太阳能热水器集热原理
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生活常识分享太阳能热水器集热原理
导语：太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空
太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，目前真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
【1】吸热过程太阳辐射透过真空管的外管，被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水。管内的水吸热后温度升高，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。而平板式热水器，
一般为分体式热水器，介质在集热板内因热虹吸自然循环，将太阳辐
家用太阳能热水器使用中存在的问题及解决方法
家用太阳能热水器使用中存在的问题及解决方法 摘要]在最近几年，人民生活水平提高，家庭太阳能热水器被广泛使用，家用太 阳能热水器的使用为广大的人们带来了便利，很大程度地解决了人们的用热水问题，太阳能热水器的使用同时也减少了环境污染，降低了能源消耗，给人们的生 产和生活都产生了好的影响。根据太阳能热水器的热冷水转换问题以及热水储蓄 问题提出了方法，具体解决。 [关键词]太阳能热水器热冷水转换热水储蓄天气限制温度 [引言]随着近几年国民生产总值的增加，人民生活水平的提高，太阳能热水器在越来越多的家庭中出现，已经逐渐成为人们的生活必需品，给人们带来了诸多 便利，并且在使用太阳能热水器中，还减少了能耗，降低了污染，它具有节能， 清洁和方便等特点。[1]但在家用太阳能热水器使用过程中，存在着一些固有的问题，这些问题需要解决。 一、热冷水转换问题 在家用热水器使用中，我们经常是会先放5分钟冷水，然后会缓缓地流出热水，这就是热冷水转换的时间较慢，人们在使用时往往要等一段时间才能用上热水，这样使得用热水变得不太方便，并且5分钟的冷水流出也是5分钟的冷水的 浪费，造成了水资源的浪费，尽管太阳能的使用降低了能源消耗，但浪费的水资 源无疑加重了资源的浪费。热冷水转换效率低下，转换速度慢，这也就是热等待 问题，热等待问题既损失了热水，又带来放冷水的麻烦。这是家用太阳能热水器 在使用过程中的存在的一方面的问题。 二、热水储蓄问题 热水储蓄问题其实就是在说的是家用太阳能热水器的热水容量问题，我们在 使用热水器过程中，往往是热水供不应求，热水的供应跟不上我们需要的热水量，用了一点之后就会没有热水可以使用，导致家用太阳能热水器又出现了一些不足 之处，热水的储蓄量不足，热水器的储蓄热水容量不够等等储蓄问题，也就是安 装与设计问题。[2] 三、受天气限制大问题 在家用太阳能热水器的使用过程中，热水的产生的原理主要是依靠太阳将太 阳能转化为热能储存在水中，因此太阳这个中介物的有无则是关键因素，热水器 受天气的因素影响大，受天气限制大，在遇到阴天和雨天没有太阳的白天时，则 会没有热能，从而热水的使用也受到了限制，在没有太阳时，我们便使用不了热水，这是家用太阳能热水器使用中的一个限制性因素。 四、热水温度一次性过高 热水释放过程中，一开始温度还是有些低，很快温度便一次性攀升到很高的 温度，热水便会很快地烫，使得我们使用热水起来不太方便，热水温度过高和过 低都不是很好，这也是太阳能热水器的一项不完美的地方，需要我们去解决它。 五、解决办法 首先，在解决热冷水转换过程中，我们可以在太阳能热水器热冷水阀门中加 入一个热冷水加速融合装置，在放冷水前5分钟时，快速地将热水放置融入到冷 水中，使水缓慢地变暖，逐渐地将热水融合，在之前的太阳能热水器的使用中， 冷水和热水的管道分离的太过分开，过渡太慢。在前五分钟的冷水释放过程中， 加装微星水泵，我们为了不浪费水资源，可以在太阳能热水器中安装一个冷水回 流装置，将五分钟流出的冷水重新进入冷水管道系统中去，进而可以节约了水资
(完整版)太阳能热水器安装施工方案
太阳能热水器安装施工技术、工艺 1、工艺流程 安装准备→支座架安装→热水器设备组装→配水管路安装→管路系统试压→管路系统冲洗或吹洗→温控仪表安装→管道防腐→系统调试运行 (1)安装准备： 1)根据设计要求开箱核对热水器的规格型号是否正确，配件是否齐全。 2)清理现场，画线定位。 (2)支座架安装： 支座架制作安装，应根据设计详图配制，一般为成品现场组装。其支座架地脚盘安装应符合设计要求。 (3)热水器设备组装： 1)管板式集热器是目前广泛使用的集热器，与贮热水箱配合使用，倾斜安装。集热器玻璃安装宜顺水搭接或框式连接。 2)集热器安装方位：在北半球，集热器的最佳方位是朝向正南，最大偏移角度不得大于15℃。 3)集热器安装倾角：最佳倾角应根据使用季节和当地纬度确定。 A)在春、夏、秋三季使用时，倾角设备采用当地纬度。 B)仅在夏季使用时，倾角设置比当地纬度小10°。 C)全年使用或仅在冬季使用时，倾角比当地纬度大10°。 4)直接加热的贮热水箱制做安装： A)给水应引至水箱底部，可采用补给水箱或漏斗配水方式。 B)热水应从水箱上部流出，接管高度一般比上循环管进口低50至100mm，为保证水箱内的水能全部使用，应从水箱底部接出管与上部热水管并联。 C)上循环管接至水箱上部，一般比水箱顶低200mm左右，但要保证正常循环时淹没在水面以下，并使浮球阀安装后工作正常。 D)下循环管接自水箱下部，为防止水箱沉积物进入集热器，出水口宜高出水箱底50mm以上。 E)由集热器上、下集管接往热水箱的循环管道，应有不小于0.005的坡度。 F)水箱应设有泄水管、透气管、溢流管和需要的仪表装置。 G)贮热水箱安装要保证正常循环，贮热水箱底部必须高出集热器最高点
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，
太阳能热水器的结构知识
文章转自：华帝热水器维修 热水器这个电器相信每个家庭都是必不可少的，因为它能在任何时候给人们带来热水，不过，大家喜爱的热水器种类都是不相同的，比如有些人喜欢燃气热水器，有些人喜欢电热水器，还有太阳能的，空气能的等等，那么今天我们就带大家了解一下太阳能热水器的结构知识。 1、从集热部分来分：真空玻璃管太阳能热水器：是目前吸热效率最高的集热部分，它的优点在于，不需要在集热部分在增加保温层，而且现在的真空玻璃管无论在抗高温，抗打击和保温上，性能都是一流的，也被绝大部分太阳能热水器生产厂家所采用。其缺点在于体积比较庞大，管中容易集结水垢。金属平板太阳能热水器：是在传热性能极佳的金属片上，覆盖上吸热涂层，利用金属的传热性，将吸收的热量传于水箱中。其有点是外观美观，安装方便，可以做成平板，而且不容易损坏。缺点在于：保温要花很大的代价，成本高，间接的就是增加消费者负担； 2、从结构来分类：普通式太阳能热水器：就是将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水的循环，使得水箱中的水温升高，这是目前厂家都采用的。也是一只流行到现在的最常规的热水器。一般改类热水器只有顶层能用，除非顶层用户和你楼下的关系特铁，而且屋顶的面积是有限的。分体式热水器：分体式热水器是为了解决不是顶层用户也能使用太阳能热水器而诞生的。分体式的循环有2种，一种是靠水的自然循环，这种热水器热交换效率很低，远远不能满足用水要求；另一种是靠泵循环热交换，这也是为了解决自然循环效率低的问题，使用泵循环，可以明显改善水的热交换。 3、从水箱受压来分：承压式太阳能热水器：目前，无论是哪一种分体式热水器，都有一个致命的缺点，必须使用承压式水箱，这是所有分体式热水器的基本思路，这就直接考验你的集热部分的密封性能；还有制造承压水箱成本极高，也存在安全性问题，一般要求耐压7个大气；而且循环效果不是很理想。虽然解决了水的循环问题和使用水时的方便性。非承压式太阳能热水器：目前装在屋顶的普通太阳能热水器都是属于非承压式热水器，它的水箱有一根管子与大气相通，是利用屋顶和家里的高度落差，使用水时产生压力。其安全性，成本，使用寿命都比承压式要显著得多。 怎么样？相信你看完上面的知识后也会对太阳能热水器产生一定的认知吧，其实每个热水器都有有点
(整理)太阳能热水器安装示意图.
太阳能热水器的工作原理图 太阳能热水器以其天然环保、可再生循环的能源优势获得了大多数人的青睐，但还是有不少朋友对太阳能热水器工作原理，太阳能热水器如何安装等问题不太了解，买购网小编特意为大家汇集了太阳能热水器的知识，想要购买太阳能热水器的您不妨一起来看看吧。 太阳能热水器简介 太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足 人们在生活、生产中对热水的使用需求。太阳能热水器按结构形式分为真空管式 太阳能热水器和平板式太阳能热水器。真空管式太阳能热水器为多数，占据国内 95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关 附件组成。把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉 的原理，使水产生微循环而达到所需热水。 太阳能热水器分类 1、从集热部分来分可分为：真空玻璃管太阳能热水器和金属平板太阳能热 水器。 真空玻璃管：是目前吸热效率最高的集热部分，优点不需要在集热部分在增 加保温层，现在的真空玻璃管在抗高温，抗打击和保温上，性能都是一流，被大 部分生产厂家采用。缺点体积比较庞大，管中容易集结水垢。 金属平板：传热性能极佳的金属片上，覆盖上吸热涂层，利用金属的传热性， 将吸收的热量传于水箱中。优点外观美观，安装方便，可以做成平板，而且不 容易损坏。缺点：保温要花很大的代价，成本高，间接的就是增加消费者负担。 2、从结构上来分可分为：普通式太阳能热水器和分体式太阳能热水器。 普通式：将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水循环，使水箱中水温升 高，是目前厂家都采用的。也是流行的最常规的。该类热水器只有顶层能用，除 非顶层用户和你楼下的关系特铁，而且屋顶的面积是有限的。
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
太阳能热水器的结构
太阳能热水器的结构 平板型太阳能热水器主要是由平板集热器、水箱、水管、支架及配件等部分组成。 （一）平板集热器 平板集热器是平板型太阳能热水器的核心，包括吸热器、盖板、保温层、外壳四大部分。 1、吸热器：也叫集热器或集热芯子，其作用是吸收太阳的辐射能量并向水传递热量。 1）吸热器的结构：吸热器由吸热板（也叫肋片）和水管组成（如图2-3所示），水管有排管和集管之分。排管夹在肋片之间，用来传递热量使水温升高；集管与所有排管相接相通，并且通过水管与水箱连通，使排管中水进入水箱，水箱中的冷水进入排管被加热。吸热器在结构上有管板槽式（图2-4a）和翼片式（图2-4b）等多种形式。将排管夹在肋片之间的方法很多：较为简单粗糙的方法就是在排管长度方向，隔一定距离用铁丝捆扎或铆接，也有在排管和吸热板交接处，沿管子长度方向锡焊的，也有在结合缝隙中填充各种导热胶的；随着太阳能热水器工艺水平的不断提高，北京市太阳能研究所引进了加拿大八十年代末的一条生产线，将两片铝带与一根铜管（在两铝带中间）轧制在一起，再用高压气体吹胀，形成铜铝复合式吸热板芯，如图2-5所示，其特点是：I热效率高；II寿命长，水质清洁；III 节约铜材，降低成本；IV有很好的耐压性能。正因为这些特点，铜铝复合板芯已经形成潮流，是平板型太阳能集热器的先进代表。 2）吸热器的材料：国外基本上都用铜和不锈钢，国内已大量采用铜材、铝合金、钢材、镀锌板，沿海水质较差的地区，则可用塑料或玻璃来替代。 3）吸热器表面上的涂层：因为金属表面的反射率高，吸收率低（一般只有20~40%的太阳辐射能被吸收），为了增强吸收效果，必须在金属表面上刷涂层。涂层有选择性和非选择性两种，所谓选择性涂料（因为这种涂料价格便宜），是对太阳光的短波辐射具有高吸收率（a），而本身所处温度的长波发射率（qT）却很低的一种涂料，可用a/qT大于1来表示。若a/qT=1，则称之为中性吸收层，也称为非选择性涂料。平板型太阳能热水器的吸热
家用太阳能热水器的能效系数浅析
编者按：太阳能热水器能效强制性国家标准的制定工作即将正式启动。太阳能热水器的能效系数及太阳热水器热性能等对于标准制定和产业发展影响重大。殷志强教授特撰文两篇在本刊发表，供制定标准参考。 家用太阳能热水器的能效系数浅析一引言 太阳能热水系统由集热器与贮热水箱、控制器、管道与支架等组成，将太阳能转换为热能贮干热水中。太阳能热水系统主要有三种型式：真空集热管直接插入水箱内的，称为直插紧凑式，平板热水系统的集热器与水箱相对独立，但很靠近，通过入、出管道相连，称为分体紧凑式，太阳能集热系统在户外，水箱在室外或室内，离集热系统有一定距离，称为分离式系统。最初ＧＢ厂ｒ１９１４１的报批稿名字为“家用太阳能热水器／系统技术条件”（报批稿的英文名中有“ｓｙｓｔｅｍｓ”），由于审批部门不允许“器，系统”两个称呼出现在国标文件封面上，２００３年ＧＢ／９１４１最终定名为“家用太阳能热水系统技术条件”。２００７年ＧＢ厂ｒ１２９３６“太阳能热利用术语”中，“器”与“系统”通用，太阳（能）热水系统也称为太阳（能）热水器。 二有关太阳能热水系统热性能几个重要概念１采光面积与轮廓采光面积 采光面积（ａｐｅｒｔｕｒｅ ａｒｅａ）Ａ。：太阳光垂直投射到 集热器的最大面积。平板太阳集热器的光口面积就是采光面积；真空管太阳集热器的采光面积与真空集热管的背后有无反射器有关，而反射器形状与材料也多种多样。全玻璃真空管太阳集热器与玻璃一金属真空管太阳集热器，无反射器情况，我国ＧＢ／Ｔ１７５８１—２００７中未对采光面积作具体说明，其前 身ＧＢ／Ｔ １７５８１－１９９８规定Ａ。＝甩ｘ玩ｘ厶，玩为罩管外径。按国际标准ＩＳＯ９４８８—１９９９规定，Ａ。＝ｎＸＤ。。Ｘ Ｌ。，Ｄ。。为罩管内径，厶为未遮挡的长度，ｎ为集热管数量。２００７年ＧＢ／Ｔ１２９３６与ＩＳＯ９４８８ —１９９９一致。太阳集热器的瞬时效率、太阳热水器单位面积获得的能量，都与采光面积的计算有关系。清华大学■殷志强要使不同类型的太阳集热器瞬时效率、太阳热水器单位面积获得的能量，具有更合理的可比性与实用性，必须有一个合理的面积计算。轮廓采光面积（ｃｏｎｔｏｕｒａｐｅｒｔｕｒｅ ａｒｅａ）Ａｃ：太阳光投射到集热器的最大有效面积…。集热器所占的有效采光面积即集热器有效宽度Ｘ有效长度。平板集热器即玻璃窗口。真空管集热器有效宽度，在无反射器情况下，是集热管排列的最大外边沿尺寸∽一１）Ｘ Ｓ－Ｉ－比，Ｓ为相邻真空集热管的中心距离＃有平面漫反射板时，为ｎ ｘＳ，这里作统一计算，不考 虑设计的漫反射板宽度的差别，略宽成本略高，性能略微有益，略窄则反之，对于曲面或折面反射器， 为其最大外边缘宽度尺吼对于ＣＰＣ反射器，为ＣＰＣ最大外边沿尺寸。有效长度为不被挡风圈与尾座遮挡的集热管长度。轮廓采光面积概念纳入ＧＢ／Ｔ１９１４１，计算如图１、图２所示。实践表明：所提出的轮廓采光面积这一概念是合理的，在太阳能热利用中与能效有关的参数是不能回避这个概念的。图１平板太阳集热器Ａｃ＝Ｌ×ＷＳＯＬＡＲＥＮＥＲＧＹ７／２００９
太阳能热水器结构设计.doc
目录 1绪论 (1) 1.1本课题的来源及研究的目的和意义 (1) 1.2 太阳能热水器的概况 (1) 1.3本课题所涉及的问题及国内（外）研究现状及分析 (1) 1.4 国外研究现状及分析 (2) 1.5国内研究现状及分析 (2) 1.6对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 (3) 1.7完成本课题所必须的工作条件及解决的办法 (3) 1.8完成本课题的工作方案及进度计划 (3) 2太阳热水器能结构设计方案 (4) 2.1 机型 (4) 2.2 机具工作原理 (4) 2.3 总体配置 (4) 2.4 基本设计参 (5) 2.5确定传动方案 (6) 2.6电动机的选择 (6) 3传动机构的设计 (8) 3.1齿轮及齿盘的设计 (8) 3.2轴的计算 (11) 3.3凸轮机构的设计及计算 (12) 小结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
1绪论 1.1本课题的来源及研究的目的和意义 进入21世纪，随着石油、煤、天然气等这些不可再生自然能源价格的上涨，能源危机再次引起了人们的注意，如何很好的节约和利用能源，特别是可持续性能源，一直是人类所面临的问题。在本次设计中我将从我国目前面临的能源现状出发，分析太阳能的基本特性的基础上，对目前收集太阳能最成功的装置太阳能热水器进行结构设计。 太阳能热转换技术的核心是采用高品质、高转换率的太阳能集热器。未来的太阳能热利用发展趋势是太阳能与建筑结合，太阳能平板集热器是与建筑结合最佳方式的太阳集热器。但我国幅员辽阔，各地日照时间，日照角度等参数各不相同，因此可根据环境需要做成灵活多变的结构形式和形体尺寸。 太阳能热水器虽然在国内用的比较多，但是在结构方面有不少的不足之处，不能尽可能满足用户的使用，本次设计旨在提出一些可以优化的方面。 一是提出集热器旋转的结构改进方案，二是提出集热器日照角度变换的结构改进方案，三是提出在热水器自动控制方面的改进方案。 1.2 太阳能热水器的概况 目前太阳能热水系统尚未纳入建筑给排水设计,工程中较常用的热水供应是采用换热站提供的合适温度的热水,再通过室外管网向用户供水。该供水方式存在供热效率低, 经济效益差等缺点。而家用太阳能热水器就是一个节约能源，有效利用能源的典型。随着人类生活的不断进步，科学技术的不断发展，电子技术在各个领域的广泛应用，如何更高效的利用太阳能必将成为小型太阳能结构的发展趋势。美国、日本等发达国家已经在这方面做了很多有益的探索和研究，在我国，随着人民生活水平的日益提高，高效便捷的太阳能结构也必将在我国兴起、发展和完善。所以如何提高民用设备的利用率也就成了一种有益的、必要的、积极的探索和研究。同时，自 1985年以来我国太阳能利用取得了举世瞩目的成绩，太阳能热水器是太阳能热利用中技术最成熟、应用最广泛、产业化发展最快的领域，并且随着大众文明意识的提高、人民生活水平的不断提高以及对生活热水需求的日益增长和拥有9亿人口的农村潜在市场的开发，研究、开发与太阳能热水器相配套的控制系统，也就有着重大意义，同时会创造良好的社会效益。而目前市场上的太阳能热水器，存在着太阳能利用率不高、稳定性差、通用性差等缺陷。本设计就是针对这些，开发具有高太阳能利用率、通用性、稳定性好的太阳能热水器。 1.3本课题所涉及的问题及国内（外）研究现状及分析 当前我国自主开发的全玻璃真空管太阳能热水器在世界上处于领先平，并出口到日本、美国等发达国家。据统计，截止到1998年底，我国太阳能热水器生产厂有1000多家，年产量在250万平方米以上，年产值35亿元，从业人员1.5万人，用户达3000多万人，年产量及拥有量均居世界首位，成为我国节能领域的新兴产业，已引起国际能源界的关注，发展势头很好。进入90年代，中国在改革开放政策指引下，随着太阳能热水器的不断改进、大众文明意识的提高、人民生活水平的不断提高以及对生活热水需求的日益增长和拥有9亿人口的农村潜在，市场的开发，更是促进了太阳热水工业的迅速发展，太阳能热水器应用同时也得到了一个大规模进展，并且形成了与空调、彩电、冰箱等一样的大规模市场。太阳能热水器是利用集热器吸收太阳光，将光能转化成热能，并通过储水箱将热水储存的装置。目前，技术水平最高的太阳能热水器是真空集热管太阳能热水器。真空集热管的内、外管之间是真空夹层，确保冬季管内不结冰，能够正常使用，内管上有一层选择性吸收镀膜，膜层能充分吸收太阳光。真空管里的水，吸收热量后，通过温差循环，加热储箱内的水。太阳能中央热水系统采取以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式。一般情况下全年90%的热水来自太阳能，只需10%的电能作补充，365天全天候可以供应热水。太阳能热水器可在全国大部分地
太阳能热水器使用说明
只要注意下列问题就可以放心使用了： 一、太阳能热水不能饮用 太阳能热水器作为一种节省能源，保护环境，方便群众的产品越来越广泛地进入社会，进入家庭。这位读者提出“许多用户不但用太阳能热水洗脸、洗澡、洗碗、洗衣服、洗菜、淘米，有的甚至用来煮饭、煮菜，烧开水等，这样做对吗？”对此王昕主任谈到：“这是关系到广大用户的健康问题。太阳能热水的确为人民的生活用水提供了方便，但是太阳能热水器的水箱内储存的水属二次储水，使自来水中本来用于消毒杀菌的余氯，经一段时间的储蓄后会自然分解，起不到消毒的作用；其次，由于水箱中的水经热反应后温度升高，长期在热水浸渍中会使得箱内的涂层、粘胶和塑料输水管发生一些化学反应，一些有害物质会被释出，并溶于水中；再有国家对塑料输水管分有’可供生活饮用’和’不可供生活饮用’两类，但绝大多数太阳能热水器的输水管没有明确的批文，许多用户自购房起就把太阳能热水器视为小区应有的配套设备，而没有仔细核对相关的产品质量报告。因此提醒大家，在不明确的情况下最好不要将太阳能热水用于与入口有关的生活饮用类，如洗菜、做饭、烧开水等，更不能直接饮用，仅用于洗浴、洗衣、打扫家庭卫生是可以的。” 二、挑选太阳能热水器应注意哪些问题 首先要注意外观。观察外表是否用料精良，制作工艺是否精湛，整体是否美观大方，轮廓流畅，水箱外壳平滑、光亮，支架平衡，无扭曲，真空管色泽是否均匀、无裂缝，端盖平整、无毛刺。 其次要注意集热管的性能。优质的真空集热管的表面应该是光洁无瑕，镀膜为纯黑色或蓝色；看一下，反射板选材及结构安装是否合理，这样能耐腐蚀性会较强，好的反射板外表具有持久的光泽和美丽的花纹，部分产品采用进口不锈钢板镜面，如流水线曲面的反射板，聚光率也会相对提高。 第三：储水箱保温性能。水箱、外壳端盖是否形成一个整体，无缝隙，这样防腐蚀性强，寿命也会较长。 第四：储水箱的密闭性及支架的牢固性。太阳能热水器水箱内胆均采用不锈钢材料，仔细观察一下，焊接口是否与母材料基本相同；其次是支架是否牢固。第五：使用中的方便程度。一台高品质的太阳能热水器，应备有加热的辅助装置、水温水位计以及自动水阀等选配件装置的接口。目前不少人有一种误解，认为水箱的温度越高就说明热性能越好。实际上水温高低不能说明产品的好 坏。最科学的办法是讲就热效率和热损系数。 最后：在购买时，应该选购信誉比较好的品牌，同时还要注意查看是否有完整的说明书、合格证、保修单、商标等，不要重价格轻质量（包括产品质量和服务质量），只有这样才能买到称心如意的太阳能热水器。 三、使用过程中注意保养和清洁 太阳能热水器置于楼顶，风吹、日晒、雨淋，其正常工作除与安装质量相关外， 还与长期经受自然气候、使用频率密不可分，如果忽视了它的质量和定期的维护保养，一些不良因素会造成水源污染，能够对用户的健康埋下隐患。哪些因素会造成太阳能热水器供水污染？ 水箱由于太阳能热水器的水源是经过储水箱的储存，经热能转换后成为热水又供给用户，所以热水器的内外质量是影响使用卫生的关健。太阳能热水器水箱有采用铝、铝合金、不锈钢、石英玻璃等材料制成，不锈钢优于其他铝材、角铁、彩钢等
一 太阳能热水器工作原理
一太阳能热水器工作原理 太阳能热水器便是太阳能成果应用中的一大产业，它为百姓提供环保、安全节能、卫生的新型热水器产品，太阳能热水器就是吸收太阳能的辐射热能，加 热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。 系统组成 ◆集热器： 系统中的集热元件。其功能相当于电热水器中的电热管。和电热水器、燃气暖水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射暖量，故而加暖时间只能在有太阳照射的白昼。 ◆保温水箱： 和电暖水器的保温水箱一样，是储存暖水的容器。因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的暖水储存起来。容积是每天晚上用热水量的总和。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。 ◆连接管道： 将热水从集热器输送到保温水箱、将心灰意冷水从保温水箱输送到集暖器的通道，使整套系统形成一个闭合的环路。设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。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。 环保作用 每平方米平板太阳能集热器平均每个正常日照日，可产生相当于2.5度电的暖量，每年可节约标准煤200公斤左右，可以减少700多公斤CO2的排放量。太阳能热水器的广泛运用，包括生活用热水，采热，空调,在省钱的同时必将极大地改善地球的污染状况。 二太阳能暖水器选购事项 -------------------------------------------------- ---------------------------- １、水箱的密闭性能良好，最好是采用自动氩弧焊或脉冲电阻焊加工的不锈钢水箱内胆耐晶间腐蚀强； ２、保温的材料及厚度最好采用聚氨酯整体发泡材料保温，并且要有一定的厚度、产品应采用50mm 以上； ３、真空管的品牌应选择质量和性能卓越的品牌，一次精心的选择，十五年不后悔； ４、真空管支数与水箱容积配比应合理以冬季天天能满足地享用热水为标准，春夏秋季一般都不成问题； ５、外型美观大方；
阳台壁挂式太阳能热水器安装施工方案
阳台壁挂式太阳能热水器安装 的设计要点 目录 目录 0
一、阳台壁挂式太阳能热水器简介 (2) 二、阳台壁挂式太阳能热水器安装的设计要点................................ 4 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 2.1阳台壁挂式太阳能热水器总体安装尺寸...................................... 4 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 2.2阳台尺寸定位 (7) 2.3预埋件结构及埋设 (8) 2.4支架安装设计要点 (9) 2.4.1预埋件在阳台内 (9) 2.4.2阳台外设挑出平台，预埋构件位于阳台外..............11 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 2.5保温水箱安装设计要点 (12) 2.5.1保温水箱安装在可承重墙上 (12) 2.5.2保温水箱后为轻质墙 (15) 2.5.3保温水箱后为玻璃或无墙体 (17) 2.6管路设计预留 (20) 2.7电路设计预留 (20) 2.8其他安装设计要点 (20) 三、设计总结 (21)
一、阳台壁挂式太阳能热水器简介 阳台壁挂式太阳能热水器的安装使用不受楼层限制，可实现高层 建筑利用太阳能生产热水的目的，符合国家及广大消费者越来越注重 建筑和产品环保节能的趋势。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 阳台壁挂式太阳能热水器的组成一般包括：保温水箱、功能箱、 循环管路、联箱、尾托、集热器、安装支架、控制面板等（如图（ 1）所示）。保温水箱有两根加热棒，自带电加热功能。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 阳台壁挂式太阳能热水器的集热器同保温水箱分开布置。其中， 集热器安装在室外吸收太阳光，保温水箱布置在室内储存加热后的热水。保温水箱同集热器分离，保温水箱内的水不同集热器内的介质接触，而是通过水箱内的换热器进行换热。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 阳台壁挂式太阳能热水器的组成示意： 图(1.1)
(整理)太阳能热水器的组成及工作原理.
太阳能热水器的组成及工作原理2.1 系统总体结构设计 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 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，打开热水阀门F3并将保持一段时间，若T3 制作简易的太阳能热水器 教学目标 科学概念 1、太阳能热水器是一种光热转换器，具有节能、环保、安全的优点 2、太阳能热水器的效能和所采用的材料、结构、运用的原理有关 3、产品的设计，不仅要考虑构造，还要考虑材料的选择、依据的科学原理以及如何方便、实用 过程与方法 1、能根据研究任务和要求进行有目的的设计 2、按一定的格式写出本小组的设计方案 3、在全班交流介绍方案的设计思路、原理 情感、态度、价值观 1、乐于合作、交流、反思和改进 2、体会到运用科学知识解决问题的乐趣 3、体会到任何一种科技产品的开发和设计，融合了多种知识和技术 4、认识到科技的发展能促使人们更好地利用自然资源和自然规律 教学准备 教师演示：有关太阳能热水器构造及工作原理的课件及图片 分组实验：制作简易太阳能热水器的材料（纸盒、泡沫塑料或棉花、能装水的塑料袋或饮料瓶、玻璃片或塑料薄膜、盒盖、黑色纸、镜子或锡箔纸等） 教学重、难点 设计太阳能热水器 课时安排 1课时 教学过程 一、导语 开学过后，天气慢慢变凉了，大家发现我们周围有什么变化吗？ 大家真是生活的有心人，大家有没有发现人们衣服的颜色有什么变化？ 二、认识构造、工作、原理。 1、收集信息，交流信息， 太阳能热水器是我们最熟悉的，家里都有，你能讲讲自己家里的太阳能吗？ 多数太阳能热水器构造是这样的 2、那么太阳能热水器是如何工作的呢？ 工作过程大致是这样的：通过集热管吸收太阳能给冷水加热，然后把热水送到保温箱保持一定的温度，当我们需要热水时，通过控制系统放热水，并补充 一定量的冷水到集热器进行加热。 3、光越多，热也越多，我们一起研究一下，太阳能热水器的哪些部件是 用来增强吸热的呢？ 我们来概括一下工作原理 利用集热器吸收太阳能量，将光能转化成热能，并通过储水箱将热水储存。 除了吸热外，水箱的保温作用必须十分明显。太阳能热水器采取了哪些保温 措施呢？老师给大家简单介绍一下 集热管用双层玻璃构成，两层之间为真空，防止和减少管内外的热对流。保温水箱采用双层不锈钢板构成，中间是聚氨酯整体发泡的保温体，能有效地保持 水温。 三、提出问题，制定计划 现在我们来研究一种与刚才同学们介绍的家用太阳能热水器不同的“简易太阳能热水器”。每一位同学都来担任小设计师，自己设计、制作简易太阳能热水器。 1、你认为什么是“简易”的太阳能热水器? 2、简易的太阳能热水器应该包括哪些部分呢？可以用什么材料做呢？ 3、我们来看一看书中小朋友们的设计 4、分组讨论，制定计划，教师发放，学生填写表格。 5、全班交流 四、作业 制作太阳能热水器 五、施工方案 坚持质量第一，确保安全施工，在施工准备阶段我们根据合同、施工工期、进度安排，成立与之适用的安装组织机构，配备工程所需技术力量及施工力量，组织施工人员熟悉工程施工图各项资料，组织培训工程施工中的新技术，新的施工方法、新工艺，组织施工人员熟悉技术关键点，教育职工在施工中认真负责，精心施工，创造一流的设备、一流的设计、一流的安装。严格执行基本程序，使系统能够可靠运行。 5.1施工程序 本公司根据工程的实际情况要求制定了科学合理的施工程序：编报材料、设备计划→材料、设备到场检验→集热器支架基础、水箱基础制作→支架焊接及防腐→集热联箱安装管→管路连接及水泵安装→真空管插装→控制系统安装→系统试水→管路保温→系统调试、试运行 在执行该程序施工过程中，施工方法的选择很重要。首先必须严格按图施工，同时还必须以现场实际情况作为作业指导。对施工班组、人员进行科学合理的任务分配，详细的技术交底。层层落实责任，各班组严格控制施工质量和工程进度，上道工序没达到要求的情况下不得进行下道工序的施工。 5.2施工方法 5.2.1施工工艺技术要求 严格按图纸施工，在保证系统功能的前提下，提高工艺标准要求，确保施工质量。 5.2.1.1集热系统定位 1、在确定系统安装位置时，应征得招标方业主同意，按图施工，并使用指南针来确定方位。 2、集热系统的满载负荷加上风载、雪载后产生的单位负荷，应低于建筑结构的承载要求，大批量安装时，应请建筑结构专业人员复核基础荷载。 3、对拟安装现场周围已安装有热水系统的情况，要尽量使新、旧系统协调一致，不能影响建筑的观瞻效果。 4、应防止系统的反射光照射到其它建筑物内，以免引起光污染。 5、为了减少管路热损及降低安装材料成本，系统定位应使管线尽可能短。 6、系统的定位应尽量避开树木和建筑物的遮挡。 5.2.1.2集热系统基础制作 集热器模块支架基础Φ300混凝土浇注加设预埋件，栽插安装在地面上，根据安装位置均匀排列，使系统荷载分布均匀。基础的总高度H可根据现场平整度而定，可高可低，但最低不小于500mm，基础墩上平面标高高出地平面200mm，养护按混凝土一般规定执行。 混凝土基础墩制作，我公司委托专业商品混凝土搅拌站，根据我公司的提供的图纸尺寸及预埋建要求在具有冬季施工条件的室内预先制作好，养护期满后再运输到现场安装。 5.2.1.3太阳集热器组装 1、技术要求 ① 集热器摆放位置应符合设计要求，并与集热器支架牢靠固定，防止滑脱。 ② 集热器与集热器之间的连接应按照厂家规定的连接方法连接，密封可靠、无泄露、无扭曲变形。 ③ 集热器之间的连接件，应便于拆卸和更换。 ④ 集热器连接完毕应进行检漏试验，检漏试验应符合设计与《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》的相关规定。 ⑤ 集热器之间连接管的保温应在检漏合格后进行。保温应符合GB50185《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》的要求。 2、集热器之间的连接 ① 无论任何型号的集热模块的相互连接，应按设计方案的连接方式连接。制作简易的太阳能热水器
太阳能热水器施工方法(通用)