太阳能领域中的机械自动化研究

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1、太阳能领域中的机械自动化研究摘要：能源作为未来三大支柱产业之一，在保障国家安全及人民日常生活具有高度的战略意义，利用太阳能光热的太阳能热水器，越来越广的走进千家万户，竞争日趋激烈。想在未来激烈的产业竞争中取得优势，必须降低生产成本，降低成本的关键就是要提升生产流程的机械自动化程度，机械设备要具备数据采集系统，设备原料远程跟踪系统等。　　关键词：热能性机械自动化智能化技术太阳能住宅　　　　太阳能热水器是太阳能成果应用中的一大产业，它以环保、安全、节能、卫生等优点，迅速赢得了广大消费者的青睐，中国，是一个能源消耗大国，每年全国能耗约占全世界能耗总

2、量的13，而全国总能耗中，有13是来自建筑能耗。“向屋顶要能源”，太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。　　　　一．太阳能原理概述　　太阳辐射透过玻璃盖板，被集热板吸收后沿肋片和管壁传递到吸热管内的水。吸热管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时通过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。

3、控制系统把自来水通过控制阀，控制仪等送至太阳能以达到自动化控制。辅助电加热安置在水箱里，已备阴、雨、雪天使用，节电90%，并自动化运行。　　影响平板式集热器板芯性能的主要因素，一是结构设计，二是表面吸收涂层。设计良好的集热器的板芯肋片效率应该在93%以上。集热器的板芯肋片效率与板芯结构、表面处理以及集热器整体结构有关。集热器整体结构的影响可以用总传热系数来描述，其影响程度与自身的几何尺寸（肋片厚度、材质）是一样。也就是说，在同等效率的情况下，集热器热损小时板芯可以薄一些。选择性吸收表面可以提高集热效率，但是市面上这类产品为了提高经济效益，往往

4、肋片较薄。　　保温材料的好坏直接关系着热效率和晚间清晨的使用，在寒冷的东北尤其重要。目前较好的保温方式是进口聚氨脂保温，若配料、工艺、环境、温度不适，也会造成发泡不均或泡孔过大、工质缓慢漏失保温性逐渐下降的后果，这就需要厂家有专门的发泡机械、标准化模具和较高的工艺技术水平。水循环管路管径及管路分布的合理性直接影响到集热器的热交换效率。家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力，多数情况下，自然循环家用热水器系统管路中的流态都可以视为层流。集热器内管路系统的阻力主要来自沿程阻力，局部阻力的影响要小得多，其中支管的沿程阻力又比主管要大

5、得多。当水温升高后，由于运动粘度减小，沿程阻力变小，局部阻力的影响变大。　　二．太阳热水器从“制造”走向“智造”　　数字化一体机系统，是将传感器和水箱从根本上做了技术和结构的革新，实现了与水箱的一体原装，使其不受高温、水垢的影响，让传感器的使用寿命达到与太阳能热水器相同，即便是万一有损坏，也可即时更换，非常方便，从而做到真正意义上的“原装数字化”。在发展太阳能的同时,应看到机械设备自动化程度普遍偏低,没有掌握相应的核心技术,因而如何更好、更低成本的利用太阳能,也是现代机械自动化技术面临的挑战之一。　　目前中国市场上普及的是全玻璃太阳能集热真空

6、管。而国外成熟的集热器都是平板集热器，平板集热器具有寿命长、稳定性高、可回收的优点，但由于较真空管集热器成本稍高，国内生产的很多价格低廉的平板集热器性能确实不好，因此被国内主流太阳能厂家歪曲了平板集热器的性能。水箱内胆是储存热水的重要部分，其用材料强度和耐腐蚀性至关重要。市场上有不锈钢、搪瓷等材质。太阳能热水器的优点是安全、节能、环保、经济，尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主、电能为辅的能源利用方式，可全年全天候使用。普通式太阳能热水器：就是将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水的循环，使得水箱中的水温升高，这是目前厂家都采

7、用的。也是一只流行到现在的最常规的热水器。分体式热水器：分体式热水器是为了解决不是顶层用户也能使用太阳能热水器而诞生的。分体式的循环有2种，一种是靠水的自然循环，这种热水器热交换效率很低，远远不能满足用水要求；另一种是靠泵循环热交换，这也是为了解决自然循环效率低的问题，使用泵循环，可以明显改善水的热交换。　　太阳能热水器是由全玻璃真空集热管、储水箱、支架及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠玻璃真空集热管。集热管受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。　　　

8、　三．机械自动化之路探索研究　　当前，水位传染器多数采用金属部件，而金属部件的重要特征是热胀冷缩，热胀冷缩是物质的宏观变化，体积变大，而它的微观变化是：分子在获得热