隨著資源和環(huán)境問題的不斷加重,以清潔且永不枯竭的太陽能為能源的太陽能熱水器得到了很大的發(fā)展。然而,在工程實踐過程中,太陽能熱水器的核心部件集熱管裸露而缺乏必要的保護(hù)、熱水器出水溫度波動較大且無法實現(xiàn)即開即熱、水資源浪費等問題正在逐步呈現(xiàn)。 本文圍繞著安全用水、恒溫用水、節(jié)約用水的三大設(shè)計目標(biāo),開發(fā)了一套太陽能熱水器智能控制系統(tǒng)。 首先,本文設(shè)計了一套太陽能熱水器集熱管智能保護(hù)裝置。該保護(hù)裝置使用一個特別設(shè)計的半圓形保護(hù)罩對集熱管進(jìn)行保護(hù),保護(hù)罩套裝于集熱管外部且能繞其旋轉(zhuǎn),半圓部分內(nèi)表面涂覆反光涂層。正常集熱時,保護(hù)罩的半圓表面旋轉(zhuǎn)至集熱管下方時,反光涂層能增強(qiáng)集熱管的集熱效率；夜間、陰雨天及水溫已經(jīng)達(dá)到規(guī)定限額時,保護(hù)罩的半圓表面旋轉(zhuǎn)至集熱管上方時,遮擋太陽光對集熱管的照射以防止水溫過度升高,并防止沙塵、冰雹等對集熱管的擊打造成破損。其智能控制系統(tǒng)主要包括：1)自動控制部分,以溫度傳感器、光線傳感器為敏感器件實現(xiàn)水溫超限保護(hù)和夜間或陰雨天的低光照自動保護(hù)；2)手動控制部分,提供用戶一定的人工控制手段,可在家中長期無人狀態(tài)下手動設(shè)置熱水器進(jìn)入持續(xù)保護(hù)狀態(tài),防止集熱管空曬爆管... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 前言
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 能源消費現(xiàn)狀
        1.1.2 太陽能利用現(xiàn)狀
    1.2 國內(nèi)外太陽能熱水器發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外太陽能熱水器發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)太陽能熱水器發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 研究的主要內(nèi)容及意義
    1.4 本文完成的研究工作
    1.5 本章小結(jié)
第二章 太陽能熱水器集熱管智能保護(hù)裝置的設(shè)計
    2.1 真空管保護(hù)裝置技術(shù)現(xiàn)狀
        2.1.1 真空管集熱管的結(jié)構(gòu)介紹
        2.1.2 真空管集熱管智能保護(hù)裝置的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    2.2 保護(hù)裝置的設(shè)計參考及基本要求
    2.3 保護(hù)罩機(jī)械設(shè)計
        2.3.1 保護(hù)罩外形
        2.3.2 保護(hù)罩材料選擇
        2.3.3 除塵刷
        2.3.4 保護(hù)罩上下支承
        2.3.5 保護(hù)罩180°旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)
    2.4 保護(hù)裝置的傳動方案設(shè)計
        2.4.1 傳動形式的確定
        2.4.2 傳動軸的定位
    2.5 保護(hù)裝置的控制方案設(shè)計
        2.5.1 保護(hù)裝置控制系統(tǒng)框圖與功能
        2.5.2 主控單元設(shè)計
        2.5.3 電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計
        2.5.4 限位開關(guān)控制
        2.5.5 手動控制路
        2.5.6 自動控制路
        2.5.7 保護(hù)狀態(tài)顯示
    2.6 保護(hù)裝置的最終效果
    2.7 本章小結(jié)
第三章 太陽能熱水器恒溫混水裝置的設(shè)計
    3.1 太陽能熱水器恒溫混水技術(shù)的現(xiàn)狀
        3.1.1 “恒溫混水”的重要性及趨勢性
        3.1.2 “恒溫混水”技術(shù)現(xiàn)狀
    3.2 恒溫混水裝置總體方案設(shè)計
        3.2.1 混水方案討論
        3.2.2 最終控制方案
    3.3 恒溫混水裝置電氣系統(tǒng)設(shè)計
        3.3.1 電氣系統(tǒng)總體設(shè)計
        3.3.2 主控單元
        3.3.3 溫度采集模塊
        3.3.4 顯示模塊
        3.3.5 通訊模塊
        3.3.6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動及細(xì)分模塊
    3.4 步進(jìn)電機(jī)選型
    3.5 步進(jìn)電機(jī)控制算法的研究
    3.6 溫度控制算法的研究
    3.7 實驗結(jié)果與仿真
    3.8 本章小結(jié)
第四章 太陽能熱水器即熱出水節(jié)水裝置的設(shè)計
    4.1 太陽能熱水器“即開即熱”技術(shù)現(xiàn)狀
        4.1.1 “加循環(huán)水泵”法
        4.1.2 排空法
        4.1.3 “室內(nèi)機(jī)輔助電加熱”法
    4.2 即熱出水節(jié)水裝置總體方案設(shè)計
    4.3 即熱出水節(jié)水裝置機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計
        4.3.1 管道中液流的特性
        4.3.2 循環(huán)水泵的選擇
        4.3.3 總體機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計
    4.4 即熱出水節(jié)水裝置電氣系統(tǒng)設(shè)計
        4.4.1 電氣系統(tǒng)總體設(shè)計
        4.4.2 主控單元
        4.4.3 溫度采集模塊
        4.4.4 通訊模塊
        4.4.5 時鐘模塊
        4.4.6 水泵控制模塊
        4.4.7 人機(jī)接口模塊
    4.5 本章小結(jié)
第五章 太陽能智能控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 軟件開發(fā)平臺
    5.2 系統(tǒng)軟件模塊劃分及主要軟件介紹
        5.2.1 軟件模塊劃分
        5.2.2 系統(tǒng)主程序設(shè)計
        5.2.3 溫度采集模塊程序設(shè)計
    5.3 保護(hù)裝置電機(jī)控制模塊
        5.3.1 保護(hù)裝置電機(jī)控制模塊子程序
        5.3.2 保護(hù)裝置開閉子程序
    5.4 步進(jìn)電機(jī)控制模塊
    5.5 水泵控制模塊
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 太陽能熱水器集熱器智能保護(hù)裝置整體安裝圖
附錄B 太陽能熱水器集熱管智能保護(hù)裝置主動輪裝配圖
附錄C 系統(tǒng)電氣連接圖
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3685371