小型萬向太陽能熱水器的設計與建模

蔡佳麟 譚毅業 林泳

摘 要：在煤炭石油等化石資源日益枯竭的今天，開發新型能源產品已勢在必行。主要研究與設計了一款針對嶺南地區的小型萬向太陽能熱水器，以增加對太陽能的使用時間，提高在有效采光面積內的熱轉換率，增加有效的熱水量，同時提升熱水器對安裝環境的適應性。

關鍵詞：太陽能；高效應用；熱水器

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.23.094

1 小型萬向太陽能熱水器建模設計

1.1 組成與設計要求

如圖1、圖2、圖3所示，小型萬向太陽能熱水器主要由儲水箱、出水管、太陽能支撐板、太陽能板、集熱功能管、傳感器、集熱板、支架、太陽能板支架、太陽能板、主體機座、蓄電池、進水管、儲水箱支架、齒輪柱、輔助支撐連接桿、螺旋支撐柱、齒輪副、軸承、電機等構成。

儲水箱支架與熱水器支架可安裝萬向輪，亦可安裝于陽臺、屋頂、墻壁上等。

1.2 總體設計

小型萬向太陽能熱水器主要由熱水器、蓄電裝置、轉動控制裝置、角度調節裝置、儲水保溫裝置與控制單元搭建而成，結構如圖1所示。

1.3 工作流程

如圖1、圖2、圖3所示，熱水器中的集熱板將能量集中于集熱功能管將進水管流入的水加熱，熱水從出水管流入儲水箱中；蓄電裝置中的太陽能板將太陽能轉換為電能，儲存于蓄電池中，用于夜間熱水供應不足時加熱儲水箱中的水；轉動控制裝置中的齒輪副由電機帶動集熱板向著日照方向轉動，讓集熱功能管盡可能接受較長時間的日照；角度調節裝置中的輔助支撐連接桿與螺旋支撐柱可根據緯度的不同調節集熱板的角度，以便盡可能的獲得最大的太陽輻射量。……