阳辐射热量。安装误差一般不超过±3%。 多块太阳集热器在坡屋面等建筑外围护结构上串、并联安装时，集热器上加上连接管等附件组成的集热器阵列总尺寸应与构成维护结构的建筑材料的模数相配，不影响建筑物的外观。 4.2.2 集热器前后排间距 某一时刻，太阳集热器不被前方障碍物遮挡阳光的日照间距如图4-1所示。
自制简易太阳能热水器详细流程
自制简易太阳能热水器详细流程 黄志光 太阳能是取之不尽，用之不竭的清洁且廉价的能源。家庭利用太阳能的方式，主要是利用太阳能热水器提供生活用热的水。目前市售太阳能热水器的种类和品牌很多，质量也很好，但价格太贵，动辄几千元，要使广大城镇和农村居民普遍用上太阳能热水器仍然是可望而不可及的事情。 我于去年试制了一台简易太阳能热水器，经将近两年的使用，效果很好。这种热水器结构简单，造价低，适应性广，可以安装在楼顶，也可以安装在地面，有电无电，有无自来水，只要有阳光照射到的地方都可以使用。现对它的工作原理、结构和制作过程详细介绍如下: 图, 一、工作原理 如右图所示，吸热箱吸收太阳的辐射热(太阳能)使箱内水温升高，箱内热水向上通过上对流管流入保温桶并继续上升至最上层，保温桶底层的冷水通过下对流管自动流入吸热箱的下端被加热后又上升进入保温桶。就这样，通过冷热水的对流，
保温桶中的冷水不断自动进入吸热箱被加热后又自动进入保温桶保存起来，使保温桶中的水温不断升高，桶中的冷水也就逐渐变成了热水。 二、简易太阳能热水器各部件的制作 (一)吸热箱的制作 用1000X2000X0.8的不透钢板经裁剪并折边(如图,所示)后焊接成980X10的薄型水箱。为防止水箱注水后变形，在水箱内沿水的对流方向焊置5-6根长800的10X10的方形不锈钢管以增加强度，具体做法是::方管距水箱上、下两端的距离均等或与下端的距离稍小，管与管间及管与箱侧边的距离均等，并事先在箱底及箱盖上表面画好方管的位置，然后用”点焊”法将方管焊於箱底内，焊点距离应不大于100为好，置于箱底内的方管全部焊完后盖上箱盖(画有方管位置的一面朝外)，然后将吸热箱四周的接缝全部”点焊”固定，然后按照事先画好的方管的位置，以点焊法从箱外将方管与箱盖焊接在一起，最后再将四周接缝全部焊牢，绝不可出现漏焊或气孔，以防漏水。 在焊接四周接缝的过程中应用一适当的夹具(如图,)压住焊缝的两端，以减小箱体因焊接所造成的弯曲变形。箱体四周焊好后，在吸热箱的水的对流方的上表面(向阳面)的最上端的中央及下表面的最下端的中央各钻一直径为20的圆孔(必须在箱体四周焊好后才能钻而不能在焊接前先钻孔)，再将自来水管(4分管)连接用的(不锈钢)内接头的的一端插入孔中(不可插入太深以免与箱体的另一面靠得太近影响水的流动)，然后焊牢，也可以将”内接头”改为如右图所示的自制的”吸热箱水管接头”。 以上工完成后，必须注水检查所有焊点、焊缝，确保绝不漏水。方法:单个制作可用灌水法;批量制作可用”打气法。吸热箱上面的玻璃盖:平板无色玻璃，1050X1050，厚度随意。
太阳能热水器控制器原理图
太阳能热水器控制器原理图 家用太阳能热水器方便、节能、无污染，应用广泛。本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心，对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停，防止溢水；在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空，防止管道冻裂；具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能。 一、系统结构 太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上，引出交流电源线入户，由辅助控制系统的继电器控制通断电。水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器。进行管道排空时，由控制系统关闭排空控制阀，打开热水开关和淋浴开关，将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀。系统自动上水时，通过单项电磁阀上水。水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动，当淋浴开关打开用水时，系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源。 二控制系统组成 太阳能热水器控制系统的组成如图2所示。整个系统以AT89C51单片机为核心，对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取水流开关、排空阀门的状态，经键盘操作和单片机内部运算比较，控制相应得执行机构进行通、断电；进行防漏电、防干烧等保护，并进行相应得声光报警。
对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20，它具有3引脚TO-92小体积封装形式，CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值。水流开关信号的检测采用开关式传感器，其内部是一个霍尔开关，排空阀是一个带行程开关的球型阀，由 5W交流伺服电机带动，每旋转90度输出一个开关信号，排空阀的开闭状态对应于该开关信号。上水电磁阀采用12V直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制；排空阀由36V（5W）交流伺服电机带动，由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电。 三、控制软件设计主程序流程图如图3所示。子程序流程图如图4所示。主程序首先完成串行口、定时器、中断源的初始化，设置初始运行参数、开中断，然后循环读取键盘状态、检测系统是否漏电。一旦检测到系统漏电，进行声音和显示报警，将所有执行机构断电；若系统不漏电则根据存储的键盘状态和检测的水温、水位等状态信号进行相应得处理并等待中断服务程序的执行。系统正常控制时，首先显示水温和水位，若检测到水流开关打开用水时，自动断开上水阀和电加热体电源，即实现水电联动，用水停电。当检测到水位过低时打开电磁阀上水；到达最高水位后，自动关闭电磁阀。在水位超过第二档时，将检测的实际水温与设置水温进行比较，若实际水温低于设置水温，则加热体通电进行辅助电加热；若实际水温高于设置水温时，切断加热体电源；若检测到水位低于第二档，不管设置温度高低，总是停止加热，以防止加热体干烧。
太阳能热水器集中供热系统设计实例
太阳能热水器集中供热系统设计实例 作者：陈伟日期：2002-4-18 0 前言目前我国大力提倡环境保护和能源节约,使得太阳能技术得到长足的发展。家用太阳能热水器走进了千家万户。据资料显示:太阳能热水器具有节约常规能源、不会造成环境污染、使用方便、经济效益明显等优点。浙江省年平均日照量在2000h以上,太阳能的利用具有很大的潜力。但是太阳能热水系统尚未纳入建筑给排水设计,造成住户在购买商品房后各自安装太阳能热水器,因没有统一的规划,使得布置上零零落落;且现在新建住宅取消屋顶生活水箱,采用变频泵供水,住户只好用塑料管沿外墙把冷水接至太阳能热水器,再沿外墙把热水引下,在外墙凿洞进入室内。由于所采用的塑料管颜色不一、管径各异,未采取可靠的固定措施,一遇大风随风摆动,极易造成事故;且水管如蜘蛛网般布在外墙面,墙面上千疮百孔,遇漏水,墙上水渍斑斑,严重影响市容市貌。针对上述情况,笔者考虑在住宅给排水设计时应把太阳能热水系统作为设计内容之一,以避免上述情况的出现。本文是太阳能热水器集中供热系统在住宅小区的设计应用情况,不足处敬请同行指正。 1 工程概况该住宅小区位于浙江省衡州市城东,分四期开发。前三期未考虑太阳能热水系统,住房出售后住户反映强烈,因安装热水器而引起的邻里纠纷不断。四期建筑面积4.2万m2,都为6层带跃层住宅一梯两户,为坡屋顶。供水方式为小区消防生活水池-变频泵-用户,取消屋顶生活水箱。水池集中设置在小区绿化带内。结合前三期的经验,改变以往先建设后配套造成的重复施工、重复破坏,并相互抢占屋面、安装混乱的不合理做法。决定四期工程太阳能热水系统与主体同步设计、施工,并同步交付使用。设计中优化太阳能屋面热水器设置及循环水系统,有效利用屋面空间、科学选择热水器朝向、合理配管、充分发挥设备功效。 2 太阳能热水器的选型浙江省市场上太阳能热水器品牌繁多,所以选型是整个设计的关键。设计人员协同开发商本着如下原则选型:①生产厂家应具有多年的生产经验、技术力量雄厚,有完善的售后服务体制。②太阳能热水器贮水箱耐腐蚀、无毒、保温性能好、外形美观。③要求产品热效高、强度大、质地轻、设备运行可靠、故障少。④价格合理,以减少
太阳能工作原理
太阳能主要分为：光伏和光热。 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的固体光伏 户、天窗或遮蔽装置的一部分。 光热指太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。 太阳能的基本特点： 优点 （1）普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，便于采集，且无须开采和运输。 （2）无害：太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。 （3）巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 （4）长久：根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。 缺点 （1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。 （2）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及天气等随机因素的影响。所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。 （3）效率低和成本高：太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，现在的实验室利用效率也不超过30%，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解 太阳能热水器具有安装使用方便、节能效果明显的优点，可以吸收太阳能辐射能，并且把能量转换成热能，从而产生热水的一种设备。在家庭用热水、商业用热水、工业制造用热水等方面都有广泛的应用，下面小编就为大家介绍一下太阳能热水器的工作原理与结构图解。太阳能热水器工作原理太阳能热水器工作原理图1、吸热过程真空管式太阳能热水器：太阳辐射透过真空管的外管，然后被集热镀膜吸收后沿管壁传递到管的水，此时水受热而温度逐渐升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。平板式太阳能热水器：其中介质在集热板因热虹吸自然循环，随后将太阳辐热量及时传送到水箱，介质也可通过泵循环实现热量传递，因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。2、循环管路直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是因为通过重力的作用而提供动力；然而平板式则通过自来水的压力提供动力。不过这两种太阳能集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。太阳能热水器自然循环集热原理示意图3、
系统工作1）温差控制集热循环集热器温测器和水温感应器置入在太阳能热水地暖系统中，能够很好地吸收太阳能辐射后，促使集热管温度上升，然后当集热器温度和水箱温度水温差到达△t设定值时，通过检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，然而水被加热后又再次回到水箱中，使水箱的水达到设定的温度。2）地暖管道循环系统这个系统是增加热水循环泵作为不 同点，然后通过控制器更好得控制地暖管道循环为工作原理。然后再通过当水温达到设定温度时，自动启动地暖循环泵，使高温水通过地暖盘管在室循环，从而使室温度不断提高。如果水箱水温开始低于某一设定值时，应当将地暖管道循环泵进行自动停止为最好的方式。太阳能热水器结构图解太阳能热水器结构图太阳能热水器的安装准 备工作（1）准备施工工具。比如：螺丝刀、扳手、电钻等。（2）打开热水器包装，按照装箱单检查配件是否齐全。1)真空管数目齐全且是否完好;2)电加热是否完好;3)水箱箱体是否有凹痕;4)支撑辅件是否齐全;5)只能控制仪包装是否完好等。1、安装支架（1）安装位置选择。一般选择在屋顶，方向是坐北向南，正向南偏西 5~10°，确保没有遮挡物。入户管线也应该减少，这样可以增加日照时间。（2）组装支架。安装时应当按照说明谁把前片和后片组装在一起，然后使用扳手上紧螺丝，无松
太阳能热水器控制器原理图
太阳能热水器控制器原 理图 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
太阳能热水器控制器原理图 家用太阳能热水器方便、节能、无污染，应用广泛。本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心，对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停，防止溢水；在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空，防止管道冻裂；具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能。 一、系统结构 太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上，引出交流电源线入户，由辅助控制系统的继电器控制通断电。水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器。进行管道排空时，由控制系统关闭排空控制阀，打开热水开关和淋浴开关，将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀。系统自动上水时，通过单项电磁阀上水。水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动，当淋浴开关打开用水时，系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源。 二控制系统组成 太阳能热水器控制系统的组成如图2所示。整个系统以AT89C51单片机为核心，对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取水流开关、排空阀门的状态，经
键盘操作和单片机内部运算比较，控制相应得执行机构进行通、断电；进行防漏电、防干烧等保护，并进行相应得声光报警。 对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20，它具有3引脚TO-92小体积封装形式，CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值。水流开关信号的检测采用开关式传感器，其内部是一个霍尔开关，排空阀是一个带行程开关的球型阀，由5W交流伺服电机带动，每旋转90度输出一个开关信号，排空阀的开闭状态对应于该开关信号。上水电磁阀采用12V 直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制；排空阀由36V（5W）交流伺服电机带动，由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电。 三、控制软件设计主程序流程图如图3所示。子程序流程图如图4所示。主程序首先完成串行口、定时器、中断源的初始化，设置初始运行参数、开中断，然后循环读取键盘状态、检测系统是否漏电。一旦检测到系统漏电，进行声音和显示报警，将所有执行机构断电；若系统不漏电则根据存储的键盘状态和检测的水温、水位等状态信号进行相应得处理并等待中断服务程序的执行。系统正常控制时，首先显示水温和水位，若检测到水流开关打开用水时，自动断开上水阀和电加热体电源，即实现水电联动，用水停电。当检测到水位过低时打开电磁阀上水；到达最高水位后，自动关闭电磁阀。在水位超过第二档时，将检测的实际水温与设置水温进行比较，若实际水温低于设置水温，则加热体通电进行辅助电加热；若实际水温高于设置水温时，切断加热体电源；若检测到水位低于第二档，不管设置温度高低，总是停止加热，以防止加热体干烧。
太阳能集热工程控制系统使用说明书
太阳能集热工程控制系统使用说明书 ※使用维护时请先仔细阅读此说明书！
目录 ◆前言、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 ◆一.太阳能控制器使用说明及故障处理 ◆二.长菱热泵控制器使用说明及故障处理 ◆三.太阳能管的日常巡检和换取注意事件
前言 尊敬的用户： 感谢您使用本公司太阳能集热工程控制系统，该控制系统应用最新单片机技术开发而成。特点：水温水位LED彩屏显示，上水、加热实现全智能，采用人性化设计，具有水位/水温预制、定时上水/加热、恒温加热、恒水位补水、手动控制等功能，具备防高温、防干烧、高灵敏漏电保护等安全保护功能及集热和用户管道双重循环功能，使用于对热水有全天候需求的各种太阳能集热工程。 一. 太阳能控制器使用说明及故障处理 1、使用电源：AC220V 50HZ 2、主机功耗：<8W 3、测温精度：+-1℃ 4、测温范围：-10℃--+130℃ 5、显示范围：-9℃--+99℃ 6、水位分档：5档 7、电磁阀电压：AC220V
※功能及设置 正确设置参数后，控制系统可实现全智能化，不建议手动强制启停各项功能。注意：开机15秒为系统参数稳定期，所有按键锁定，不可操作! 1、开机自检： 上电时显示屏全亮，蜂鸣器长鸣一声，表示系统开始正常工作。 2、水位显示： 水位显示区域，显示当前水位值。其中“20”闪烁表示缺水。 3、温度显示： 温度显示区域（℃）循环显示水箱温度、用户管道温度和集热器温度，由数字左边的指示灯指示测温点，每5秒切换一次。 4、功能状态指示： 功能指示图标或文字不亮，表示该功能处于未启用状态；功能指示图标或文字长亮，表示该功能处于启用状态但此刻没运行（没达到运行条件）：功能指示图标或文字闪烁，表示该功能此刻处于运行状态。 5、掉电保护： 当系统断电时，自动永久保存当前设置参数，长时间维持北京时间。
太阳能集热器汇总
太阳能集热器 太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。 一、太阳能集热器概念 1.概念 在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等。 2.原理 效率比较高的集热器由收集和吸收装置组成。阳光由不同波长的可见光和不可见光组成，不同物质和不同颜色对不同波长的光的吸收和反射能力是不一样的。黑颜色吸收阳光的能力最强，因此棉衣一般用深色或黑色布。白色反射阳光的能力最强，因而夏季的衬衫多是淡色或白色的。因此利用黑颜色可以聚热。让平行的阳光通过聚焦透镜聚集在一点、一条线或一个小的面积上，也可以达到集热的目的。纸在阳光照射下，不管阳光多么强，哪怕是在炎热的夏天，也不会被阳光点燃。但是，若利用集光器，把阳光聚集在纸上，就能将纸点燃。集热器一般可分为平板集热器、聚光集热器和平面反射镜等几种类型。 3.平板集热器 平板集热器一般用于太阳能热水器等。聚光集 热器可使阳光聚焦获得高温，焦点可以是点状或线 状，用于太阳能电站、房屋的采暖（暖气）和空调 （冷气）、太阳炉等。按聚光镜构造有“菲涅尔”透 镜、抛物面镜和定日镜。 平面反射镜用于太阳能塔式发电，有跟踪设备， 一般和抛物面镜联合使用。平面镜把阳光集中反射 在抛物面镜上，抛物面镜使其聚焦。 二、定义 太阳能集热器的定义是：吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。这短短
太阳能热水器安装图详解以及安装过程
太阳能热水器安装图详解以及安装过程 如今各类采用新型环保能源的电器受到广大群众的追捧，太阳能电器同样的也越来越受到大众的青睐。那么这类太阳能电器安装起来复杂吗？能够自己安装吗？新浪装修抢工长将为你讲解太阳能热水器安装图以及安装流程。 太阳能热水器安装图之一：手动控制太阳能热水器安装图
是最简单的太阳能热水器的安装图，在用户房间内，打开进水阀门4，自来水通过打开的手阀1进入太阳能水箱，待水箱的水装满了，就会通过排气口3外接的管道流出来，流到用户的接水槽，用户看到水流出的信号，关掉进水阀。太阳能热水器进水过程结束。太阳能的水经一天太阳的照射，水温逐步提高，晚上就可以使用了。 太阳能热水器安装图之二：机械式自动进水安装 减压阀控制的机械自动进水方案
由于手动进水存在不方便的地方，人们采用了一些机械式自动进水的方法，在这里我们介绍二种比较普遍，安装比较简单又比较可靠的方案：减压阀如上图，是一种经常用到的机械式自动进水的控制部件，它的可靠性较高。 太阳能热水器安装图之三：带太阳能控制仪的太阳能热水器的安装
这是是太阳能热水器安装中应用的最广的方案，太阳能的运行由太阳能控制仪8控制，当太阳能热水器水箱水位低于最低水位时，由控制器打开电磁阀1，使得水箱进水，当水位升到用户设定的最高水位时，控制器关闭电磁阀1，进水停止。用户可以指定上水时间，当指定时间到时，只要水位不超过最高水位，控制器就打开电磁阀1进水，直至水位达到最高水位为止。控制器也可以手动强制进水：当按下手动进水键时，控制器打开电磁阀进水直到水位达到最高水位为止。控制器还可以控制电加热，当按下电加热键时，控制器导通电加热器7的电源，电加热器工作，直到用户指定的温度为止。当温度下降到指定温度以下3-5度，控制器重新启动电加热，将水加热至指定温度。用户还可以指定加热时间，在某一时间，太阳能水箱的温度达不到设定的温度，控制器就会导通电加热器，将水箱的水加热至设定的温度为止。控制仪还有保护作用，当水位下降到某一点时，电加热停止，直到水位回升到该点以上。 安装流程： 1.安装向阳 太阳能热水器应安装在无遮阳的地方，主体朝阳（正南或偏西10度左右），并固定牢固以免恶劣强风天气刮倒热水器。 2.主体安装顺序
基于三菱PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计说明
基于PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计 摘要 本课题研究了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器自动控制系统中的应用。重点研究了系统的硬件构成及系统软件的设计过程。指出了 PLC 设计的关键主要是能满足基本控制功能, 并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。在本文中经研究确定出了系统的各个工序，绘制了系统的工艺流程图；进行了系统的I/O分配和PLC的选型；根据系统设计要求设计绘制了系统的控制梯形图；绘制出了控制系统电气原理图和接线图等。 通过用PLC对太阳能热水器自动控制系统的改造，大大减少了系统对其它元器件的使用，使系统接线简单、检修维护方便快捷、可靠性提高，增进了系统的先进性。 关键词: PLC；太阳能；自动控制系统；热水器
Design of Solar Water Heater Automatic Control System Based on PLC Abstract Application of PLC in solar water heater automatic control system is researched in this paper. The content of this paper on the process of system hardware constitution and the system software design is emphasized . And the key of PLC design that is to satisfy the basic control function is pointed out , meanwhile maintenance convenience and system extension are also considerated. The content of this paper is divided into four parts. In the first part, the procedure of the system is established, and then the treatment flow chart is drawed out; In the second part, The address of I/O is resigned .and the suitable PLC type is choosed. The third part, the control ladder diagram is designed according to the requirement; In the end, the electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn. Through the design of the solar water heater automatic control system, the components that is used in the solar water heater automatic control system are decreased. The performance of the system is lifted, and it has the feature such as simply interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and high reliability. In a word, the system becomes more advanced because of my design. Keywords: PLC; solar; automatic control system; water heater