開源節(jié)流太陽能熱水器節(jié)水循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計報告定稿

長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書題目：“開源節(jié)流”太陽能熱水器節(jié)水循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計工藝設(shè)計方案設(shè)計√類型：指導(dǎo)老師：系別：電子信息工程學(xué)院班級：機電1331班學(xué)號：姓名：2015年12月12日

摘要本文簡要介紹了節(jié)水裝置的概念，組成，分類，特點，PLC控制的特點及國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r。

本文對太陽能熱水器節(jié)水裝置進(jìn)行總體方案設(shè)計，確定了節(jié)水裝置工作原理，制作初衷，同時，設(shè)計了節(jié)水裝置的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，計算出了每次節(jié)約的水費已經(jīng)節(jié)省的時間，設(shè)計了四合一結(jié)構(gòu)。設(shè)計出了增壓循環(huán)一體化技術(shù)和雙延時技術(shù)，大大提高了節(jié)約水的多少以及等待來水時間。利用可編程序控制程序?qū)ρh(huán)裝置進(jìn)行控制，選取了合適的單片機型號，安裝時，根據(jù)熱水管路長度設(shè)定好第一個延時時長，當(dāng)需要使用熱水時,啟動節(jié)水裝置開關(guān)，由水流開關(guān)發(fā)出電信號指令讓循環(huán)泵將熱水管中的冷水循環(huán)到水箱中，等過了設(shè)定的延時時長，打開水龍頭就有熱水。因第二個延時開關(guān)的作用，熱水器出熱水后，循環(huán)裝置自動停止工作，熱水器正常運行。關(guān)鍵詞循環(huán)泵；延時開關(guān)；單片機；循環(huán)水泵和溫度傳感器

目錄

TOC\o"1-3"\h\u1.緒論 52太陽能熱水器節(jié)水裝置概述 62.1節(jié)水裝置原理 62.2

節(jié)水裝置組成和分類 62.2.1節(jié)水裝置的組成 62.2.2

市場上的同類品牌各自優(yōu)劣 72.3技術(shù)水平 72.3.1增壓循環(huán)一體化技術(shù)的使用 72.3.2雙延時技術(shù)的獨家運用 72.3.3手機APP平臺控制wifi開關(guān)和單片機控制技術(shù)的完美結(jié)合運用 82.3.4耐高溫、耐干磨設(shè)計。 82.3.5自動檢測功能 82.4新穎性和獨特性 82.4.1個性化設(shè)置。 82.4.2適用性廣。 82.4.3智能化遙控。 82.4.4使用范圍廣。 82.5用途和應(yīng)用范圍 92.5.1用途： 92.5.2應(yīng)用范圍： 93．經(jīng)濟壽命和所處階段 103.1經(jīng)濟壽命 103.2所處階段 104．市場保護措施 114.1對于產(chǎn)品核心技術(shù) 114.2在市場經(jīng)營方面 114.3商標(biāo)、品牌保護方面 115.項目研發(fā)計劃 126.項目作品生產(chǎn)計劃 137．結(jié)論 14參考文獻(xiàn) 14致謝 15附錄委托加工合同意向書 15

1.緒論本文簡要介紹了節(jié)水裝置的概念，組成，分類，特點，PLC控制的特點及國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r。

本文對太陽能熱水器節(jié)水裝置進(jìn)行總體方案設(shè)計，確定了節(jié)水裝置工作原理，制作初衷，同時，設(shè)計了節(jié)水裝置的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，計算出了每次節(jié)約的水費已經(jīng)節(jié)省的時間，設(shè)計了四合一結(jié)構(gòu)。設(shè)計出了增壓循環(huán)一體化技術(shù)和雙延時技術(shù)，大大提高了節(jié)約水的多少以及等待來水時間。利用可編程序控制程序?qū)ρh(huán)裝置進(jìn)行控制，選取了合適的單片機型號，安裝時，根據(jù)熱水管路長度設(shè)定好第一個延時時長，當(dāng)需要使用熱水時,啟動節(jié)水裝置開關(guān)，由水流開關(guān)發(fā)出電信號指令讓循環(huán)泵將熱水管中的冷水循環(huán)到水箱中，等過了設(shè)定的延時時長，打開水龍頭就有熱水。因第二個延時開關(guān)的作用，熱水器出熱水后，循環(huán)裝置自動停止工作，熱水器正常運行。

2太陽能熱水器節(jié)水裝置概述

2.1節(jié)水裝置原理太陽能熱水器剛啟動時，由于熱水管路較長，要將熱水管中的冷水排完才有熱水，每次冷水排放時間長達(dá)1-4分鐘，造成了極大的浪費和不方便。為解決這個問題，我們成功研發(fā)了“太陽能熱水器雙延時控制自動熱水循環(huán)裝置”安裝時，根據(jù)熱水管路長度設(shè)定好第一個延時時長，當(dāng)需要使用熱水時,啟動節(jié)水裝置開關(guān)，由水流開關(guān)發(fā)出電信號指令讓循環(huán)泵將熱水管中的冷水循環(huán)到水箱中，等過了設(shè)定的延時時長，打開水龍頭就有熱水。因第二個延時開關(guān)的作用，熱水器出熱水后，循環(huán)裝置自動停止工作，熱水器正常運行。簡單地說，裝上節(jié)水循環(huán)裝置后，需要用熱水時,提前幾十秒啟動一下節(jié)水裝置,即可實現(xiàn)“一開即見熱水”2.2

節(jié)水裝置組成和分類

2.2.1節(jié)水裝置的組成

該裝置由遙控開關(guān)、按鍵開關(guān)、水流開關(guān)、單片機、循環(huán)水泵和溫度傳感器組成,并通過電子技術(shù)完美結(jié)合而成，是一款實用新型產(chǎn)品。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖2-1所示。節(jié)水裝置組成方框圖:Water-savingdevicecompositionblockdiagram（一)執(zhí)行機構(gòu)

包括延時開關(guān)，循環(huán)泵，單片機等

1、延時開關(guān)

憑借此技術(shù)獲得了實用新型發(fā)明專利。該技術(shù)可根據(jù)用戶熱水管實際長度設(shè)定循環(huán)泵自動開關(guān)時間，控制循環(huán)裝置，個性化定制的同時將能耗降到最低點。2、循環(huán)泵循環(huán)泵可加速水循環(huán)的速度，減少等待熱水的時間，還可增強水壓，解決了農(nóng)村因水壓不夠無法使用熱水器的問題3、單片機可實現(xiàn)節(jié)水裝置的智能遙控操作，讓距離不再是問題，可在房間任意位置控制節(jié)水裝置開關(guān)

(二)控制系統(tǒng)

安裝時，根據(jù)熱水管路長度設(shè)定好第一個延時時長，當(dāng)需要使用熱水時,啟動節(jié)水裝置開關(guān)，由水流開關(guān)發(fā)出電信號指令讓循環(huán)泵將熱水管中的冷水循環(huán)到水箱中，等過了設(shè)定的延時時長，打開水龍頭就有熱水。因第二個延時開關(guān)的作用，熱水器出熱水后，循環(huán)裝置自動停止工作，熱水器正常運行。

(三)水溫檢測裝置

通過溫度傳感器，直接可以從外部看出溫度的大小，在我們的升級換代產(chǎn)品中，可以實現(xiàn)手機app和智能遠(yuǎn)程控制。2.2.2

市場上的同類品牌各自優(yōu)劣品牌有海鹽開暢電子?xùn)|日太陽能制造廠芬尼、威樂、好特、寶源、其中海鹽和東日生產(chǎn)太陽能熱水管排空閥，與節(jié)水裝置不一樣，且他們的主要業(yè)務(wù)為太陽能熱水器，排空閥僅僅是拓展芬尼的節(jié)水裝置，針對的是大工程項目系統(tǒng)，且售價較高和威樂、好特、寶源三個品牌比較，這三個品牌市場覆蓋面不是很廣，湖南的實體店市場是空缺。相比較，我們的優(yōu)勢在于，掌握雙延時技術(shù)專利，很好地控制了成本，具備價格優(yōu)勢我們的劣勢在于，產(chǎn)品過于單一，針對同類產(chǎn)品的競爭，當(dāng)然，我們要不斷升級換代，進(jìn)行技術(shù)更新和研發(fā)，實現(xiàn)產(chǎn)品的多元化。2.3技術(shù)水平2.3.1增壓循環(huán)一體化技術(shù)的使用可謂國內(nèi)領(lǐng)先，極大提高了太陽能熱水器使用的舒適性，解決了農(nóng)村家庭、別墅等因水壓不足，無法使用熱水器的問題；2.3.2雙延時技術(shù)的獨家運用為國內(nèi)首創(chuàng)，可以根據(jù)客戶家熱水管長度和使用熱水的時長，個性化設(shè)置兩個延時時長，省去了手動操作的麻煩，實現(xiàn)了節(jié)水裝置的全自動運行。2.3.3手機APP平臺控制wifi開關(guān)和單片機控制技術(shù)的完美結(jié)合運用可實現(xiàn)節(jié)水裝置的智能遙控操作，讓距離不再是問題，可在房間任意位置遙控循環(huán)裝置開關(guān)。2.3.4耐高溫、耐干磨設(shè)計。循環(huán)裝置可用于100攝氏度高溫，使用壽命長；2.3.5自動檢測功能循環(huán)裝置主板具有自動檢測功能，隨時檢測裝置運行情況，出現(xiàn)故障及時報警。2.4新穎性和獨特性2.4.1個性化設(shè)置。雙延時技術(shù)的使用，可以個性化設(shè)置循環(huán)裝置的運行時間，既節(jié)能又能提升熱水器使用的舒適度；2.4.2適用性廣。該裝置與現(xiàn)有的太陽能熱水器的儀表控制不沖突，不需要改變太陽能熱水器的安裝線路，已安裝的太陽能熱水器可使用、更換熱水器品牌對循環(huán)裝置功能發(fā)揮不造成影響；2.4.3智能化遙控。單片機控制技術(shù)和手機APP平臺的運用，可以智能化遙控節(jié)水裝置的開關(guān)。2.4.4使用范圍廣。相比較海鹽開暢、東日等品牌的排空閥，針對的是熱水管道排空防凍裂的北方市場，芬尼循環(huán)系統(tǒng)針對的大型工程市場，太陽能熱水器雙延時控制自動熱水循環(huán)裝置體積小巧、安裝方便，可安裝于熱水器與水龍頭之間的任意位置，南北通用、城鄉(xiāng)兼顧。2.5用途和應(yīng)用范圍2.5.1用途：第一，用于太陽能、空氣能熱水器等設(shè)備的熱水循環(huán)，使用熱水前，循環(huán)裝置先將熱水管中的冷水循環(huán)至水箱，即可實現(xiàn)龍頭一開、熱水即來，這樣，節(jié)省了時間，無需等待；節(jié)約了水資源，實現(xiàn)了冷水循環(huán)利用；第二，用于農(nóng)村家庭、別墅等區(qū)域的生活用水增壓。第三，用于北方家庭冬天水管防凍裂，能將水管中儲存的水排空。2.5.2應(yīng)用范圍：第一，普通家庭、學(xué)校、企業(yè)、酒店、公共衛(wèi)浴澡堂等第二，太陽能一體化建筑第三，太陽能熱水器、空氣能熱水器升級換代過程中的技術(shù)運用等。

3．經(jīng)濟壽命和所處階段3.1經(jīng)濟壽命太陽能熱水器的經(jīng)濟壽命。作為國家新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點，宏觀政策和消費趨勢都為太陽能熱水器行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的市場環(huán)境，2009年太陽能熱水器“下鄉(xiāng)”，標(biāo)志著太陽能熱水器得到國家認(rèn)可，中國太陽能熱水器行業(yè)已邁入新的時代。未來5-10年中國太陽能熱水器市場保有量仍將保持20%以上的增長率。項目的經(jīng)濟壽命。太陽能熱水器的巨大市場前景和不可估量的經(jīng)濟壽命，告訴我們，作為它的必備的配備裝置，太陽能熱水器節(jié)水循環(huán)裝置也有著巨大的市場容量有待挖掘。從循環(huán)裝置本身來說，一直以來都是作為太陽能熱水器生產(chǎn)廠家的附帶產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)銷售，作為一個行業(yè)的良性運作來說，還剛剛起步，有著巨大潛力的同時，也面臨市場主體參差不齊、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、企業(yè)技術(shù)研發(fā)實力弱等諸多問題，這是太陽能熱水循環(huán)系統(tǒng)這一項目經(jīng)濟壽命中的不確定因素。如何規(guī)避這些問題，我們將在風(fēng)險應(yīng)對中詳細(xì)闡述。3.2所處階段太陽能熱水器節(jié)水循環(huán)裝置行業(yè)處于逐步成熟穩(wěn)定階段，市場上已有芬妮、威樂、好特等品牌，與之比較，我們的優(yōu)勢體現(xiàn)在技術(shù)的綜合利用和使用范圍更廣方面，我們的產(chǎn)品還針對農(nóng)村家庭這一空白市場。項目所處階段：已經(jīng)投入生產(chǎn)，并已運營一年，實現(xiàn)盈利3萬余元；已經(jīng)順利入住長沙民政學(xué)院創(chuàng)業(yè)孵化基地，并獲得5萬元創(chuàng)業(yè)資助補貼；已經(jīng)初步形成自己的融資方式和營銷模式；已經(jīng)簽訂代加工生產(chǎn)合同；已經(jīng)組建精誠合作的團隊；已經(jīng)開辟網(wǎng)絡(luò)銷售平臺；已經(jīng)著手建立自己的門店

4．市場保護措施為了讓項目實現(xiàn)良性循環(huán)，項目團隊已經(jīng)開始著手對項目進(jìn)行合理的保護：4.1對于產(chǎn)品核心技術(shù)已獲得一項國家專利（專利號：ZL201320438027.X）對已研發(fā)成功的傳感器運用的智能遙控技術(shù)和手機APP客戶端正著手申請國家專利；4.2在市場經(jīng)營方面“太陽能熱水器雙延時控制自動熱水循環(huán)裝置”創(chuàng)業(yè)項目已經(jīng)取得了取得合法工商登記。并積極籌劃擴大經(jīng)營，正申請注冊公司；4.3商標(biāo)、品牌保護方面產(chǎn)品正積極申請商標(biāo)和相關(guān)品牌知識產(chǎn)權(quán)保護；從這3方面可以看到對于產(chǎn)品，我進(jìn)行了較好的市場保護，有效的確保項目在一定時期內(nèi)在市場上擁有創(chuàng)新性和核心競爭力。

5.項目研發(fā)計劃第一代產(chǎn)品“太陽能熱水器雙延時控制自動熱水循環(huán)裝置”已經(jīng)研發(fā)成功，獲得國家專利，并投入生產(chǎn)，開始運營；第二代產(chǎn)品“智能遙控?zé)崴h(huán)裝置”已研發(fā)成功，通過試生產(chǎn)試運行，正申請國家專利，預(yù)計2015年8月獲得國家專利證書；第三代產(chǎn)品“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的手機APP平臺控制的熱水循環(huán)裝置”也已研發(fā)成功，正在進(jìn)一步調(diào)試階段，預(yù)計將于2015年7月遞交專利申請。

6.項目作品生產(chǎn)計劃第一步，已從2014年開始小批量生產(chǎn)300臺，現(xiàn)已全部銷售完畢第二步，由于經(jīng)營范圍的進(jìn)一步擴大，為滿足正在籌備的入駐長沙門店的市場需求，我們已與長沙龍馬暖通有限公司簽訂代加工協(xié)議，并形成三年生產(chǎn)規(guī)劃，計