太阳能热水系统合同能源管理
项目建议书
山东小鸭新能源科技有限公司
第一节合同能源管理基本概念
一、合同能源管理（EPC）
伴随着人类生产力的高度发展，能源消耗的日益增加，由此带来的地区环境和全球环境急剧变化，其中，由温室效应引起的全球气候变暖成为国际社会关注的热点。温室气体的排放主要来源于人类大量的迅速增长的矿物能源——煤、石油、天然气的消耗。各国在发展经济的同时，如何节约和充分利用能源成为首先加以考虑的问题。作为学校来说，能源成本已经占到学校运行成本中相当大的比重，如何降低能耗费用，如何开源节流，也已成为各个学校积极探索的问题之一…上世纪70年代中期以来，一种基于市场的、全新的节能项目投资机制“合同能源管理”（EPC）在市场经济国家中逐步发展起来，而基于合同能源管理这种节能投资新机制运作的专业化的“节能服务公司”（在国外简称ESCO，在国内简称EMCo）的发展十分迅速，尤其是在美国、加拿大，EMCo 已发展成为新兴的节能产业。
合同能源管理机制的实质是一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。这种节能投资方式允许用户使用未来的节能收益为学校的设备升级，降低目前的运行成本，提高能源利用效率。
合同能源管理这种市场节能新机制的出现和基于合同能源管理机制运作的EMCo的繁荣发展，带动和促进了美国、加拿大等国家全社会节能项目的加速和普遍实施。
二、合同能源管理机制的运作模式
节能服务公司（EMCo）是一种基于合同能源管理机制运作的、以赢利为直接目的的专业化公司。EMCo与愿意进行节能改造的用户签订节能服务合同，为用户的节能项目进行投资或融资，向用户提供能源效率审计、节能项目设计、原材料和设备采购、施工、监测、培训、运行管理等一条龙服务，并通过与用户分享项目实施后产生的节能效益来赢利和滚动发展。
按照合同能源管理模式运作节能项目，在节能改造之后，客户学校原先单纯用于支付能源费用的资金，可同时支付新的能源费用和EMCo 的费用。合同期后，客户享有全部的节能效益，会产生正的现金流。
客户学校为什么要和节能服务公司共同按照合同能源管理模式实施节能项目呢？这可能会有很多原因，但通常是出于以下三个考虑：投资效益、运作
效益和转嫁风险效益。
从EMCo 的业务运作方式可以看出，EMCo 是市场经济下的节能服务商业化实体，在市场竞争中谋求生存和发展，与我国传统的节能项目运作模式有根本性的区别。与传统的节能项目运作模式相比，采用合同能源管理方式实施节能项目具有以下优点：通过把实施节能项目的风险和负担转嫁给EMCo ，帮助克服由于实施项目的可能风险所造成的学校对实施节能项目的保留态度；通过把节能项目开发的主要负担转嫁给EMCo ，帮助学校克服节能项目经济效益不明显、占用学校精力太多的担心和疑虑；EMCo 通过同类项目的开发和大量“复制”来提高其节能项目运作能力，降低节能项目的实施成本，并且节能项目的投
资出自节能项目本身产生的节能效益，从而减轻了学校实施节能项目的融资压力。
三、合同能源管理在我国推广前景
我国是世界上第二能源消费大国，同时也是能源效率低、能源浪费最严重的国家之一。典型案例研究和市场调查分析表明，大量技术上可行、经济上合理的节能项目，完全可以通过商业性的以盈利为目的的EMCo来实施。
过去，我国的节能工作主要是通过政府节能主管部门、各级节能服务机构和企业节能管理部门三位一体的能源管理机制运作。这一节能体系在原来的计划经济体制下，发挥了重要的作用并取得了显著的节能成就。但是，随着我国经济体制面向市场的转变，原有的节能管理体制和社会的节能机制，已不适应变化了的形势，也必须随之转变。另一方面，在新形势下，学校的自主权扩大，节能已由原来的国家投资转变为学校的自主行为，节能的阻力主要表现为节能投资的市场障碍。由于大多数节能项目的规模和经济效益在学校经营中并不占有重要地位，加上节能技术引入的成本及其投资风险，多数学校通常并不把节能放在主要地位，从而使大量的节能项目难以实施。
为进一步推动我国的节能工作，当前最为迫切的任务是引导和促进节能机制面向市场的过渡和转变，借鉴、学习和引进市场经济国家先进的节能投资新机制，以克服目前我国存在的上述种种节能投资障碍，加快我国为数众多的技术上可行、经济上合理的节能项目的普遍实施。从较成熟的市场经济国家的节能事业发展的经验来看，合同能源管理这种节能新机制比较适合我国的情况，我国已有的节能机构和潜在的投资者完全可以结合我国的实际情况对节能项目进行投资并从中获得盈利和发展
第二节学校实施合同能源管理的建议
学校相对来说也是一个能耗较多的单位，宿舍、食堂、教学楼等场所的照明、空调、采暖等，学校洗浴用生活热水等都有很大的潜力进行节能改造，降低能源消耗费用，以生活热水为例，除了用电、燃油、燃气等传统能源方式实现外，现在一些新的技术也能完全解决热水的供应问题，且能耗相对较低或采用可再生能源，如：太阳能热水系统、空气源热泵、地源热泵技术等。
尽管新的节能技术能够降低能耗费用，但由于实施节能改造需承担较大数额的资金，故对学校来说有较大的困难，但合同能源管理模式给学校和节能企业之间构建了一个桥梁，节能技术的投资不是由学校承担，而是由节能企业承担，由于节能措施而减少的能耗费用带来的收益由双方分享，这种模式使得学校方没有任何风险，是一种非常切实可行的管理模式，学校认同、理解并接纳这种模式，在本学校的重点能耗部分采用节能新技术，实现建设节约型学校的目标。
第三节学校30吨太阳能热水系统的应用分析
合同能源管理分析：
一、项目设计：
1、基本情况基础水温：15℃，用水温度45℃，场地情况理想，按设想的
方式布置。
定时用水每天30吨
太阳辐照资料
根据国家气象中心提供的气象辐照资料，借鉴济南市的多年平均值，水平面太阳总辐射月平均日辐照量情况如下：（MJ/㎡·d）
经测算朝向正南50°倾斜面上的太阳总辐射月平均日辐照量情况如下：（MJ/㎡·d）
2、系统设计指标：安装50组小鸭XYMK-∮58-50三高集热站，总集热面积为420㎡，在25°倾斜面上的年日均总辐照量为16.195 MJ/㎡的条件下，平均每天能产生温升35度的热水30吨。太阳能保证率为0.76。水箱、管道热损0.15，太阳能日总热效率为0.5。
辅助能源：采用电加热作为辅助能源。
3．系统运行原理及说明
系统运行原理图：
此图为系统原理示意图，不表示实际连接方式。
运行原理说明：
系统采用两个SPE水拼装箱作为集热循环水箱，定时提供热水。在天气晴好的情况下，SPE拼装水箱中的水利用太阳能加热，当阳光不足及
阴雨天气时，由辅助能源补充提供能量。
原理说明
1、自动补水：a定水位补水当B水箱的水位低于3水位且A水箱水温≤60度，
打开DCF1补水至B水箱水温≥50度或水箱水位达到4水位，
停止补水；b 温控补水当B水箱水温≥55度，且水箱水位低
于4水位，打开DCF2补水至4水位或水箱水温≤50度，停止
补水；c低水位补水当A水箱水温高于60度，且B水箱水位
低于2水位，强制补水至3水位停止。
2、温差循环：a 集热温差循环，当集热器温度高于储水箱温度达到设定值，循
环泵P1启动，当温差达到停止时设定值，停止循环；b 水箱间
循环当A水箱温度高于B水箱温度达到设定值，循环泵P2启
动，当温差达到停止时设定值，或B水箱温度达到50度时，
停止循环。
3、辅助加热：可设定B水箱定时电热，保证用水温度；A水箱可设定采用防
冻电热，防止水箱或集热器因冰冻而损坏。
4、防冻循环：冬季集热器和A水箱及两水箱间管路采用防冻循环，防止冻堵。
5、定时定温管道循环：防止管道内无效冷水的浪费，节约用水。
6、高温断续循环：防止高温炸管。
7、防干烧：当B水箱水位低于2水位，达到辅助加热启动条件，辅助加热不
启动。
管道增压：用水时，水流开关打开，增压泵启动，提供用水压力，提高洗浴效果。
4、用水方式：采用IC卡用水方式，淋浴器为单管供恒温热水，
系统结构图
中华人民共和国国家标准 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 Technical code for solar water heating system of civil buildings GB 50364-2005 主编部门：中华人民共和国建设部 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期： 2006 年 1 月 1 日 中华人民共和国建设部 公告 第 394 号 建设部关于发布国家标准 《住宅性能平定技术标准》的公告 建设部关于发布国家标准《民用建筑太阳能热水器系统应用技术规范》的公告 现批准《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》为国家标准，编号为 GB 50364-2005 ，自2006 年 1 月 1 日起实施。其中，第 3.0.4 、 3.0.5 、 4.3.2 、 4.4.13 、 5.3.3 、 5.3.8 、5.4.2 、 5.4.4 、 5.6.2 、 6.3.4 为强制性条文，必须严格执行。 本规范由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。 中华人民共和国建设部 2005 年 12 月 5 日 前言 根据建设部建标 [2003]104 号文和建标标函 [2005]25 号文的要求，规范编制组在深入调查研究，认真总结工程实践，参考有关国外先进标准，并广泛征求意见的基础上，编制了本规范。 本规范主要技术内容是： 1 总则； 2 术语； 3 基本规定； 4 太阳能热水系统设计； 5 规划和建筑设计； 6 太阳能热水系统安装； 7 太阳能热水系统验收。 本规范黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。 本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国建筑设计研究院负责具体技术内容的解释。 本规范在执行过程中如发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄送中国建筑设计研究院 ( 北京市西外车公庄大街 19号，邮政编码：100044；电话：88361155—112；传真：68302864 ；电子邮件： zhangsj@http://biz.doczj.com/doc/a3613313.html,) ，以供修订时参考。 本规范主编单位：中国建筑设计研究院 本规范参编单位：建设部科技发展促进中心建设部住宅产业化促进中心国家发展和改革委员会能源研究所北京市太阳能研究所北京清华阳光能源开发有限公司山东力诺瑞特新能源有限公司皇明太阳能集团有限公司昆明新元阳光科技有限公司昆明官房建筑设计有限公司北京北方赛尔太阳能工程技术有限公司北京九阳实业公司扬州市赛恩斯科技发展有限公司天津市津霸能源环保设备厂 ( 中美合资 )北京恩派太阳能科技有限公司江苏太阳雨太阳能有限公司北京天普太阳能工业有限公司江苏省华扬太阳能有限公司 本规范主要起草人：张树君于晓明何梓年李竹光袁莹杨西伟辛萍童悦仲娄乃琳李
太阳能热水系统控制及原理 一、智能型太阳能、热泵互补热水系统原理说明： 注：进水在集热器入口，集热循环水泵出口，集热水箱底部出水供用户使用。 太阳能供水系统原理说明 新能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成： 太阳能集热器：吸收太阳能，将光能转化为热能，使冷水在集热器内被加热； 保温水箱：储存热水，可保温3天，内胆为不锈钢，外包8厘米保温层，最外层是铝合金外壳； 热泵辅助加热系统：用于阴雨天辅助加热；
供热水管道：将经过增压泵加压后的热水引向各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。 晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55℃时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55℃，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55℃时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55℃的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70℃，当水温达到70℃时，就停止循环加热，限制水温不要超过70℃，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80℃）。 热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，我们将设定3个时间段检测保温水箱的水位。在上午10：30～11：30，如果保温水箱内热水水位还不到40%的位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50℃的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。
西安航空职业技术学院 毕业设计（论文） 论文题目：太阳能热水器控制器设计 所属学院：电子工程学院 指导老师：杨思俊职称：讲师 学生姓名：王游班级、学号: 15205109 专业：太阳能光热技术与应用 西安航空职业技术学院制 年月日 西安航空职业技术学院
毕业设计（论文）任务书 题目：太阳能热水器控制器设计 任务与要求： 时间： 2017 年 11 月20 日至 2018 年 1 月 20 日共 8 周所属学院：电子工程学院 学生姓名：王游学号：15205109 专业：太阳能光热技术与应用 指导单位或教研室： 指导教师：杨思俊职称：讲师 西安航空职业技术学院制 年月日 毕业设计(论文)进度计划表
本表作评定学生平时成绩的依据之一。
太阳能热水器控制系统设计 【摘要】 现在城市居民绝大部分都使用太阳能热水器，农村也有相当一部分人使用，太阳能热水器在技术上比较成熟，造价比较低廉，同时由于给人民提供绝对安全的热水而受到人们的欢迎，且具有节能、环保、安全、便利、长久等优点，所以它的应用也会越来越广，因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统越来越重要。 该设计以单片机SST89E516RD为核心，结合单线数字温度传感器DS18B20、LCD1602液晶屏与蜂鸣器，设计一种数字化、智能化的太阳能热水器控制系统。该系统由主控芯片模块、DS18B20温度检测模块、LCD1602温度和水位显示模块、自动加水模块和水温超标警报模块组成。给出了各个模块的结构及其工作原理、系统硬件原理图、程序流程图和部分源程序，并结合理论设计进行仿真模拟测试。我们都知道，目前市面上大多数太阳能热水器都没有加水只能中断装置，并且只能在晴天使用，而阴天则无法加热。此系统将水温水位检测模块、水温水位显示模块与报警模块结合，LCD1602屏幕上会显示水位和温度，并且在水位低于设置值时可人控开启加水开关开始加水，LCD1602上显示水位变化情况，当水位到达标准水位时自动中断；当通电对水加热时，LCD1602屏幕上动态显示温度；当温度到达设定的标准温度时，触发警报系统，提示人关闭加热装置。此系统解除了太阳能热水器加水时无人守候造成水资源浪费和只能在晴天使用的问题，解决了人们常遇到的实际问题。该系统与传统的机械式控制系统相比较，具有结构简单，抗干扰能力强，使用方便等特点。 关键词：单片机SST89E516RD；温度传感器DS18B20； LCD1602液晶；警报
分体式真空管太阳能热水系统设计
1 设计背景意义
随着社会不断发展，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人所认识， 如何很好的节约和利用能源，特别是可持续能源，已经成为一个重要的环 保课题。当今，世界都在宣传低碳环保的思想。人们开始大力发展太阳能 产业。太阳能具有： （1）储量的“无限性”。 （2）太阳能对于地球上的绝 大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。 （3）开发利用时几乎不产生 任何污染。 家用太阳能热水器就是一个节约能源，绿色环保经济。所以研究智能化家 庭住宅里的能源如何被更有效地节约和利用，也有着十分现实和长远的意义。 本设计旨在利用能源知识设计出家庭实用型的热水系统，实现以下目的与功 用。 环保效益——相对于使用化石燃料制造热水，能减少二氧化碳的产生。 节省能源——太阳能是属于每个人的能源，只要有场地与设备，任何人 都可免费使用它。 安全——不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危险，或使用燃料油锅炉有爆炸 的顾虑，或使用电力会有漏电的可能。 不占空间——不需专人操作自动运转。另外，太阳能热水器装在屋顶上， 不会占用任何室内空间。 具经济效益——正常的太阳能热水器是不易损坏，基本热源为免费的 太阳能，所以使用它十分符合经济成本效益。
2.发展历史、现状及前景
2.1 太阳能热水器发展史
（1）闷晒式太阳能热水器
20 世纪 70-80 年代，居民多用闷晒式热水器。由于存在效率低，散热快， 储水量少，冬季无法使用等缺点。 （2）平板式太阳能热水器 20 世纪 80—90 年代，逐步发展了真空管型太阳能热水器，并逐渐成 为市场主导产品。 （3）热管真空管式。 2000 年后，太阳能行业进入高速发展时期。我国发展的新一代热管真 空管式太阳能热水器，导热快，热效力高，特殊实用于阳光不足或天天日 照时光短的地域。2000 年，分体式太阳能热水器逐渐开始面世，太阳能与 建筑一体化也成为了行业的热点；通过技术上的开发研究，太阳能热水器
太阳能热水系统在寒冷地区的应用 一、前言 随着国民经济的发展，能源需求量日益增加，能源利用情况紧张，而常规能源的大量使用必将对环境造成不利影响。太阳能作为可再生能源的一种，取之不尽，用之不竭，同时又不会增加环境负荷，将成为未来能源结构中的重要组成部分。我国属太阳能资源丰富的国家之一，年辐射总量大约在3300-8300MJ/（m2.a），全国2/3以上面积地区年日照小时数大于2000h，每年陆地接收的太阳辐射能相当于2.4万亿吨标准煤，具有太阳能利用的良好条件。在建筑能耗中，生活热水、供暖能耗占了相当的比例，利用太阳能来满足生活热水、供暖这些低品位能耗的要求具有巨大的节能效益，因此，太阳能采暖技术越来越受到人们的重视。 二、太阳能资源利用的国际市场 欧洲各国由于重视节能和利用可再生能源，加上城镇和郊区基础设施完善，多年来积累了对供热基础设施进行节能改造、兴建可再生能源供热（生活热水和采暖）设施的大量经验。 欧洲各国的城镇基础供热（basicheating）大多是由区域供热（districtheating）设施提供的。而中欧、北欧国家的供热设施最为完善，传统上多采用建设大型热力站的方式为住户供热，这就使得大型太阳能热力站（Large－scale Solar Heating Plant）技术在欧洲得到了大量的工程应用。 欧洲大规模太阳能热水技术的工程应用普遍具有以下特点： 统一规划设计
新建和供热系统节能改造并存，系统类型多样 太阳能热水系统作为辅助系统与区域供热系统结合 全天候运行 既提供生活热水，也提供采暖 整合供热先进技术和设备，系统效率高 多元化组合能源系统（燃气、燃油、燃木屑、生物质能、电等）。 平板式集热器为主，安装部位有屋面、墙面、地面，可替代屋面板（德国、
太阳能与常规能源效益对比 随着社会经济迅速发展，能源紧缺已成当前世界面临的重要问 题，节约能源是我国的一项长期战略方针。在这样环境下，使用绿色 可再生能源已成为一种趋势，而太阳能作为其中之一，受到越来越多的关注。而利用太阳热水器究竟能够节省多少能源，大多用户不是很了解，下面我们以10吨太阳能热水系统为例，简单介绍使用太阳能热水器与使用其他常规能源的效益对比： 1、加热10吨热水(15C-55 C)所需要的能量 依据以下公式可计算得： Q w = Cm(t end-t a) =4.187*10000*(55-15) = 1674800KJ 其中 c:水的定压比热容，此处取4.187KJ心g ? C); m:水的质量，10000kg; t a：水的初始温度，15C； t end:贮热水箱内水的终止温度，55 C； 2、太阳能与电热水器效益对比 电加热的转化效率一般在90%左右，要产相同能量所需总电能为：0电=Q= 1674800/0.9 = 1860888kj 其中
Q所需热能； n:电的实际转换效率； 电热与热能的换算公式为：1度= 1kw?h= 3600000j= 3600kj 根据以上公式则每天需要电能为： 1860888/3600 = 517kwh 电费按0.6元/ kwh，则需517兴0.6 = 310元 由以上计算可以得出结论：用电热水器加热的热水20 (15C -55 C)吨每天所需电能517度，在电价为0.6元/kwh的情况下，折合人民币310元。 由于全国各地的气候条件不同，临汾市太阳能的实际使用天数 在270天，使用太阳能与使用电热水器相比，太阳能每年可节约费用为310元/天*270天/年=83740元/年 10吨太阳能系统一次性投资在18万元左右，所以太阳能系统的一次 性投资在2-3年内可回收成本。 3、太阳能与煤炭的效益对比 煤炭热值q煤炭=17690KJ/Kg 临汾煤炭参考价格0.7元/Kg 煤炭热转化效率为二45%左右，则要产生小要产相同热量所需总 煤炭为：Q =mq V=Q= 1674800/(17690*0.45)?210Kg q 每天所需要的费用为 210*0.7=147 元/天
1．项目设计原则 太阳能集热器设计项目应遵循以下几方面的设计原则，科学设计太阳热水系统，使其达到合理、可靠、先进。 （1）遵守国家相关法律、法规及太阳能、给排水、采暖和土建等专业的相关标准、规范。 （2）综合考虑产品、系统的技术先进性、运行可靠性、经济性、使用便利性和使用寿命等各方面因素，选择实用、经济的方案。 （3）系统设计应安全可靠，内置加热系统必须带有保证使用安全的装置，并根据不同地区采取防冻、防结露、防过热、防雷、防雹、抗风、抗震等技术措施。（4）安装在建筑上或直接构成建筑围护结构的太阳能集热器，应有防止热水渗漏的安全保障措施；应设置防止太阳能集热器损坏后部件坠落伤人的安全防护设施；集热器不应跨越建筑变形缝设置。 （5）太阳能热水系统的给水应对超过有关标准的原水做水质软化处理。 （6）安装在建筑上的太阳能热水系统不得影响该部位的建筑功能，并应与建筑协调一致，保持建筑统一和谐的外观；应避免集热器的反射光对附近建筑物引起的光污染。 （7）太阳能热水系统的管线应有组织布置，做到安全、隐蔽、易于检修；为减少热损及循环阻力，循环管路尤其热水循环管路应尽量短而少弯；为了达到流量平衡和减少管路热损，绕行的管路应是冷水管或低温水管；管路的通径面积应与并联的集热器或集热器组管路通径面积的总和相适应。 （8）太阳能热水系统的结构设计应为太阳能热水系统安装埋设预埋件或其他连接件；轻质填充墙不应作为太阳能热水系统的支承结构。储水箱和集热器的安装位置应使其在满载情况下分别满足建筑物上其所处部位的承载要求，必要时应请建筑结构专业人员复核建筑载荷。 2．项目设计要求 鉴于该项目为连云港地区太阳能工程项目，并采用电辅助能源热水系统用于日常生活使用的特点，我认为，该项目设计要求有以下几点： （1）根据图纸的要求，在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能热水系统，太阳能集热系统布置方式、色彩等应尽可能做到与建筑相协调。 （2）系统采用楼面太阳能集中集热方式，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以电辅助加热为辅。要求24小时热水供应，打开龙头既有热水。 （3）系统应备有超压保护、低温保护、过热保护等功能。 （4）系统应保证全天供应热水，并考虑在高峰用水情况下，确保热水供应问题，循环供水方式打开淋浴头进出热水。
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，
太阳能热水系统设计及经济性分析 摘要：介绍宁波地区一种集中式太阳能热水系统，并对其进行经济性分析及绿建评价介绍。 关键词：太阳能热水集中式经济性分析绿建评价CO2减排量 项目拟建教学综合大楼地下一层，地上层数均为九层。其中综合楼建筑高度为：35.9m。 1热源 燃气真空热水锅炉房作为主要热源，太阳能作为辅助热源。 2热水系统分区 热水分区同给水系统，生活热水的供回水温度为60℃/50℃。热水系统横干管及立管设置同程，各卫生间内的横支管均设置循环回水管。 各楼设置循环水泵进行机械循环，循环流量为最大小时热水用水量的5%。 3太阳能热水系统概况 考虑到用水量较大，用水时间较集中，集热器面积较大，屋顶有充足的位置设置太阳能集热器，因此选用集中式系统。 系统优点：集热器和储热容积的共享，可以使同一单元的热水使用峰值下降，均衡度提高，有利于提高系统的经济效益。供水的温度和水量保证率高，类似于集中热水系统。本系统集热器采用U型真空管，采用混凝土基础安置在楼顶，没有坠落隐患，工程造价低；管理方便。本系统集热器及循环控制设备均设于公共空间，便于物业统一管理，统一维护，能够更有效的保证系统长期正常运行，在设备使用年限内持续发挥效力，避免了用户因维护成本高而放弃使用所造成的投资浪费。 系统缺点：有收取热水费的管理问题，若不采用集中辅助加热的形式，系统内各用户用热量的均衡难以控制。若采用集中辅助加热的形式，收取热水热水费及维护管理比较复杂。但本项目作为物业集中统一管理不收热水费，故无此缺点。 通过以上对集中式系统的分析，笔者认为选用集中集热、集中储热的集中式太阳能供水系统，比较适合本工程的用水需求。 4太阳能热水系统计算
太阳能热水系统设计、安装及工程验收 技术规范（试行） 1范围 本标准规定了太阳热水系统设计、安装要求及工程验收的技术规范。 本标准规范适用于提供生活用及类似用途热水的储水箱容积大于0.6m3的具有液体传热工质的强迫循环太阳热水系统。这些系统根据当地条件单独设计和安装。 2引用标准 GBJ 205——1983 钢结构工程施工及验收规范 GB/T 700——1988 碳素结构钢 GB/T 714——2000 桥梁用结构钢 GB/T 4706.1——1998 家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求（eqv IEC335——1:1991） GB/T 4272——1992 设备及管道保温技术通则 GB/T 8175——1987 设备及管道保温设计导则 GB 8877——1988 家用电器安装、使用、检修安全要求 GB/T 12936——1991 太阳能热利用术语 GB 14536.1——1998家用和类似用途电自动控制器第一部分：通用要求GB/T 15513——1995 太阳热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方法 GB/T 17581——1998真空管太阳集热器 GB 50057——1994建筑物防雷设计规范 GB 50171——1992 电器装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 GB 50207——1994 屋面工程技术规范 GB 50258——1996 电气装置安装工程1KW及以下配线工程施工及验收规范 JB 4088——1999 日用管状电热元件 3 定义 3.1顶水法 利用水的压力将冷水从储水箱或集热器底部注入系统并将储水箱中的热水从储水箱的上部顶出的取热水方法。 3.2 膨胀罐和泄压阀 系统中，介质预热膨胀，膨胀罐是安装于系统循环管路上为这种体积变化提供空间的容器，泄压阀是保证设备和管道内介质压力在设定压力之下，保护设备和管道，防止发生意外。 4 系统类别与特征 4.1强迫循环系统 强迫循环系统是利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过集热器进行循环的太阳热水系统。强迫循环系统通常采用温差控制、定时器控制等方式。4.2 辅助加热
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（T31>5摄氏度，T2>T1）为止。如若T1，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 浅析高层建筑中太阳能热水系统的应用 【摘要】随着房地产市场的不断发展，居民住宅建筑的规模要求越来越高，其中高层住宅也更加普遍。太阳能热水系统在高层住宅中已经得到了广泛的推广。本文针对目前常用的太阳能热水系统类型进行分析，并尝试下提出了适用于高层住宅的太阳能热水系统技术。 【关键词】高层住宅太阳能热水系统技术 随着我国社会经济的高速发展，科学技术日新月异，很多技术被逐渐普及到人们的生活与生产当中，其中太阳能热水系统就在很多高层住宅中进行使用，而且在我国大部分大城市住宅中，无论是房地产开发的项目，还是保障性住房等等，目前都以高层居多，26层以上的住宅已经很普遍。因此，太阳能热水系统在高层建筑中的使用是一个值得探讨的问题。 1 常用太阳能热水系统的分类 1.1 集中集热——分户储热太阳能热水系统 此类系统的太阳能集热器将在屋面进行集中放置，集中储热水箱不在系统中设置，需要针对每一个用户设置一个储热水箱，水箱内部设置换热盘管与电辅助加热装置，在楼梯间或者屋顶处设置控制系统、循环装置，以及必备的一些辅助设施。在太阳不断照射的情况下，集中设置的集热器的温度会不断的提升，在智能控制系统的作用下对循环泵的启动或者停止进行有效控制，保障集热器与更多储热器水箱之间有热媒进行辅助循环，热媒主要利用储热水箱中与换热装置中的水来实现热量交换的功能，从而对储热水箱中的水进行加热。此类通过顶水式供水的方式来对热水进行供应，确保冷水与热水在供水时，水压等同，这样在实际使用的过程中才会更加舒适。将太阳能热循环系统与用户用水系统分割开来，太阳能热水系统的主要功能是为广大用户提供热能，而不是我们所想的热水，因此，热水费用是不必收取的。通常用户的辅助热源都是采用的电加热，太阳能系统与加热的综合使用才能确保用户24小时有热水使用。 1.2 分户集热——分户储热太阳能热水系统 此类系统也被称之为户式太阳能热水系统，主要是以住户为单位进行太阳能热水系统的安装，所产生的热水一般只针对一个用户的使用。通常此类集热器放在屋顶或者阳台，由于热水系统结构存在一定的差异性，使用比较普遍的是多层住宅区，将其设置在屋面的非承压整体式太阳能热水系统，而高层住宅主要设置在阳台外侧的挂式太阳能热水系统。 非承压整体式太阳能热水系统主要是将家用太阳能热水器在屋面进行集中安置，在太阳光的照射下，集热器不断吸收阳光从而使其水温提升，其中存在的循环动力是储热水箱中与集热器中的水温差形成的，保障集热器与储热水箱中的 Both parties jointly acknowledge and abide by their responsibilities and obligations and reach an agreed result. 甲方：___________________ 乙方：___________________ 时间：___________________ 太阳能热水工程合同 编号：FS-DY-20722 太阳能热水工程合同 甲方：（以下简称甲方） 乙方：铁岭紫晶太阳能有限公司（以下简称乙方） 甲乙两方就太阳能热水系统工程，经友好协商，对系统设计达成了共识，现就有关事宜签字协定如下： 一. 系统技术参数 1. 太阳能系统采用工程用集热模块型，即每组模块由mm，长mm全玻璃集热真空管支，共组，合集热面积为m 2. 2. 系统在春秋季节光照充足的条件下，日产热水约8吨（温度在45度75度之间） 3. 配套只吨保温水箱。（品牌为、型号、内胆材质为sus304不锈钢，外壳材质为，保温层为聚氨酯整体发泡）。 4. 配套组电加热，9kw/380v/组。 5. 系统循环方式为循环，光照不足及其它季节系统产 水温度不足时，控制系统启动辅助加热。 6. 控制系统型号为。 7. 室内冷热水管、电线管路由方施工，方派人技术指导。 二. 工程验收方式 1. 系统验收由甲乙双方共同进行。 2. 系统所采用的全部材料均为优质品，符合国家的相关标准。 3. 系统验收标准见书中系统技术参数及验收规范，中系统技术参数及验收规范的具体指标低于国家相关行业指标或标准的，应以国家标准为依据进行验收。 三. 工程造价及付款方式 1. 工程总造价为人民币：大写（）。 2. 工程付款方式为合同签订后甲方首付工程50%（）作为预付款，货到工地，工程安装结束、系统调试正常后，甲方应付工程款%（），其余货款%（）完工三个月内付清。 四. 甲方责任及义务 .太阳能热水系统设计计算 .1基本参数 (1) 用水人数 404号楼共有住户21户，每户以2.8人计，用水人数共计约59人。 (2) 用水定额(热水定额) 404号楼有集中热水供应和淋浴设备，每人每日用热水定额以60℃热水计算，取100L/人·d。 (3) 用水时间 24小时全日供应热水 2设计计算 (1) 设计小时耗热量的计算 式中：Qh—设计小时耗热量(W) m—用水人数 qr—热水用水定额(L/人·d) Qh—水的比热，c=4187(J/kg·℃) tr—热水温度，tr=60(℃) tL—冷水温度，tL=10(℃) r—热水密度(kg/L)，r=0.983kg/L kh—小时变化系数，kh＝5.12 Qh=71951(W) (2) 设计小时热水量 式中：qrh—设计小时热水量(L/h) h—设计小时耗热量(W) tr—设计热水温度(℃)，tr=55(℃) tL—设计冷水温度(℃)，tL=10(℃) r—热水密度(kg/L)，r=0.986(kg/L) qrh=1394.32(L/h) (3) 全日供应热水系统的热水循环流量 式中：qx—全日供应热水的循环流量(L/h) Qs—配水管道的热损失(W)，取设计耗热量的5% △t—配水管道的热水温度差(℃)，取5℃ qx= 615.6(L/h) (4) 热水供水管的设计秒流量q(L/s) 计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率 式中：Uo—生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率(%) qr—最高热水用水定额 m—每户用水人数 kh—热水小时变化系数 Ng—每户设置的卫生器具给水当量数 T—用水时数(h) 0.2—一个卫生器具，给水当量的额定流量(L/s) Uo＝0.012% 查《建筑给水排水设计规范》(GB50015－2003)得系统热水供水管的设计秒流量为q=2.51(L/s)。 3 设备选取 (1) 蓄水箱 对于太阳能热水系统，由于受自然条件(太阳辐射一天之内随时间变化)的限制，太阳能集热系统，不可能全天24小时满足设计小时用水量(qrh)的要求。为满足使用要求，根据实际情况，考虑蓄热水箱水量、太阳能集热板的功率和用户用水量之间的关系，设计水箱容量为4.5个最大小时用水量(qrh)，则必能满足用水量的要求。 水箱的有效容积vk＝4.5 qrh≈6.5m3。 (2) 太阳能系统水泵选择： 给排水设计中太阳能热水系统应用 发表时间：2019-07-22T15:14:55.087Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：陈妃文[导读] 摘要：太阳能是可再生清洁能源具有高环保价值的源泉，所以深得爱好者研究和能源崇拜的发展，利用太阳能本身是免费的，太阳能源的运输不会对环境造成任何污染，仅需要考虑设备的成本和运营成本。 身份证号码：44088219790201XXXX 摘要：太阳能是可再生清洁能源具有高环保价值的源泉，所以深得爱好者研究和能源崇拜的发展，利用太阳能本身是免费的，太阳能源的运输不会对环境造成任何污染，仅需要考虑设备的成本和运营成本。近年来，中国的太阳能技术发展迅速。例如，太阳能热水系统的引入给人们的生活带来了极大的舒适感，太阳能热水系统在给排水建设中的应用日益广泛。原因是它可以使设计更加尊重环境和方便。 关键词：给排水设计；太阳能热水；应用 一、太阳能热水系统应用于供水和排水设计施工的优势 在建筑物的给排水设计中，太阳能热水系统具有以下优点。首先，降低成本。由于太阳能是可再生能源的来源，与其他传统燃料，天然气和其他资源相比，其成本更低，可以有效避免浪费不可再生能源。其次，太阳能的使用不受采矿，运输和储存的影响。太阳能可以在太阳存在的任何地方收集。太阳能热水系统可以分散到多个小型系统中，不受城市支持设施和能源储备的影响。太阳能热水的储存，太阳能的使用大大方便了人们的生活。第三，它具有保护环境的作用。太阳能本质上来自太阳，其能量本身非常干净，在收集过程中不会对自然环境造成损害，并且在使用后不会产生对环境有害的物质。因此，与其他能源的使用相比，太阳能热水系统在供水和排水系统设计中的应用是其直接消耗太阳能，这对保护非常有利环境 二、太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用 1、改进太阳能热水系统 必须通过可靠性的适用性来实现太阳能热水系统的改进。第一点是提高可靠性，当太阳能热水系统的可靠性提高时，可以集成现代计算机技术，促进太阳能热水系统的自动化发展。此外，必须提高太阳能集热器的效率。第二点是提高系统的适用性。当太阳能系统的集热器效率提高时，必须根据不同的要求使用相应的系统，使其适合当地条件，适合人群，适合天气。 2、太阳能热水系统的安装方法 （1）将收集器与屋顶结合 在太阳能热水系统中，太阳能的收集主要由收集器完成。因此，在安装收集器时，应注意安装的位置，该位置应足够空，并且不应保护安装位置周围的建筑物和树木，以确保可以足够阳光照射，研究表明收集器非常适合安装在屋顶上。当三角形用于稳定循环热水器以与屋顶形成一定角度时，正常的自然循环热水器必须补充有支撑以形成三角形。安装角度尽可能接近每个区域的直射阳光角度，使用水加热后密度变化产生重力循环进行使用，该方法安装简单但具有一定的不便，占用了大面积的天花板空间。如果屋顶是倾斜的屋顶，安装收集器时也应考虑屋顶的坡度。 （2）收集器与墙壁和阳台的组合建筑本身有高低层次。因此，存在一定的空间限制，因此收集器在安装时需要更改安装策略，但在更改时不会对其进行大幅修改。少量调整。此时，通常选择分体式压力系统，但系统本身存在一定的缺陷，热水箱占用的空间大。另外，当收集器放置在外壁的表面上时，预结构的结构必须考虑嵌入部件的调整。当收集器放置在阳台上时，应考虑用户的便利性和建筑物立面的美学方面。 3、太阳能热水系统与建筑一体化结构的连接 当太阳能热水系统与建筑物集成进行设计工作时，连接结构是一个非常关键的问题。因此，作为建筑工人，必须注意结构的安全性，然后充分考虑建筑物的隔热层，防水层等。以便它可以有效地防止利用其余的破坏，由于更多的整合方面的考虑应该在很多方面被认为是避免去恢复工作，恢复工作是资源和财政资源的双重浪费。收集器本身具有一定的厚度。如果在施工期间安排不合理，则会影响收集器在稍后阶段的放置，这将导致整体保温功能的削弱。此外，应注意收集器与周围屋顶材料的连接，并应进行接头防水以避免问题。 三、主要的施工方法和技术措施 （1）工程准备 认真研究施工方案和专业计划，完成施工方案的制定和交付，完成施工方案的编制；2做好材料计划，按时准备材料，组织运输，按时完成；3垂直运输中的材料上升在此过程中，采取保护措施并包裹角落以避免屋顶或隔热层的防水层，在焊接施工期间，屋顶表面受到保护并防止飞溅和损坏防水层或装饰层。 目录 第一章、施工组织设计 (2) 第一节、项目实施工作计划 (2) 第二节、施工组织计划 (5) 一、工程重点、难点 (5) 二、施工组织策划 (6) 三、施工资源需求计划 (7) 四、施工总平面布置规划 (15) 五、进度计划保证措施 (16) 六、工程施工方案 (20) 七、工程质量管理策划 (25) 八、安全、文明施工管理策划 (27) 九、和谐施工与绿色施工管理策划 (28) 十、组织协调管理策划 (32) 十一、冬雨季施工技术措施的编制与实施 (34) 十二、竣工验收流程 (36) 第一章、施工组织设计 第一节、项目实施工作计划 一、工期计划 工程总目标：按期完工 项目工期计划严格按照甲乙双方约定执行： 二、设计和设计联络实施工作计划 1、设计联络会的目标： 通过设计联络会协商解决明确双方的责任和义务以方便合同的顺利执行。2、设计联络会的组织： 1）设计联络的组织工作由甲方负责。 2）我方接到进场施工通知后，将设计联络进度计划、图纸文件提交计划等报招标人予以确定。 3）我方会在设计联络会召开前两周，将需要确认的图纸和资料提交给甲方。 4）我方选派参加设计联络的技术人员是在设计方面有多年工作经验的工程师，并且为本项目的主要技术人员。所有参加联络会议的技术人员精通技术、身体健康。 5）联络会期间，我方保证做好会议记录，并形成会议纪要，并配备必要的办公用品。 6）联络会之后，我方将按照会议纪要的要求完成其所规定的工作。 3、设计联络的容： 1)设计联络会议主要解决的问题包括但不限于以下几个方面： A. 我方完整的介绍产品的技术、设计思想。 B. 双方互提基础资料，确认设备功能、技术参数和设备数量。 C. 甲方审核我方技术规格书，确定我方设计方案； D. 确定与其它系统的接口； E. 确定组装、调试（含联调）、验收的相关标准； F. 确定产品的出厂验收、检验部件清单、试验项目、技术规格及试验方法； G. 确定产品完成现场组装后的工程质量验收方法； H. 确定维护保养方式。 2)我方的设计工作严格执行投标人质量体系和质量计划的相关规定，并符合甲方、监理单位提出的要求。 3)我方根据用户需求书的要求以及设计联络的容及时间要求，在规定的时间完成对投标产品的设计。在设计联络会议期间由招标人审查后签署设计认可证明，此后我方才能进行设备制造工作。设计联络会议 4、参加人员： 业主方可派遣相关人员如：项目主管部门、设计管理部门、合同管理部门有关人员等。我方可派遣质量部、开发部、设计部、工程安装公司等相关部门人员进行参加。 其他 如有必要可召开临时联络会议。与设计联络有关的一切费用由我方负责，报价已含在总报价中。 三、产品的装卸、储存、包装、发运 我方对产品的装卸、储存、包装、发运建立有一定的程序，形成文件并加以实施。 1、包装方案 1)包装方式：包装方式：木底座+拉伸膜+塑料袋包装，保证在运输、装卸过程中完好无损，并有减振、抗冲击的措施。所有货物均按运输装卸的不同要求及货物本身的特性，有关包装、储运标志、包装标志符合GB/T6388和GB/T191的有关规定。产品包装前，我方负责进行检查清理，不留遗物，并保证零部件齐全。 2)包装所用的材料及包装结构具有较强的可复原性，以保证货物在现场开箱 XXXXXXX学院 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：XXXX 学号：XXX 专业：电气工程及其自动化 设计(论文)题目：基于单片机的太阳能热水器智能控制 系统设计 指导教师:XXX 20XX 年 X 月 XX 日 毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 摘要在资源紧张，环境污染的大背景下,太阳能热水器与传统的燃气热水器和电热水器相比有着无可取代的优势，而太阳能热水器的控制系统受技术等方面的限制而有着局限。本课题是以51系列单片机为核心，并采用12864液晶显示模块，热电偶温度采集模块，4×4行列式键盘，水位采集模块等数控原件，完成整个热水器的智能控制系统的设计。 关键词太阳能热水器单片机控制系统 1 选题背景与意义 1.1 背景 随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。人们在大力发展太阳能产业。 能源问题将更为突出：①从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能持续二三百年。②环境污染③温室效应引起全球气候变化。因此，人类在解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。 太阳能具有：①储量的“无限性”太阳能每秒钟放射的能量大约是23 10 6.1?KW，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约13 1.892?千亿吨。②太阳能对于地球 10 上的绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。③开发利用时几乎不产生任何污染。鉴于此，太阳能必将在世界能源结构转换中担纲重任，成为理想的替代能源。 在世界范围内，太阳能热水器技术已经很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断的冲击电热水器市场和燃气热水器市场。2000年太阳能热水器取代47000套家用电热水器；2000年日本太阳能热水器的拥有量将翻一番；以色列更是明文规定，所有新建房屋必须配备太阳能热水器。目前，我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的国家。 太阳能热水系统的运行管理与维护 一、总则 太阳能热水系统投入使用后，应根据系统的特性和工作情况进行管理和定期的维护，保证太阳能热水系统的持续正常工作。 二、初次运行的检查与准备工作 检查系统安装是否符合设计图纸和相关验收后标准、规范的要求。运行前先冲洗贮水箱、集热器及系统管路内部，然后向系统内填充传热工质使用真空管太阳集热器的热水系统应在无阳光照射的条件下充填传热工质。应在系统处于工作运行的条件下，对控制部件和计量装置等进行调试，从而保证各部件在设计要求的状态下工作。 三、太阳能集热系统的运行管理与维护 1、集热系统的运行管理 太阳集热器是太阳能集热系统最主要的部件。太阳能热水系统长时间不使用时（系统完全关闭），真空管内的水会慢慢全部蒸发，这时真空管无水空晒时管内温度极高，避免集热器空晒后在集热器高温时上冷水，尤其是对于真空管型集热器，在真空管内高温时上冷水会发生真空管炸管，导致太阳能系统不能使用。应在无太阳光照后2小时后上水，或在早上太阳光照之前上水。 同时，也要避免因集热器的水不流动时（如白天4小时以上断电、系统故障）而引起的闷晒，处于闷晒条件下的集热器，由于真空管水温度过高，此时上冷水较容易导致真空管炸管，从而导致太阳能系统不能使用。应在无太阳光照后2小时后上水，或在早上太阳光照之前上水。 太阳能集热系统运行管理的另一个重要问题是系统的防冻问题。对采用水作为传热工质的系统，可用以伴热带进行防冻。（本系统已安装伴热带，自启动） 2、集热系统的维护 集热系统的维护包括集热器维护和管路、水箱及附件的维护两个主要方面。 （1）各类集热器的特点。真空管型集热器主要由真空管、联集管组成。采用了高真空技术和优质选择性涂层，大大降低了集热器的总热损，因而真空管型 太阳能热水器控制器原 理图 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 太阳能热水器控制器原理图 家用太阳能热水器方便、节能、无污染，应用广泛。本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心，对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停，防止溢水；在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空，防止管道冻裂；具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能。 一、系统结构 太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上，引出交流电源线入户，由辅助控制系统的继电器控制通断电。水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器。进行管道排空时，由控制系统关闭排空控制阀，打开热水开关和淋浴开关，将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀。系统自动上水时，通过单项电磁阀上水。水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动，当淋浴开关打开用水时，系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源。 二控制系统组成 太阳能热水器控制系统的组成如图2所示。整个系统以AT89C51单片机为核心，对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取水流开关、排空阀门的状态，经 键盘操作和单片机内部运算比较，控制相应得执行机构进行通、断电；进行防漏电、防干烧等保护，并进行相应得声光报警。 对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20，它具有3引脚TO-92小体积封装形式，CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值。水流开关信号的检测采用开关式传感器，其内部是一个霍尔开关，排空阀是一个带行程开关的球型阀，由5W交流伺服电机带动，每旋转90度输出一个开关信号，排空阀的开闭状态对应于该开关信号。上水电磁阀采用12V 直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制；排空阀由36V（5W）交流伺服电机带动，由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电。 三、控制软件设计主程序流程图如图3所示。子程序流程图如图4所示。主程序首先完成串行口、定时器、中断源的初始化，设置初始运行参数、开中断，然后循环读取键盘状态、检测系统是否漏电。一旦检测到系统漏电，进行声音和显示报警，将所有执行机构断电；若系统不漏电则根据存储的键盘状态和检测的水温、水位等状态信号进行相应得处理并等待中断服务程序的执行。系统正常控制时，首先显示水温和水位，若检测到水流开关打开用水时，自动断开上水阀和电加热体电源，即实现水电联动，用水停电。当检测到水位过低时打开电磁阀上水；到达最高水位后，自动关闭电磁阀。在水位超过第二档时，将检测的实际水温与设置水温进行比较，若实际水温低于设置水温，则加热体通电进行辅助电加热；若实际水温高于设置水温时，切断加热体电源；若检测到水位低于第二档，不管设置温度高低，总是停止加热，以防止加热体干烧。浅析高层建筑中太阳能热水系统的应用
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