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，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 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。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，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。