太阳能光热利用实训室主要针对太阳能光热利用课程的相关实训项目开设,是新能源专业的一个重要培养方向。该实训室主要开展集热器的组装与性能测试、家用太阳能热水系统的安装与故障检修、太阳能热水器智能控制系统设计、民用建筑太阳能供热设计等项目。
(1)集热器的组装与性能测试。对太阳热能的利用,历史悠久,获取便捷。而太阳能集热器是绝大多数太阳能热利用系统的关键组成部分,集热器的优劣直接决定着热利用的效率高低。若某太阳能热水系统需要平板集热器(图4-1)进行光热转换,分析集热器的原理与结构,选择合适的材料充当透明盖板、吸热板、流体管道、隔热层与外壳。组装制作简易的平板集热器,并进行热性能测试。
图4-1 平板集热器的结构示意图
该项目要求学生掌握以下内容:
①深入理解集热器的原理与结构。
②组装集热器并进行热性能测试。
(2)家用太阳能热水系统的安装与故障检修。太阳能热水器顾名思义,就是指获取太阳的热量,对热水器中的水进行加温的设施,绿色清洁,属于对新能源的利用。除此之外,常见的热水器还有电热水器与燃气热水器,使用的则是常规能源。太阳能与水的结合在客观世界中处处存在,小到平日里的衣物晾晒,大到时刻进行的大气水循环,一般而言,太阳能利用的基本方式可以分为光—热利用、光—电利用、光—化学利用、光—生物利用四类,家用太阳能热水器属于其中的光热利用,也是成本较低的一类,因此得到了大量普及。故而对家用太阳能热水器的原理、结构、安装、检修的了解与掌握显得很有必要,在此基础上,利用专业化的软件对以热水器为核心的太阳能光热系统的优化设计,则是今后发展的必然趋势。该项目要求学生掌握以下内容。(www.daowen.com)
①深入理解家用太阳能热水器的原理与结构。
②掌握家用太阳能热水器的安装与检修的方法。
③初步掌握利用相关设计软件对太阳能光热系统进行优化设计的基本方法。
(3)太阳能热水器智能控制系统设计。太阳能热水器使用方便,节能,无污染,普及推广迅速。目前市场上太阳能热水器的控制系统大部分都存在着或多或少的缺点:功能单一、操作复杂、控制不方便等。随着人们生活水平的提高和电子技术的发展,这样的太阳能热水器控制系统越来越不适应人们的生活需求,开发一种控制方便、操作灵活的太阳能热水器的管理控制系统,有利于更好地使用太阳能热水器系统。
要求以单片机作为核心部件设计智能管理控制系统,实时采集温度和水位数据,并设置报警系统,当水位不符合某一标准时发出报警信号(高、低水位报警控制),当水温不符合设定的温度时发出报警,还有定时提醒加水的功能,以及辅助能源加热功能。
(4)民用建筑太阳能供热设计。现代建筑为满足居住者的舒适要求和使用需要,具备供暖、空调、照明等一系列功能,用太阳能代替常规能源提供建筑物的上述功能要求,即为太阳能建筑。太阳能在建筑中的应用,主要包括采暖、降温、干燥以及提供生活和生产用热水。通常,把利用太阳能采暖或降温的建筑物称为太阳房。要求了解太阳的结构及工作原理,并结合自己所在省份的太阳能资源情况,提出被动式太阳房的设计方案。
此外,人类利用太阳能历史最悠久、应用最广泛的应属太阳能干燥。自古以来人们利用太阳能把食品、农副产品干燥加工,保存起来。这种直接的摊晒、晾晒的干燥方法算是最直接的被动式太阳能干燥应用。随着太阳能热利用事业的深入发展,出现了太阳能干燥器、太阳能干燥间,更好地利用太阳能来干燥物品。要求了解太阳能干燥器、太阳能干燥间的结构及工作原理,结合所在省份的太阳能资源情况,为某一农副产品提供干燥间设计方案。
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