内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）
1.2.1太阳能热水器的节能和经济效益分析
与电热水器的对比计算
太阳能热水器日产50℃热水90kg，取进水温度为15℃，则每天吸收太阳能13.23MJ，折合成电能3.657kWh。考虑到电热转换效率为98%，则相当于3.732kWh。以本地电价0.47元／kWh计，日节约电费1.75元。该太阳能热水器每年比电热水器节省费用640元，4年可全部收回投资。
与燃气热水器的对比计算
以通常家用的液化石油气为例，每钢瓶15kg，热值约42MJ／kg，议价45元。考虑到液化石油气的燃烧效率及排气热损失，取热量转换效率为70%，则13.23MJ热量要燃烧0.45kg液化石油气才能获得，折合燃料费用1.35元。该太阳能热水器每年可节约燃气费用493元，5年可全部收回投资。
与锅炉耗煤的对比计算
某锅炉烧热2吨50℃热水，耗煤300kg。按比例折算，太阳能热水器每天相当于节煤13.5kg。按煤价250元/t计算，太阳能热水器年节约燃料费1232元，基本上当年可收回投资的50%。
与洗浴收费的对比计算
按每人每次淋浴用热水30kg计算，太阳能热水器日产50℃热水可供3人洗浴。以本地淋浴最低价2元/（人.次）计，每天可产生效益6元，年产生效益2190元。2年之内不仅可收回该太阳能热水器的全部投资，并可产生一定的经济效益。 1.2.2太阳能热水器的环境效益分析
太阳能热水器不消耗常规燃料，对环境不产生污染。而煤、液化石油气的燃烧过程以及电能获取过程中都会对环境产生一定的污染。
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与电热水器对比
太阳能热水器日吸收热量13.23MJ，折合电能3.657kWh。考虑电热转换效率为98%，输电效率为95%（1996年全国电力线损率为8.53%），目前我国发电标准煤耗为350g／kWh，则采用太阳能热水器理论上每年可减排的大气污染物为：烟气4908.7Nm3，CO2 662.3Nm3，SO2 2.0Nm3。
与燃气热水器对比
太阳能热水器日吸收热量13.23MJ，折合燃烧液化石油气0.45kg。理论上每年可减排的大气污染物为：烟气1480.9Nm3，CO2 230.7Nm3，SO2 0.015Nm3。
与锅炉燃煤对比
采用太阳能热水器日节煤13.5kg。理论上每年可减排的大气污染物为：烟气39300Nm3，CO2 5302Nm3，SO2 15.9Nm3。
资源是社会经济发展的物质基础，经济愈发展，对资源的依赖性愈强。许多资源（如煤、石油、天然气等）是不可再生的，而且在利用过程中给人类生存环境带来极大污染，人类繁衍生息的物质和环境基础受到严峻挑战。加强清洁、可再生资源的开发利用，已引起全世界的普遍重视。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生资源，有节能、环保、安全和永续利用等优点，理应成为开发利用的首选。其中太阳能热水器作为家庭生活用品，其开发利用在我国已走过了二十多年的历程，生产技术成熟，具有明显优点： （一）从节能环保的角度讲，使用太阳能热水器不会对环境造成污染，同时为国家节约了大量能源，社会效益明显，是国家重点推广项目，使用前景广阔。
（二）太阳能热水器的使用寿命较长，使用太阳能热水器经济实惠。若使用合理，其寿命可达15年甚至更长。据测算，使用１平方米太阳能热水器，相当于每年节约３10度电。太阳能热水器的费用只有燃气热水器的七分之一，电热水器的六分之一。购置太阳能热水器一次性投资3000元左右，使用5至6年就可实现与其热水器的支出对比平衡。按照装置寿命15年计算，其经济效益是十分明显的。
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（三）太阳能热水器集热效果好，集热时间更长。只要阳光能照射到的地方，就可以使用太阳能热水器，即使在高寒地区一年四季也可以正常使用。在我国浙江、江苏、山东等地，太阳能热水器的研发和生产已形成规模，应用太阳能热水器的场所也由家居使用扩展到医院、学校、宾馆、饭店、游泳池、洗浴场所等
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第2章 系统硬件设计
2.1 控制系统组成及工作原理 2.1.1 系统的组成
如图2-1所示，本系统主要由控制器、自动控制阀、手动控制阀、水位检测电极、水温检测传感器、电阻加热丝、储水箱等组成。
控制器：主要通过里面的电磁阀控制YV1和YV2的通断，控制水温检测传感器检测水温、控制水位检测传感器检测水在水箱中的位置以及控制电阻加热丝加热。
自动控制阀：主要通过控制器控制，当水箱中的水的实际温度大于所设置的温度时，自动阀就自动打开往水箱中上水，直到上到上一个目标水位为止。
手动控制阀：当自动阀损坏时，可以通过手动阀进行上下水。
水位检测电极：主要用来检测水箱中水的位置，主要把水箱分成四等分，一共有五个电极，接地的电极放在最水箱的最底下，其余分别放在四等分点上，比如当水箱中的水在第一等分和第二等分之间，则显示水箱中有四分之一的水，当超过第二等分，则显示二分之一的水。
水温检测传感器：主要用来检测水箱中水的实际温度。AD590属于半导体集成电路温度传感器，测温范围-55℃- +150℃，在其二端加上一定的工作电压，其输出电流与温度变化成线性
电阻加热丝：主要用来加热水箱中水，使其达到用户所需要的温度。
储水箱：主要用于储存所用的水源。
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图 2-1 系统组成示意图 图 2-1 系统组成示意图 11