3521 太陽能熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計

3521 太陽能熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計,太陽能熱水器,結(jié)構(gòu)設(shè)計 .—1—塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告課題名稱 太陽能熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計 學(xué)生姓名 金海鴿 學(xué) 號 3021207215 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-2 指導(dǎo)教師 李宜峰 起止時間 2011/12/1 至 2012/5/30 機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制.—1—填 表 說 明一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析；4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進度計劃；7、主要參考文獻（不少于 7 篇）。二、本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不 夠可自行添加 A4 紙張。四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。.—1—1 太陽能熱水器的來源及研究的目的和意義進入21世紀，隨著石油、煤、天然氣等這些不可再生自然能源價格的上漲，能源危機再次引起了人們的注意，如何很好的節(jié)約和利用能源，特別是可持續(xù)性能源，一直是人類所面臨的問題。在本次設(shè)計中我將從我國目前面臨的能源現(xiàn)狀出發(fā)，分析太陽能的基本特性的基礎(chǔ)上，對目前收集太陽能最成功的裝置太陽能熱水器進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。太陽能熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的核心是采用高品質(zhì)、高轉(zhuǎn)換率的太陽能集熱器。未來的太陽能熱利用發(fā)展趨勢是太陽能與建筑結(jié)合，太陽能平板集熱器是與建筑結(jié)合最佳方式的太陽集熱器。但我國幅員遼闊，各地日照時間，日照角度等參數(shù)各不相同，因此可根據(jù)環(huán)境需要做成靈活多變的結(jié)構(gòu)形式和形體尺寸。太陽能熱水器雖然在國內(nèi)用的比較多，但是在結(jié)構(gòu)方面有不少的不足之處，不能盡可能滿足用戶的使用，本次設(shè)計旨在提出一些可以優(yōu)化的方面。一是提出集熱器旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)改進方案，二是提出集熱器日照角度變換的結(jié)構(gòu)改進方案，三是提出在熱水器自動控制方面的改進方案。2 太陽能熱水器在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析（1）國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析當(dāng)前我國自主開發(fā)的全玻璃真空管太陽能熱水器在世界上處于領(lǐng)先平，并出口到日本、美國等發(fā)達國家。據(jù)統(tǒng)計，截止到 1998 年底，我國太陽能熱水器生產(chǎn)廠有 1000 多家，年產(chǎn)量在250 萬平方米以上，年產(chǎn)值 35 億元，從業(yè)人員 1.5 萬人，用戶達 3000 多萬人，年產(chǎn)量及擁有量均居世界首位，成為我國節(jié)能領(lǐng)域的新興產(chǎn)業(yè)，已引起國際能源界的關(guān)注，發(fā)展勢頭很好。進入90 年代，中國在改革開放政策指引下，隨著太陽能熱水器的不斷改進、大眾文明意識的提高、人民生活水平的不斷提高以及對生活熱水需求的日益增長和擁有 9 億人口的農(nóng)村潛在，市場的開發(fā)，更是促進了太陽熱水工業(yè)的迅速發(fā)展，太陽能熱水器應(yīng)用同時也得到了一個大規(guī)模進展，并且形成了與空調(diào)、彩電、冰箱等一樣的大規(guī)模市場。太陽能熱水器是利用集熱器吸收太陽光，將光能轉(zhuǎn)化成熱能，并通過儲水箱將熱水儲存的裝置。目前，技術(shù)水平最高的太陽能熱水器是真空集熱管太陽能熱水器。真空集熱管的內(nèi)、外管之間是真空夾層，確保冬季管內(nèi)不結(jié)冰，能夠正常使用，內(nèi)管上有一層選擇性吸收鍍膜，膜層能充分吸收太陽光。真空管里的水，吸收熱量后，通過溫差循環(huán)，加熱儲箱內(nèi)的水。太陽能中央熱水系統(tǒng)采取以太陽能為主，電能為輔的能源利用方式。一般情況下全年 90%的熱水來自太陽能，只需 10%的電能作補充，365 天全天候可以供應(yīng)熱水。太陽能熱水器可在全國大部分地區(qū)使用，并被廣泛應(yīng)用于家庭，在賓館沐浴、工業(yè)用水等方面獲得利用。同時，由于其經(jīng)濟和社會效益顯著。不用煤油電而用太陽能熱水器洗浴的城鄉(xiāng)居民全國有3000 多萬，年節(jié)約能源 200 萬噸標準煤。太陽熱水不但為廣大城鄉(xiāng)用戶所接受，而且建設(shè)部已將它列入建筑節(jié)能新技術(shù)，準備推廣，太陽熱水系統(tǒng)將與被動太陽采暖、光伏器件一起成為 21 世楊太陽能建筑結(jié)構(gòu)的一個組成部分。太陽熱水要擴展到為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。太陽能產(chǎn)品本身還存在著使用不方便、不配套、質(zhì)量檔次不高的狀況。同時，由于受自身條件的限制，隨著春夏秋冬四季的變化，以及不同季節(jié)不同天氣的變化，由于真空集熱管太陽能熱水器的單一性能，出水溫度和熱水存量的不確定性給使用中帶來眾多不便，同時也造成了對太陽能的利用效率低下，太陽能熱水器也就在一定程度上滿足不了不同用戶的不同需要，從而影響了太陽能熱水器的長期發(fā)展。我國的太陽能熱水器發(fā)展趨勢十幾年來 ，我國太陽能熱水器行業(yè)從無到有，由小變大，發(fā)展非常迅速，但其普及率仍然很低，產(chǎn)品的品種、功能和質(zhì)量也都遠遠不能滿足需要。今后，我國太陽能熱水器將怎樣發(fā)展，這里僅從產(chǎn)品和技術(shù)的角度，對其發(fā)展趨勢做個介紹。.—1—（2）國外研究現(xiàn)狀分析在世界范圍內(nèi),太陽能熱水器技術(shù)已很成熟,并已形成行業(yè),正在以優(yōu)良的性能不斷地沖擊電熱水器市場和燃氣熱水器市場。國外的太陽能熱水器發(fā)展很早,但 80 年代的石油降價,加之取消對新能源減免稅優(yōu)惠的政策導(dǎo)向,使工業(yè)發(fā)達國家太陽能熱水器總銷售量徘徊在幾十萬平方米。世界環(huán)境發(fā)展大會之后,許多國家又開始重視太陽能熱水器在節(jié)約常規(guī)能源和減少排放二氧化碳方面的潛力,僅據(jù)美國加州首府薩克門托市的計劃,到 2000 年太陽能熱水器將取代該州 47000 套家用電熱水器;到 2000 年日本太陽能熱水器的擁有量將翻一番;以色列更是明文規(guī)定,所有新建房屋必須配備太陽能熱水器。目前,我國是世界上太陽能熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國家。1992 年銷售量為 50 萬 m2 ,為世界其他各國銷售量之和;1995 年銷售量翻番,達 100 萬 m2 。據(jù)初步統(tǒng)計,1997 年我國太陽能熱水器銷售量 300 萬 m2 ,目前, 我國從事太陽能熱水器研制、生產(chǎn)、銷售和安裝的企業(yè)達到 1000 余家,年產(chǎn)值 20 億元,從業(yè)人數(shù) 115 萬人。但從房屋的熱水器安裝率來說,以色列已達 80% ,日本為 11% ,臺灣達 217 %,我國在千分之幾左右,其太陽能熱水器的推廣應(yīng)用潛力仍很大。國際上,太陽能熱水器產(chǎn)品經(jīng)歷了悶曬式、平板式、全玻璃真空管式的發(fā)展,目前其產(chǎn)品的發(fā)展方向仍注重提高集熱器的效率,如將透明隔熱材料應(yīng)用于集熱器的蓋板與吸熱間的隔層,以減少熱量損失;聚脂薄膜的透明蜂窩已在德國和以色列批量生產(chǎn)。隨著世界范圍內(nèi)的環(huán)境意識和節(jié)能意識的普遍提高,太陽能熱水器必將逐步替代電熱水器和燃氣熱水器。雖然太陽能熱水器目前仍存在市場價格高、受季節(jié)和天氣影響的不利因素,但太陽能熱水器具有不耗能、安全性、無污染性等優(yōu)勢,而且隨著技術(shù)的發(fā)展其經(jīng)濟性也逐漸顯露出來。有關(guān)專家對三種熱水器的經(jīng)濟指標比較結(jié)果表明，太陽能熱水器在經(jīng)濟上已具有較強的競爭力。3任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期的可行性分析任務(wù)要求：查閱相關(guān)文獻，進行歸納整理 ，并進行總結(jié)，從而梳理思路，進行收割機的設(shè)計可行性分析：預(yù)計在一周時間時間左右對已經(jīng)查閱的相關(guān)文獻資料進行歸納總結(jié)，整理，建立設(shè)計思路，擬定總過程的總體法案；然后就進行設(shè)計方面，大概在一月之內(nèi)，實施具體設(shè)計（畫出總裝圖零件圖等）；然后根據(jù)具體要求撰寫設(shè)計說明書，需10 天左右，最后需要幾天時間做最后的整理，準備答辯，4 研究的，關(guān)鍵的問題及解決的思路成功設(shè)計出小型太陽能結(jié)構(gòu)機械部分應(yīng)有以下幾個任務(wù)要求：（1）采用齒輪傳動，驅(qū)動為電機；.—1—（2）選擇合適的傳動裝置，來達到小型太陽能結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標。（3）本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路本課題重點研究的是怎樣設(shè)計小型太陽能結(jié)構(gòu)的機械部分，采用適合的傳感器以及傳動裝置來達到設(shè)計任務(wù)的目標。（1）根據(jù)小型太陽能結(jié)構(gòu)需要旋轉(zhuǎn)和升降的要求和自動化程度來選擇適合的動力源；（2）確定傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)；（3）根據(jù)小型太陽能結(jié)構(gòu)的大小，通過手里要求計算出機構(gòu)中各個零件尺寸的大小、型號等并畫出裝配圖；（4）對受力部件，零件尺寸進行校核計算。。5 所必須的工作條件相關(guān)文獻 計算器6 工作方案及工作進度第一周~第三周 查找文獻資料，并完成開題報告第四周~第五周 對查閱的文獻資料進行歸納整理，設(shè)計太陽能熱水器的總體方案第六周~第九周 對太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)進行具體的設(shè)計第十周~第十二周 撰寫設(shè)計說明第十三周~第十四周 整理資料準備答辯參考文獻[1] 畢文峰,王侃宏,喬華,崔堅. 平板集熱器冬季工況集熱性能分析.煤礦現(xiàn)代化, 2005,(01) [2] 周子成,田軍.用于太陽能熱泵的真空管集熱器的研究. 制冷學(xué)報, 1990,(02) [3] 郁道光 , 宋可生 , 焦小浣. 真空管平板集熱器最小陽光入射角的一種證明及光學(xué)性能分析.太陽能學(xué)報,1991,(01) [4] 申銀俊,劉秀文.真空玻璃管集熱器及其優(yōu)點[J].稀有金屬材料與工程,1986,(01) [5] 劉鑒民. 太陽能集熱器性能的粗略估算. 太陽能,1983,(03) [6] 方鐸榮, 李元哲. 平板集熱器最佳化設(shè)計的一種方法—成本/效率法.太陽能學(xué),1984,(01) [7] 葉小華. 3.56XCPC—平板集熱器組合式太陽能開水器的設(shè)計研究[J].能源研究與信息,1986,(01)[8] 呂錫民.國內(nèi)太陽能熱水器使用狀況調(diào)查分析.能源季刊,1997 ,27 (3):105～117[9] 才立煒. 推廣太陽能熱水器技術(shù)中應(yīng)重視的問題. 農(nóng)村能源,2001,(01) [10] 曾廣強. 太陽能熱水器的應(yīng)用. 工程建設(shè)與設(shè)計,1994,(06) [11] 略談目前我國太陽能熱水器行業(yè)現(xiàn)狀. 家電科技,2004,(Z1).—1—[12] 郭景. 太陽能熱水器與建筑有機結(jié)合的 4 個建議.現(xiàn)代家電,2003,(07)[13] 孫桓.機械原理（第 7 版）.高等教育出版社,2006.學(xué)生簽名 金海鴿 2012 年 12 月 20 日指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日