【正文】 集熱器是吸收太陽輻射并將產(chǎn)生的熱能傳遞到傳熱工質(zhì)的裝置。無論是太陽能熱水器、太陽灶、主動式太陽房、太陽能溫室還是太陽能干燥、太陽能工業(yè)加熱、太陽能熱發(fā)電等都離不開太陽能集熱器，都是以太陽能集熱器作為系統(tǒng)的動力或者核心部件的.按集熱器內(nèi)是否有真空空間太陽能集熱器可分為真空管集熱器和平板式集熱器。本設(shè)計所考慮的最低溫度為20℃，所以要選抗凍型的集熱器。綜上本設(shè)計所選集熱器為一款型號為TMRQB5816型 的集熱器。 空曬溫度 180℃ 承壓能力 集管材料 Φ25mmΦ38mm不銹鋼管 外殼材料 鋼板噴塑鋁合金扣蓋 保溫材料 40mm聚氨酯整體發(fā)泡 支架材料 熱鍍鋅板折彎型材噴塑 表32 集熱器種類表集熱器類型工藝組成特點應(yīng)用現(xiàn)狀價格真空管集熱器有內(nèi)管及外管組成，內(nèi)管內(nèi)壁有水銀涂層，內(nèi)管外壁有吸熱涂層，內(nèi)外管之間為真空層。178。 太陽能電池板的設(shè)計及選型太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本?！　。?） 光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。一般太陽能電池板可分為：晶體硅電池板、非晶硅電池板和化學(xué)染料電池板。本設(shè)計系統(tǒng)中，太陽能電池板轉(zhuǎn)換的電量儲存在專用蓄電池中，確保系統(tǒng)隨時可以用電。綜合以上比較本設(shè)計系統(tǒng)所選太陽能電池板為多晶硅薄膜電池板。表33 太陽能電池板種類表電池板種類工藝組成特點使用現(xiàn)狀晶體硅電池板主要有晶體硅材料構(gòu)成，分為多晶體硅和單晶體硅兩種轉(zhuǎn)換效率高、技術(shù)最成熟、價格較高是目前主流的太陽能電池板，廣泛應(yīng)用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)，太陽能熱電系統(tǒng) 非晶硅電池板分為非晶硅薄膜電池板和有機(jī)太陽能電池成本低、轉(zhuǎn)換效率較高、便于大規(guī)模生產(chǎn)、重量輕但穩(wěn)定性不高由于其穩(wěn)定性不高，應(yīng)用范圍較小化學(xué)燃料電池板主要是指以染料敏化多孔納米結(jié)構(gòu)TiO2薄膜為光陽極的一類半導(dǎo)體光電化學(xué)電池成本低、壽命長、效率高、可大規(guī)模生產(chǎn)、制造簡單等由于技術(shù)不成熟，處在研究中所以應(yīng)用較少，有廣闊的發(fā)展空間表34 多晶硅電池板規(guī)格表規(guī)格標(biāo)稱功率峰值電壓峰值電流最大開路電壓短路電流使用壽命20W/12V20W2025年考慮到本系統(tǒng)需要連續(xù)運行，所以需要一個長期穩(wěn)定的供電電源來給系統(tǒng)供電，由此便需要一個大容量的蓄電池來維持整個系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。表35 蓄電池種類表種類容量特點使用范圍價格免維護(hù)鉛酸蓄電池12V120AH安全密封、免維護(hù)、自放電低、安裝方便、使用壽命長太陽能系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)，供發(fā)電站、變電站等直流系統(tǒng)使用800元金武士鉛酸免維護(hù)電池PW12UPS150AH壽命長、綠色環(huán)保、可靠性高、內(nèi)阻小、自放電低、安全性高UPS后備電源、控制設(shè)備、電信設(shè)備、醫(yī)療器材、安全系統(tǒng)、應(yīng)急電源、電動工具、電子儀器等1200元12V100AH太陽能光伏專用儲能蓄電池/膠體蓄電池100AH安全性高、使用壽命長、自放電低、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)能力強太陽能系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、電信系統(tǒng)、電動工具等1000元考慮成本及對環(huán)境的適應(yīng)能力，本設(shè)計選12V100AH太陽能光伏專用儲能蓄電池。彎頭113個。 表36 太陽能熱水管種類表種類特點導(dǎo)熱系數(shù)使用范圍價格PERT管綠色環(huán)保、耐酸堿、抗蠕變、抗老化、抗沖擊、阻力小、高柔韌性、可焊接、使用壽命長等廣泛應(yīng)用于室內(nèi)供暖系統(tǒng)、地?zé)嵯到y(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)等鋁塑復(fù)合管耐溫范圍廣、耐壓強度高、使用壽命長、抗靜電、阻燃、耐腐蝕、不結(jié)垢廣泛應(yīng)用于冷熱給水、燃?xì)?、采暖、純凈水、化工、醫(yī)藥、食品管道系統(tǒng)及船舶配管和電器導(dǎo)管等PEX管耐高溫、承壓能力強、阻力小廣泛應(yīng)用于太陽能熱水器冷熱管原油從地底被抽取到儲油罐時，本身溫度會在40—60℃左右，所以進(jìn)入儲油罐的原油在一段時間內(nèi)是不需要被加熱的，當(dāng)原油經(jīng)過一段時間的散熱溫度會降低這時就需要加熱系統(tǒng)來給原油進(jìn)行加熱，而在這之前盡量使原油不散熱或者散熱速率降低是儲油罐保溫加熱系統(tǒng)的重要一環(huán)。由于PERE管具有熱熔性，所以彎頭不需要另選特殊的彎頭，直接焊接即可，這樣也解決了儲油罐底部設(shè)計需要大量彎頭的難題。排污系統(tǒng)即定期將儲水罐及管路中的水排空一次來沖洗管路，使管路可以長期穩(wěn)定運行。排污及外部加水系統(tǒng)設(shè)計如下： 圖31 排污及外部加水系統(tǒng)設(shè)計圖排污時，首先將儲水箱內(nèi)水放空，然后關(guān)閉閥門3，打開閥門5，將水車的出水口和系統(tǒng)的加水口練接，借助水車的壓力將左側(cè)水管沖洗一遍，左側(cè)沖洗完后，關(guān)閉閥門2，打開閥門3，沖洗右側(cè)管路。所用閥門均為普通手動截止閥。 表37 水泵種類表種類流量功率特點適用范圍價格普蘭迪12v直流隔膜泵23L/min10W壓力大、耗電量小、壽命長、耐油、耐熱、耐酸堿腐蝕等廣泛應(yīng)用于通用工業(yè)設(shè)備、醫(yī)藥設(shè)備、化工設(shè)備、農(nóng)業(yè)、車輛清洗、水凈化及水處理設(shè)備等58元直流微型隔膜水泵24L/min 5W運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)，使用壽命長、能耗小、耐腐蝕、耐熱、耐油等運用于家庭供水、太陽能工業(yè)、水凈化業(yè)。水泵開關(guān)由固體無觸點繼電器來充當(dāng)，由控制器發(fā)出控制信號，控制繼電器的通斷來控制水泵的啟停，無明火，安全性高。目前市場上主流的伴熱帶介紹如表38所示。氣體輸送管道、輸油管道、閥門等設(shè)備電伴溫或保持恒溫；傳送管道、處理容器、反應(yīng)堆、熱熔膠設(shè)備電伴熱或保持恒溫；動力車間鍋爐設(shè)備、重油輸送管道保持恒溫；電器機(jī)械設(shè)備等冬天的保溫防護(hù) 考慮到成本，由于自控溫電伴熱帶相對于恒功率伴熱帶造價高，在兩者所使用環(huán)境差不多的情況下選恒功率伴熱帶可以增加性價比，所以本設(shè)計所選伴熱帶為型號DXWJ 的恒功率伴熱帶，具體參數(shù)如下：型號：DXWJ 溫度等級:低溫(D)系列 結(jié)構(gòu)型式:防爆防腐型(P/JF) 電壓等級:12V標(biāo)稱功率:10W/m伴熱帶結(jié)構(gòu)： 銅芯導(dǎo)線:7 導(dǎo)電塑料層:阻燃PTC 絕緣層:改良性聚烯烴 屏蔽層:鍍錫軟圓銅線，覆蓋密度80％ 護(hù)套層:改性聚烯烴技術(shù)指標(biāo): 標(biāo)準(zhǔn)顏色:黑色 溫度范圍:最高工作65177。伴熱帶與控制系統(tǒng)之間接一繼電器，通過控制繼電器的開、斷來控制伴熱帶的啟停。下面就其各自的特點及應(yīng)用領(lǐng)域列表分析，如表39所示。維耐隔熱毯耐高溫、強韌性、耐火、耐腐蝕等石油化工熱工設(shè)備的隔熱與保溫，船舶、汽車燈交通設(shè)備的高溫隔熱，家電產(chǎn)品的保溫隔熱，作為地產(chǎn)建筑及冷氣機(jī)等的襯墊隔熱、消音材料絕熱泡沫玻璃具有良好的防火、防水、耐腐蝕、不燃、防蛀、無毒、不老化、無放射性、機(jī)械強度高、尺寸穩(wěn)定等特點建筑墻體保溫，各種煙道內(nèi)襯和工業(yè)窯爐的保溫應(yīng)用，各種民用冷庫、庫房和地鐵、隧道等基礎(chǔ)絕熱應(yīng)用聚氨酯具有導(dǎo)熱系數(shù)低、透濕系數(shù)低、吸水率低、耐水解穩(wěn)定性、抗老化、耐酸堿腐蝕、不易燃等特點冷庫、冷藏車或保鮮箱，彩鋼夾芯板隔熱層等，石化罐體、管道的保溫保冷，地埋式各種復(fù)合直埋管的外層等。具體參數(shù)如下：1 保溫層厚度100mm 2 導(dǎo)熱系數(shù)； 　　3 氧化指數(shù)；28 　　4 閉孔率； 　　5 吸水率；1 　　6 強度；10MPa硬件的設(shè)計及選型都是在上一章計算的基礎(chǔ)上根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行選取的。設(shè)備的價格基本上是由供貨商提供的，其中有的設(shè)備可以定做便于施工，例如保溫儲水罐。第4章 控制系統(tǒng)的設(shè)計及選型SPCE061A單片機(jī)是一款16位結(jié)構(gòu)的微控制器，圖41是它的結(jié)構(gòu)概覽： 圖41 SPCE061A單片機(jī)結(jié)構(gòu)概覽圖SPCE061A主要包括輸入/輸出端口、定時器/計數(shù)器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、串行設(shè)備輸入輸出、通用異步串行接口、低電壓檢測和復(fù)位等部分，并且內(nèi)置在線仿真電路ICE接口，較高的處理速度使其能夠快速的處理復(fù)雜的數(shù)字信號。本設(shè)計以SPCE061A為控制器，完成系統(tǒng)的自動化控制，包括自動熱水循環(huán)系統(tǒng)、防凍系統(tǒng)。 I/O接口電路的設(shè)計由于SPCE061A單片機(jī)內(nèi)自帶A/D轉(zhuǎn)換器，而且可以自行選擇開啟及自判斷轉(zhuǎn)化是否完成，所以外部I/O接口電路可省去A/D轉(zhuǎn)換的設(shè)計。下面以溫度傳感器為列，設(shè)計I/O接口電路。本設(shè)計公用到三個溫度變送器及一個液位變送器，溫度變送器采用SBWR熱電偶變送器，具體型號如下：傳感部分由Cu100構(gòu)成，測溫范圍為0—100℃；工作環(huán)境溫度：25℃—+80℃；負(fù)載電阻：0—600Ω；輸出信號：4—20mA，直流二線制；具有高精度冷端溫度補償電路全溫度范圍絕對誤差；內(nèi)帶漂移自校正電路，輸出信號與被測溫度呈線性關(guān)系；采用環(huán)氧樹脂封裝，耐腐蝕，抗震性好，可靠性高；液位變送器采用YP投入式液位變送器，具體型號如下：測量范圍：0—1m；負(fù)載電阻：0—750Ω輸出信號：4—20mA，直流二線制精密獨特的零點、溫度、非線性補償，保證儀表使用范圍內(nèi)的精度，長期穩(wěn)定性好；具備本安防爆和隔離防爆能力，可適用于各種危險場合；具有現(xiàn)場顯示能力，現(xiàn)場讀數(shù)十分方便；在I/O接口的設(shè)計中，蓄電池電量的檢測由于沒有現(xiàn)成的電量檢測元件，所以在設(shè)計中電源電量檢測電路單獨設(shè)計如下：IOA3SPCE061