智能型太阳能热水器测控仪—开题报告(共13页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 毕业设计(论文)开题报告题 目: 智能型太阳能热水器测控仪设计 学 院: 电气信息学院 专 业: 自动化 学生姓名: 康眺 学 号: 9 指导教师: 王迎旭 2011 年 03 月 25 日开题报告填写要求1开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论
2、文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇(不包括辞典、手册),其中至少应包括1篇外文资料;对于重要的参考文献应附原件复印件,作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸,并装订单独成册,随毕业设计(论文)说明书等资料装入文件袋中。专心-专注-专业毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1文献综述: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2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。文献综述一能源危机和环境问题 能源是人类生存和发展最重要的物质基础。人类现在应用的能源主要是煤炭,石油和天然气等化石能源,它们对人类的
3、生存和发展做出了巨大贡献,人类依靠他们取得了辉煌的经济发展和科技,文化的进步。但发展到今天,这些能源所特有的资源有限性和对生态和环境的危害性越来越突出,己成为人类面临的巨大威胁与挑战。人类社会的可持续发展,必须寻求新的能源发展道路。大力提高能源利用效率,千方百计地节约能源,开发利用资源无限,可以再生,与生存环境和谐的新能源和可再生能源,是可持续发展的能源发展之路。21世纪将是能源更迭的世纪,新能源和可再生能源大发展的新世纪。1目前,在能源的需求结构中,石油所占的比例约为40%,煤约占20%,天然气约占10%。1970年以来,由于人口的增长和经济的发展,人类对能源的需求量还在不断增加,任何一种能
4、源的开发和利用都会对环境造成一定的影响。如水能的开发和利用可能会造成地面沉降、地震、生态系统变化等;地热能的开发和利用可能导致地下水污染和地面下沉。在不可再生能源和可再生能源中,不可再生能源对环境的影响比可再生能源严重。煤、石油、天然气等不可再生能源的大量利用,加剧了环境的恶化。能源对环境的污染主要表现在:温室效应:地球大气中的二氧化碳含量增加导致气温升高,这就是所谓的“温室效应”。据研究,20世纪80年代全球平均气温不上个世纪升高了0.6。最近的预测发现,当CO2浓度增加为目前的两倍,地表面平均温度将上升1.54.5。这将引起两极附近的冰川大量融化,导致海平面升高,很多岛屿将沦为泽国,沿海城
5、市也将受到威胁。酸雨:天然降水的pH值一般为6.55,一般将pH值小于5.6的降水称为酸雨。可能引起雨水酸化主要物质是SO2和NOx,而上述两类物质的90%都是燃烧化石燃料造成的。破坏臭氧层:臭氧是氧的同素异性体,它存在于地面10km以上的大气平流层中,吸收掉太阳辐射中对人类、动物、植物有害的紫外辐射的屏障。研究表明,臭氧浓度降低1%,地面紫外线辐射强度将提高2%,这将导致皮肤患者数量的增加。影响人体健康:化石燃料燃烧时排放的大量烟尘、SO2、H2S、NOx等还会影响人体健康。有资料表明来源与生活及取暖用煤和生物质燃烧造成的室内空气污染每年约造成11.1万例早亡;城市内一些大气污染严重地带,呼
6、吸道疾病发病率上升近50%,肺碍死亡率上升近20%。23 二太阳能资源太阳是一个炽热的气态球体,蕴藏着巨大的能源。其主要组成气体为氢(约80 )和氦(约19%),由于太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应,所以不断地释放出巨大的能量。根据目前太阳产生核能的速率估算,其氢的储量足够维持600亿年。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但己高达1. 73 X 10,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,因此太阳能可以说是用之不竭的。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源
7、于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。我国幅员广大,有着十分丰富的太阳能资源,除了局部地区(如四川、贵州等地)不适合太阳能利用外,我国大部分地区都适合利用太阳能。据估算,每年中国陆地接收的太阳能辐射总量相当于24000亿吨标准煤,年均辐射量约为5900兆焦耳/平方米。我国太阳能资源分布的主要特点有:太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22度至35度。这一带,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心。青藏高原平均海拔高度在4000m以上,大气层稀薄
8、而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。例如被人们称为旧光城”的拉萨市,1961年至1970年的平均值,年平均日照时间为3005.7h ,相对日照为68 ,太阳总辐射为8160M J/m2-a,比全国其它省区和同纬度的地区都高。四川盆地雨多、雾多,晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市,年平均日照时数仅为1152.2h ,相对日照为26%a太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除西藏和新疆两个自治区外,基本上是南部低于北部;由于南方多数地区云雾雨多,在北纬30“-40“地区,太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反,太阳能不是随着纬度的增加而减少,而是随着纬度的增加而增长。“八
9、五 ” 期间,我国有关的研究将我国的太阳能资源划分为五类地区。一、二、三类地区,年日照时数大于2000h,辐射总量高于5000 MJ/m2,是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区,面积较大,约占全国总面积的2/3以上,具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差,但仍有一定的利用价值。4太阳能的优缺点:优点:(1)太阳能的覆盖面广,利用起来不受地域限制,不像其他化石能源那样需要开采 、运输,这对于常规能源缺乏的地区和交通不发达的农村、海岛和边远地区有更实际的意义。(2)太阳能是人类可以利用的最丰富的能源,蕴藏量十分巨大,相对于地球的寿命来说,是用之不竭的。(3)太阳能是一种洁净的能
10、源,应用太阳能不会引起大气污染;不会扰乱地球的热平衡,产生异常现象;不会影响生态平衡,破坏生态系统。(4)太阳能与其他能源相比,安全性能最好,不会造成人身伤亡危害。缺点:(1)太阳能的能量分散,是一种低密度的间断性能源。要采集到足够功率的能量,收集装置面积必须大,需要较大量的设备投资。(2)太阳能的强度受各种因素季节、地点、气候等)的影响而不能维持常量,必须有储能装置。目前,国内外已研制了多种的储能系统,但都不理想,具体应用也有一定困难。【5】三、我国太阳能热水器发展概况及目前使用情况 我们国家追溯历史在1958年,天津大学有12.6平米的太阳能浴室。到1973年世界能源危机,寻求可再生能源,
11、我国在上世纪70年代末起,加大研发与生产太阳能集热器。1979年前后我国有些单位迎头研发全玻璃真空管集热器。清华大学运用电真空物理的背景,坚持了下来。结构就是一个拉长的暖棚,只不过在内玻璃管上有一层选择性吸收涂层。清华大学的发明专利就是铝氮/铝太阳选择性吸收涂层,在世界上开创用单个铝阴极通过磁控溅射制备红外低发射率低层、铝氮化铝吸收太阳光的陶瓷薄膜和淡化铝减反膜三个部分。使用真空管的集热器可在严寒、低太阳辐射下利用,很适合多种气候。 这是一个选择性吸收涂层的结构,吸收层每层只有10到30个纳米,低发射层是到150纳米。想要达到科研的水平产量要减一半。2001年到2006年太阳能热利用产业快速发
12、展。中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国,年产量约为世界各国之和,已有一百多家太阳能热水器生产厂。2006年销售额近300亿元,提供就业机会60多万个。中国太阳热水器2005年安装量为世界的77%。真空管型约占世界总产量的90%以上,硼硅玻璃3.3年产量约占世界70%,吸气剂约占世界95%以上,年约1.9亿支真空集热管用,年约0.9亿支显象管用。大量显象管都在中国生产,吸气剂也在中国生产。国内外太阳能热水器使用量增长如此之快,其根本原因是:能源问题、环保问题是当今世界各国面临的主要问题之一。太阳能热水器是、环保产品,故受到广泛重视,发展极快,预计今后每年将以15%20%的速度发展6。我国现
13、阶段,太阳能热水器在太阳能利用中居主导地位,并以民用为主。太阳能热水器在我国己有20多年的生产和应用历史。随着人们生活水平的不断提高,对生活热水需求的激增促进了太阳能热水器市场的迅速发展。近年来,太阳能热水器的市场以30%的速率递增,到2000年我国已有约500个具有一定规模的太阳能热水器生产企业,年销售量已达600万衬,总安装量达2600万衬25)但我 国 现 有的太阳能热水器绝大多数为家用小型太阳能热水器,其推广使用受到很大的制约。现在,太阳能热水器的全寿命期费用大大低于电热水器和燃气热水器。据测定,Irnz面积的太阳能热水器可供2-3人使用,相比电热水器年节约电费45。元,长期效益十分可
14、观+。但因家用小型太阳能热水器大多由每个家庭分散独立安装,粗放的安装和使用方式对其性能和外观造成了很大影响。太阳能热水器没能与建筑完美地结合,给景观和安全带来了不利效果,甚至出现了先安后拆的现象,给太阳能热水器产业的进一步发展造成很大障碍。为什么会出现以上问题和矛盾呢?主要原因是,在住宅的设计和建造中,因没有与太阳能热水器一体化建造设计,所以导致安装和使用的不便。房地产开发商在这方面也考虑不周,虽然有的开发商意识到这一点,只在侧外墙装几根供住宅敷设热水管之用的UPVC管,并没有合理周全的设计从根本上解决问题。太阳能热水器的产品制造商缺乏对建筑结构和构造的了解,太阳能热水器的设计和安装不够合理,
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