3521 太陽(yáng)能熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3521 太陽(yáng)能熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),太陽(yáng)能熱水器,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .—1—塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告課題名稱 太陽(yáng)能熱水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 金海鴿 學(xué) 號(hào) 3021207215 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-2 指導(dǎo)教師 李宜峰 起止時(shí)間 2011/12/1 至 2012/5/30 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制.—1—填 表 說(shuō) 明一、學(xué)生撰寫(xiě)《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)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(jìn)度計(jì)劃；7、主要參考文獻(xiàn)（不少于 7 篇）。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫(xiě)完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫(xiě)體，字?jǐn)?shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫(xiě)，頁(yè)面不 夠可自行添加 A4 紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開(kāi)題報(bào)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(yáng)能熱水器的來(lái)源及研究的目的和意義進(jìn)入21世紀(jì)，隨著石油、煤、天然氣等這些不可再生自然能源價(jià)格的上漲，能源危機(jī)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(wèn)題。在本次設(shè)計(jì)中我將從我國(guó)目前面臨的能源現(xiàn)狀出發(fā)，分析太陽(yáng)能的基本特性的基礎(chǔ)上，對(duì)目前收集太陽(yáng)能最成功的裝置太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。太陽(yáng)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(yáng)能集熱器。未來(lái)的太陽(yáng)能熱利用發(fā)展趨勢(shì)是太陽(yáng)能與建筑結(jié)合，太陽(yáng)能平板集熱器是與建筑結(jié)合最佳方式的太陽(yáng)集熱器。但我國(guó)幅員遼闊，各地日照時(shí)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(yáng)能熱水器雖然在國(guó)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(jì)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(jìn)方案，二是提出集熱器日照角度變換的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案，三是提出在熱水器自動(dòng)控制方面的改進(jìn)方案。2 太陽(yáng)能熱水器在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析（1）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析當(dāng)前我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的全玻璃真空管太陽(yáng)能熱水器在世界上處于領(lǐng)先平，并出口到日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到 1998 年底，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)廠有 1000 多家，年產(chǎn)量在250 萬(wàn)平方米以上，年產(chǎn)值 35 億元，從業(yè)人員 1.5 萬(wàn)人，用戶達(dá) 3000 多萬(wàn)人，年產(chǎn)量及擁有量均居世界首位，成為我國(guó)節(jié)能領(lǐng)域的新興產(chǎn)業(yè)，已引起國(guó)際能源界的關(guān)注，發(fā)展勢(shì)頭很好。進(jìn)入90 年代，中國(guó)在改革開(kāi)放政策指引下，隨著太陽(yáng)能熱水器的不斷改進(jìn)、大眾文明意識(shí)的提高、人民生活水平的不斷提高以及對(duì)生活熱水需求的日益增長(zhǎng)和擁有 9 億人口的農(nóng)村潛在，市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)，更是促進(jìn)了太陽(yáng)熱水工業(yè)的迅速發(fā)展，太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用同時(shí)也得到了一個(gè)大規(guī)模進(jìn)展，并且形成了與空調(diào)、彩電、冰箱等一樣的大規(guī)模市場(chǎng)。太陽(yáng)能熱水器是利用集熱器吸收太陽(yáng)光，將光能轉(zhuǎn)化成熱能，并通過(guò)儲(chǔ)水箱將熱水儲(chǔ)存的裝置。目前，技術(shù)水平最高的太陽(yáng)能熱水器是真空集熱管太陽(yáng)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(yáng)光。真空管里的水，吸收熱量后，通過(guò)溫差循環(huán)，加熱儲(chǔ)箱內(nèi)的水。太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)采取以太陽(yáng)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(lái)自太陽(yáng)能，只需 10%的電能作補(bǔ)充，365 天全天候可以供應(yīng)熱水。太陽(yáng)能熱水器可在全國(guó)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(shí)，由于其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。不用煤油電而用太陽(yáng)能熱水器洗浴的城鄉(xiāng)居民全國(guó)有3000 多萬(wàn)，年節(jié)約能源 200 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。太陽(yáng)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(zhǔn)備推廣，太陽(yáng)熱水系統(tǒng)將與被動(dòng)太陽(yáng)采暖、光伏器件一起成為 21 世楊太陽(yáng)能建筑結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分。太陽(yáng)熱水要擴(kuò)展到為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。太陽(yáng)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(shí)，由于受自身?xiàng)l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(yáng)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(lái)眾多不便，同時(shí)也造成了對(duì)太陽(yáng)能的利用效率低下，太陽(yáng)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(yáng)能熱水器的長(zhǎng)期發(fā)展。我國(guó)的太陽(yáng)能熱水器發(fā)展趨勢(shì)十幾年來(lái) ，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器行業(yè)從無(wú)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(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。今后，我國(guó)太陽(yáng)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(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做個(gè)介紹。.—1—（2）國(guó)外研究現(xiàn)狀分析在世界范圍內(nèi),太陽(yáng)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(chǎng)和燃?xì)鉄崴魇袌?chǎng)。國(guó)外的太陽(yáng)能熱水器發(fā)展很早,但 80 年代的石油降價(jià),加之取消對(duì)新能源減免稅優(yōu)惠的政策導(dǎo)向,使工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家太陽(yáng)能熱水器總銷售量徘徊在幾十萬(wàn)平方米。世界環(huán)境發(fā)展大會(huì)之后,許多國(guó)家又開(kāi)始重視太陽(yáng)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(guó)加州首府薩克門托市的計(jì)劃,到 2000 年太陽(yáng)能熱水器將取代該州 47000 套家用電熱水器;到 2000 年日本太陽(yáng)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(yáng)能熱水器。目前,我國(guó)是世界上太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國(guó)家。1992 年銷售量為 50 萬(wàn) m2 ,為世界其他各國(guó)銷售量之和;1995 年銷售量翻番,達(dá) 100 萬(wàn) m2 。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),1997 年我國(guó)太陽(yáng)能熱水器銷售量 300 萬(wàn) m2 ,目前, 我國(guó)從事太陽(yáng)能熱水器研制、生產(chǎn)、銷售和安裝的企業(yè)達(dá)到 1000 余家,年產(chǎn)值 20 億元,從業(yè)人數(shù) 115 萬(wàn)人。但從房屋的熱水器安裝率來(lái)說(shuō),以色列已達(dá) 80% ,日本為 11% ,臺(tái)灣達(dá) 217 %,我國(guó)在千分之幾左右,其太陽(yáng)能熱水器的推廣應(yīng)用潛力仍很大。國(guó)際上,太陽(yáng)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(guó)和以色列批量生產(chǎn)。隨著世界范圍內(nèi)的環(huán)境意識(shí)和節(jié)能意識(shí)的普遍提高,太陽(yáng)能熱水器必將逐步替代電熱水器和燃?xì)鉄崴鳌ｋm然太陽(yáng)能熱水器目前仍存在市場(chǎng)價(jià)格高、受季節(jié)和天氣影響的不利因素,但太陽(yáng)能熱水器具有不耗能、安全性、無(wú)污染性等優(yōu)勢(shì),而且隨著技術(shù)的發(fā)展其經(jīng)濟(jì)性也逐漸顯露出來(lái)。有關(guān)專家對(duì)三種熱水器的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較結(jié)果表明，太陽(yáng)能熱水器在經(jīng)濟(jì)上已具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。3任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期的可行性分析任務(wù)要求：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)行歸納整理 ，并進(jìn)行總結(jié)，從而梳理思路，進(jìn)行收割機(jī)的設(shè)計(jì)可行性分析：預(yù)計(jì)在一周時(shí)間時(shí)間左右對(duì)已經(jīng)查閱的相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納總結(jié)，整理，建立設(shè)計(jì)思路，擬定總過(guò)程的總體法案；然后就進(jìn)行設(shè)計(jì)方面，大概在一月之內(nèi)，實(shí)施具體設(shè)計(jì)（畫(huà)出總裝圖零件圖等）；然后根據(jù)具體要求撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，需10 天左右，最后需要幾天時(shí)間做最后的整理，準(zhǔn)備答辯，4 研究的，關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路成功設(shè)計(jì)出小型太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)機(jī)械部分應(yīng)有以下幾個(gè)任務(wù)要求：（1）采用齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)為電機(jī)；.—1—（2）選擇合適的傳動(dòng)裝置，來(lái)達(dá)到小型太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。（3）本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路本課題重點(diǎn)研究的是怎樣設(shè)計(jì)小型太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)的機(jī)械部分，采用適合的傳感器以及傳動(dòng)裝置來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)的目標(biāo)。（1）根據(jù)小型太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)需要旋轉(zhuǎn)和升降的要求和自動(dòng)化程度來(lái)選擇適合的動(dòng)力源；（2）確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；（3）根據(jù)小型太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)的大小，通過(guò)手里要求計(jì)算出機(jī)構(gòu)中各個(gè)零件尺寸的大小、型號(hào)等并畫(huà)出裝配圖；（4）對(duì)受力部件，零件尺寸進(jìn)行校核計(jì)算。。5 所必須的工作條件相關(guān)文獻(xiàn) 計(jì)算器6 工作方案及工作進(jìn)度第一周~第三周 查找文獻(xiàn)資料，并完成開(kāi)題報(bào)告第四周~第五周 對(duì)查閱的文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納整理，設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水器的總體方案第六周~第九周 對(duì)太陽(yáng)能熱水器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)第十周~第十二周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明第十三周~第十四周 整理資料準(zhǔn)備答辯參考文獻(xiàn)[1] 畢文峰,王侃宏,喬華,崔堅(jiān). 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(yáng)能熱泵的真空管集熱器的研究. 制冷學(xué)報(bào), 1990,(02) [3] 郁道光 , 宋可生 , 焦小浣. 真空管平板集熱器最小陽(yáng)光入射角的一種證明及光學(xué)性能分析.太陽(yáng)能學(xué)報(bào),1991,(01) [4] 申銀俊,劉秀文.真空玻璃管集熱器及其優(yōu)點(diǎn)[J].稀有金屬材料與工程,1986,(01) [5] 劉鑒民. 太陽(yáng)能集熱器性能的粗略估算. 太陽(yáng)能,1983,(03) [6] 方鐸榮, 李元哲. 平板集熱器最佳化設(shè)計(jì)的一種方法—成本/效率法.太陽(yáng)能學(xué),1984,(01) [7] 葉小華. 3.56XCPC—平板集熱器組合式太陽(yáng)能開(kāi)水器的設(shè)計(jì)研究[J].能源研究與信息,1986,(01)[8] 呂錫民.國(guó)內(nèi)太陽(yáng)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(yáng)能熱水器技術(shù)中應(yīng)重視的問(wèn)題. 農(nóng)村能源,2001,(01) [10] 曾廣強(qiáng). 太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì),1994,(06) [11] 略談目前我國(guó)太陽(yáng)能熱水器行業(yè)現(xiàn)狀. 家電科技,2004,(Z1).—1—[12] 郭景. 太陽(yáng)能熱水器與建筑有機(jī)結(jié)合的 4 個(gè)建議.現(xiàn)代家電,2003,(07)[13] 孫桓.機(jī)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(jiàn)指導(dǎo)教師簽名 年 月 日