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第1章 太阳能利用基础知识1

1.1 太阳-地球-月球1

1.1.1 太阳-地球-月球的运动关系1

1.1.2 地球绕太阳的运动规律2

1.1.3 地球公转与季节变化2

1.1.4 地球温度带的划分4

1.2 历法与日期5

1.2.1 阳历、阴历、农历5

1.2.2 时区与时间7

1.2.3 时辰10

1.2.4 二十四节 气10

1.3 太阳辐射能11

1.3.1 太阳11

1.3.2 太阳辐射光谱13

1.3.3 太阳辐射能14

1.3.4 太阳常数14

1.3.5 大气层对太阳辐射的影响15

1.3.6 到达地面的太阳辐射类别16

1.3.7 太阳辐射能的特点16

1.4 我国太阳能资源17

1.4.1 资源特点17

1.4.2 资源分区18

1.5 与太阳能利用有关的计算18

1.5.1 太阳赤纬角18

1.5.2 太阳时角19

1.5.3 太阳高度角19

1.5.4 太阳方位角20

1.5.5 太阳光照阴影长度的计算21

1.5.6 太阳能采光面的倾角22

1.5.7 大气质量22

1.5.8 大气透明度24

1.5.9 太阳能辐照量计算25

第2章 家用太阳能热水系统31

2.1 开式家用太阳能热水系统31

2.1.1 系统组成31

2.1.2 工作原理32

2.1.2.1 手动控制系统工作原理32

2.1.2.2 智能控制系统工作原理33

2.1.3 主要部件33

2.2 闭式家用太阳能热水系统34

2.2.1 系统组成34

2.2.2 工作原理35

2.2.3 主要部件35

第3章 太阳能热水器37

3.1 闷晒式太阳能热水器37

3.1.1 结构组成37

3.1.2 工作原理37

3.1.3 主要部件37

3.1.4 常见产品38

3.2 平板太阳能热水器40

3.2.1 结构组成40

3.2.2 工作原理40

3.2.3 主要部件41

3.2.4 常见产品42

3.3 全玻璃真空太阳集热管与热水器43

3.3.1 全玻璃真空太阳集热管43

3.3.1.1 结构组成43

3.3.1.2 工作原理43

3.3.1.3 主要部件43

3.3.1.4 产品类别44

3.3.1.5 产品命名45

3.3.1.6 技术要求46

3.3.2 常规全玻璃真空管热水器47

3.3.2.1 结构组成47

3.3.2.2 工作原理48

3.3.2.3 主要部件48

3.3.2.4 常见产品49

3.3.3 带速热换热器的全玻璃真空管热水器50

3.3.3.1 结构组成50

3.3.3.2 工作原理50

3.3.3.3 产品特点51

3.4 玻璃-金属封接热管真空管与热水器52

3.4.1 热管知识52

3.4.1.1 热管类别52

3.4.1.2 工作原理52

3.4.1.3 热管特点53

3.4.1.4 热管寿命影响因素53

3.4.2 玻璃-金属封接热管真空管54

3.4.2.1 结构组成54

3.4.2.2 工作原理55

3.4.2.3 产品类别55

3.4.3 玻璃-金属封接热管真空管热水器55

3.4.3.1 结构组成与工作原理55

3.4.3.2 主要部件56

3.4.3.3 常见产品57

3.5 全玻璃热管真空太阳集热管与热水器57

3.5.1 全玻璃热管真空太阳集热管57

3.5.1.1 结构组成57

3.5.1.2 工作原理57

3.5.1.3 产品型号59

3.5.2 全玻璃热管真空管热水器59

3.5.2.1 结构组成59

3.5.2.2 工作原理60

3.6 太阳能热水器配附件60

3.6.1 自动补水箱60

3.6.2 电加热器61

3.6.2.1 结构组成61

3.6.2.2 与水箱连接方式62

3.6.2.3 电加热管外管材料62

3.7 家用太阳能热水器分类与标识63

3.7.1 产品分类63

3.7.2 产品标识63

第4章 系统管材阀门与配附件67

4.1 常用管材67

4.1.1 非金属管材67

4.1.2 金属管材69

4.2 常用阀门70

4.3 常用管路保温与外护材料74

4.4 管路防冻电伴热带75

4.4.1 结构组成75

4.4.2 工作原理75

4.4.3 产品类别76

4.4.4 注意事项76

第5章 智能控制仪78

5.1 控制仪组成部件78

5.2 工作原理81

5.3 产品类别81

5.4 控制仪功能82

5.5 技术要求82

5.6 家用控制仪的命名与标记82

第6章 太阳灶84

6.1 箱式太阳灶84

6.1.1 结构组成84

6.1.2 工作原理84

6.1.3 各部件功用与性能要求84

6.1.4 普通箱式太阳灶85

6.1.5 加反射镜的箱式太阳灶85

6.1.6 常见箱式太阳灶86

6.2 聚光式太阳灶87

6.2.1 结构组成与各部件作用87

6.2.2 聚光式太阳灶类别88

6.2.3 工作原理89

6.2.4 常用材料90

6.2.5 性能参数91

6.2.6 技术要求93

6.2.7 调试方法93

6.2.8 使用维护94

第7章 家用系统安装工具使用知识96

7.1 五金工具96

7.1.1 扳手96

7.1.2 螺丝刀99

7.1.3 钳子100

7.1.4 钢卷尺102

7.1.5 手锤103

7.2 PAP与PEX管材铺设专用工具104

7.2.1 管剪104

7.2.2 圆管器105

7.2.3 弯管弹簧106

7.3 PP-R管热熔机106

7.4 不锈钢波纹管安装工具108

7.4.1 割管器108

7.4.2 平口器109

7.5 铜管铺设工具109

7.5.1 铜管割管器109

7.5.2 铜管弯管器109

7.5.3 铜管扩管器110

7.6 电工工具112

7.6.1 试电笔112

7.6.2 万用表114

7.7 电动工具116

7.7.1 冲击钻116

7.7.2 电锤117

第8章 家用系统安装119

8.1 确定安装方案119

8.2 现场检验搬运与吊装119

8.3 太阳能热水器安装120

8.3.1 本体组装120

8.3.2 防风固定121

8.3.3 室内安装121

8.3.4 室内外管路铺设122

8.3.5 系统检漏与冲洗123

8.3.6 电伴热带铺设124

8.3.7 管路保温124

8.3.8 强弱电线缆铺设125

第9章 家用系统调试移交127

9.1 系统调试127

9.1.1 单机调试127

9.1.2 联动调试128

9.2 向用户讲解内容128

9.3 系统移交128

9.4 注意事项129

第10章 家用系统故障判断与维修130

10.1 故障判断130

10.2 故障维修131

第11章 太阳能热水工程系统133

11.1 系统组成与各部分功用133

11.2 系统类别134

11.3 循环系统与直流系统136

11.3.1 自然循环系统136

11.3.1.1 系统运行原理136

11.3.1.2 系统循环分析136

11.3.1.3 系统主要参数的确定原则138

11.3.2 强制循环系统139

11.3.2.1 系统原理139

11.3.2.2 流量分配分析140

11.3.2.3 流量均布措施141

11.3.3 直流系统142

11.3.3.1 系统原理142

11.3.3.2 产热水过程分析142

11.3.3.3 直流系统控制方式143

11.3.4 三种系统特点比较144

11.4 直接系统与间接系统144

11.4.1 直接系统144

11.4.1.1 系统特点144

11.4.1.2 系统注意事项145

11.4.2 间接系统145

11.4.2.1 系统特点145

11.4.2.2 间接系统的形式145

11.5 常压系统和承压系统146

11.5.1 常压系统146

11.5.1.1 系统受压分析146

11.5.1.2 系统注意事项147

11.5.2 承压系统147

11.5.2.1 系统的组成与功用147

11.5.2.2 系统的受压过程分析148

11.5.2.3 系统注意事项149

11.6 带辅助热源的太阳能系统149

11.6.1 辅助加热方式149

11.6.1.1 锅炉辅助加热149

11.6.1.2 电热管辅助加热系统150

11.6.1.3 换热器辅助加热系统151

11.6.2 带辅助热源的太阳能热水系统152

11.7 系统常见形式152

11.7.1 自然循环系统常见形式152

11.7.2 强制循环系统常见形式156

11.7.3 直流系统常见形式157

第12章 太阳能集热器160

12.1 产品种类160

12.2 平板型太阳能集热器160

12.2.1 结构原理160

12.2.2 各部件作用与技术要求161

12.2.2.1 透明盖板161

12.2.2.2 吸热板162

12.2.2.3 吸收涂层163

12.2.2.4 保温层165

12.2.2.5 外壳165

12.2.3 平板集热器分类与命名165

12.2.3.1 分类165

12.2.3.2 结构尺寸165

12.2.3.3 命名166

12.2.4 平板集热器能量平衡分析167

12.2.4.1 平板集热器的能量平衡方程167

12.2.4.2 平板集热器各部分的热损失168

12.2.4.3 减少平板集热器热损失的途径169

12.2.5 平板集热器的热效率169

12.2.5.1 集热器的瞬时效率方程和效率曲线169

12.2.5.2 提高集热器热效率的途径172

12.2.6 平板集热器的选择173

12.2.7 平板集热器产品质量要求173

12.3 全玻璃真空管集热器174

12.3.1 结构组成174

12.3.2 工作原理176

12.3.3 各部件技术要求177

12.4 改性全玻璃真空管集热器178

12.4.1 U形管全玻璃真空管集热器178

12.4.2 热管全玻璃真空管集热器179

12.5 玻璃-金属封接真空管集热器180

12.5.1 结构组成181

12.5.2 工作原理182

12.5.3 各部件技术要求182

12.6 全玻璃热管真空管集热器183

12.6.1 结构组成183

12.6.2 工作原理183

12.6.3 各部件技术要求184

12.7 真空管集热器的分类与命名184

12.7.1 分类184

12.7.2 产品命名184

12.8 效率方程与曲线185

12.9 产品质量要求185

第13章 太阳能集热器阵列与支架188

13.1 集热器布局摆放形式188

13.1.1 集热系统布局形式188

13.1.2 集热系统布局形式选择原则189

13.2 集热器阵列189

13.2.1 集热器连接方式189

13.2.2 集热器前后排间距191

13.3 集热器阵列支架192

13.3.1 支架的常见形式192

13.3.2 集热器阵列支架注意事项193

第14章 工程水箱194

14.1 工程水箱的类别194

14.2 圆柱形薄板不锈钢滚压水箱194

14.3 矩形不锈钢模压板焊接水箱195

14.4 矩形装配式水箱197

14.5 开式系统贮热水箱容量确定197

14.6 开式贮水箱结构形状与各种开口198

14.6.1 贮水箱结构形状198

14.6.2 贮热水箱开口类型199

14.6.3 水箱开口位置注意事项200

14.7 承压水罐200

第15章 管路泵阀及保温材料202

15.1 管路202

15.1.1 钢管202

15.1.2 薄壁不锈钢管203

15.1.3 铜管205

15.1.4 新型塑料管205

15.1.5 管路选材206

15.2 泵206

15.2.1 泵的种类206

15.2.2 泵的工作参数206

15.2.3 泵的选型208

15.3 阀门209

15.3.1 闸板阀209

15.3.2 截止阀210

15.3.3 球阀211

15.3.4 蝶阀212

15.3.5 止回阀213

15.3.6 浮球阀215

15.3.7 自动排气阀217

15.3.8 电磁阀217

15.3.9 电动阀221

15.3.10 安全阀221

15.3.11 减压阀226

15.4 管路系统其他设备228

15.4.1 过滤器228

15.4.2 阻垢装置230

15.4.2.1 常见的阻垢除垢方法230

15.4.2.2 硅磷晶阻垢装置232

15.4.2.3 高频电子水处理器233

15.4.2.4 强磁水处理器233

15.4.3 膨胀罐233

15.4.3.1 膨胀罐的结构与类别233

15.4.3.2 膨胀罐选型235

15.5 保温材料236

15.5.1 保温材料类别与要求236

15.5.2 太阳能热水系统常用保温材料237

第16章 辅助热源装置240

16.1 辅助热源设备的种类240

16.1.1 辅助热源与设备的种类240

16.1.2 各种辅助热源经济性比较240

16.2 锅炉型辅助热源设备241

16.3 热泵型辅助热源设备242

16.3.1 空气源热泵243

16.3.2 水/地源热泵244

16.4 电加热管辅助热源设备244

16.5 换热器辅助热源设备245

第17章 末端供热水方式248

17.1 集中洗浴末端供水类别248

17.2 双管供水洗浴末端248

17.3 单管供水洗浴末端249

17.4 循环供热水系统249

17.5 带IC卡自动计费末端供热水系统251

第18章 电气与自动控制系统253

18.1 对电气自动控制装置的要求253

18.2 常用低压电气元件253

18.2.1 隔离开关253

18.2.2 断路器254

18.2.3 熔断器255

18.2.4 接触器255

18.2.5 中间继电器256

18.2.6 热继电器256

18.2.7 手动按钮257

18.2.8 信号灯257

18.3 常用智能控制器257

18.4 变频器258

18.5 控制柜258

18.5.1 控制柜主体258

18.5.2 控制柜常用传感器260

18.6 远程监控262

18.7 常用线缆264

第19章 住宅建筑常见的太阳能热水系统266

19.1 分体承压系统266

19.1.1 系统组成266

19.1.2 工作原理266

19.1.3 各部件功用267

19.2 阳台壁挂系统269

19.2.1 系统组成269

19.2.2 工作原理269

19.2.3 各部件要求270

19.2.4 系统类别272

19.2.5 立式与卧式阳台壁挂系统的特点272

19.3 集中-分散太阳能热水系统273

19.3.1 系统组成273

19.3.2 工作原理273

19.3.3 系统各部件的作用与要求274

19.3.4 集中-分散系统几个关键技术问题275

第20章 工程系统安装工具使用知识278

20.1 钢管安装工具278

20.1.1 套丝机278

20.1.2 管台虎钳279

20.1.3 切管器279

20.1.4 管钳280

20.2 金属型材切割设备280

20.2.1 砂轮锯280

20.2.2 角磨机281

20.3 电焊机281

20.4 气焊设备286

20.4.1 气焊原理286

20.4.2 气焊特点286

20.4.3 气焊设备286

20.4.4 气焊操作290

20.4.5 焊丝种类与选型293

20.4.6 气割操作技能293

20.5 氩弧焊294

20.5.1 焊接原理与类别294

20.5.2 部件组成294

20.5.3 氩弧焊机电流选择297

20.5.4 氩弧焊机使用注意事项297

20.6 水平垂直工具298

20.6.1 水平尺298

20.6.2 直角尺299

20.6.3 激光水准仪299

20.7 电工工具300

20.7.1 剥线钳300

20.7.2 压线钳300

20.7.3 钳形表301

20.7.4 兆欧表302

第21章 太阳能热水系统安装306

21.1 承重基础施工306

21.1.1 集热器支架承重基础施工306

21.1.2 水箱承重基础施工307

21.1.3 预留基础现场核对308

21.2 设备支架制作308

21.2.1 集热器钢支架现场焊接308

21.2.2 水箱承重钢支架现场焊接309

21.2.3 钢结构焊接支架防腐310

21.3 贮热水箱制作安装313

21.3.1 装配式水箱施工313

21.3.2 不锈钢模压板拼焊水箱施工313

21.3.3 分户水箱墙面固定316

21.4 集热器安装316

21.4.1 集热器与支架固定316

21.4.2 集热器之间连接317

21.4.3 真空管集热器插装真空管317

21.4.4 联箱与上下循环管道连接318

21.5 泵阀管路铺设320

21.5.1 水泵与基础固定320

21.5.2 水泵与阀门管路连接321

21.5.3 管路阀门安装322

21.5.4 单向阀安装323

21.5.5 过滤阀安装323

21.5.6 自动排气阀安装324

21.5.7 安全阀安装324

21.5.8 膨胀罐安装325

21.5.9 减压阀安装325

21.5.10 压力表安装326

21.6 管路安装327

21.6.1 钢管的切断调直与弯曲方法327

21.6.2 钢管套螺纹328

21.6.3 套丝镀锌管与管件的连接329

21.6.4 钢管法兰连接329

21.6.5 管路对焊连接330

21.6.6 管路支架施工331

21.6.7 冷热水管铺设注意事项334

21.6.8 淋浴系统安装335

21.6.9 IC卡计费装置安装336

21.7 防冻电伴热带铺设337

21.7.1 铺设方法337

21.7.2 施工注意事项339

21.8 保温施工340

21.8.1 施工技术要求340

21.8.2 绝热保温施工341

21.8.3 保温外防护施工344

21.9 辅助加热装置安装346

21.9.1 常压锅炉安装346

21.9.1.1 电锅炉346

21.9.1.2 燃气（燃油）锅炉347

21.9.2 水箱电加热管安装348

21.10 电气控制系统安装349

21.10.1 温度传感器349

21.10.2 普通水位传感器350

21.10.3 压力传感器350

21.10.4 电磁阀接线351

21.10.5 水泵接线351

21.10.6 水箱接地351

21.10.7 防冻电伴热带351

21.10.8 电控箱352

21.10.9 PLC控制系统352

21.11 系统检漏与冲洗352

21.11.1 第一次上水注意事项352

21.11.2 系统检漏353

21.11.3 系统冲洗353

第22章 系统调试验收移交356

22.1 系统调试356

22.1.1 单机调试356

22.1.2 联动调试356

22.2 系统验收357

22.2.1 内部验收357

22.2.2 分项验收357

22.2.3 竣工验收358

22.3 工程移交358

22.4 培训用户358

第23章 系统故障判断与维修360

23.1 太阳能集热器的常见故障与维修360

23.1.1 集热器常见故障360

23.1.2 集热器故障维修362

23.2 故障维修实际案例363

23.2.1 水泵等设备运转振动引起噪音的维修案例363

23.2.2 单向阀关闭不严导致水箱溢流364

23.2.3 水质硬度高导致全玻璃真空管大面积炸管365

23.2.4 供水增压泵变频柜设计不当导致水泵烧坏366

23.2.5 PLC控制柜运行不稳定造成严重后果367

第24章 技能培训与班组管理370

24.1 技能培训370

24.1.1 技能培训方法370

24.1.2 技能培训注意事项371

24.2 工长的工作内容371

24.2.1 技术准备372

24.2.2 施工准备372

24.2.3 向工人交底372

24.2.4 布置施工任务373

24.2.5 施工检查与验收373

24.2.6 施工日志373

24.3 工长管理注意事项374

主要参考文献375