国家大学生创新性实验项目申请书(最终版)

国家大学生创新性实验项目申报书项目名称 家用太阳能热水器智能增压装置研究 学院： 机械工程学院 指导教师： 周 忆 项目组成员： 程似骐 姚单 张冠男 实验室及设备管理处制填写说明1、 凡申报国家大学生创新性实验项目必须填写申报书。2、 向学校报送本申报书时，一式5份，并报送申报书电子文档。3、 本表填写内容必须与事实相符，表达准确，数字一律填写阿拉伯数字。4、 打印格式：（1）纸张为A4大小，双面打印；（2）文中小标题为四号、仿宋、加黑；（3）栏内正文为小四号、仿宋。项目名称家用太阳能热水器智能增压装置研究项目所属学科一级学科代码及名称二级学科代码及名称三级学科代码及名称机械工程机械电子工程项目开展支撑平台机电液实验室项目组人数3人项目实施时间一年项目所需经费3万项目组成员（含项目申请学生）姓 名学 号年级专业班联系电话签名程似骐2009级机电3班姚单2009级机电1班张冠男2009级机电3班主要指 导 教 师姓 名职 称学 院联系电话签名周 忆教 授机械工程学院注*：指支撑本项目开展的校、院级教学实验中心、科研实验室等，表中填写有关实验室名称，可以多个。主要研究内容(限200字内)本项目针低楼层住宅供水采用一次供水送水入户的方式,使得入户水压时而过低，致使家用太阳能热水器无法使用，甚至导致太阳能热水器“干烧”，从而降低太阳能热水器的使用寿命等问题，提出家用太阳能热水器智能增压装置研究的解决方案，进行装置结构和控制系统设计，并研制出装置原型，实现入户水压的实时监控和智能控制上水。主要研究内容：1分析研究入户水压过低的原因和智能控制的可行性，提出合理、切实可行的智能增压装置总体设计方案。 2进行家用太阳能热水器智能增压装置研究结构设计，包括装置装配图、零件图和安装图。3设计家用太阳能热水器智能增压装置研究控制系统硬件，包括水压信号传感器选型、信号采集以及数据的分析和处理。4. 编制家用太阳能热水器智能增压装置研究的控制软件，实现智能控制。5. 设计制作家用太阳能热水器智能增压装置的原型，实验调试控制系统。项目研究难点及创新点项目难点：1、水压传感器选择及最优安装位置的确定。2、确定不同楼层不同的水压控制阈值，实现太阳能热水器智能控制上水的功能。3、增压装置的设计、制造。4、确定增压装置的最优安装位置创新点：提出了一种家用太阳能热水器智能控制上水系统（包括信号采集、处理、增压装置），从而能够有效地解决因入户水压过低无法上水的普遍问题，方便用户使用需求，延长太阳能热水器的使用寿命。一、项目组成员分工姓名主要项目研究内容程似骐总体负责，方案设计，结构设计张冠男控制系统设计，软件编制姚单原型样机制作，实验研究二、立项背景和依据（包括研究目的、意义、国内外研究现状分析及评价）目前，我国城乡居民对洗浴热水的需求增长迅猛。在农村地区和中小城市，太阳能热水器已经成为提高人民生活质量，全面建设小康社会的重要手段。调查数据表明，2007年我国太阳能热水器产量的增长速度约为30%，年产量达2340万m2（16380MWth），总保有量约为10800万m2（75600MWth）。2007年，太阳能热水器市场销售额约为320亿元人民币，产值亿元人民币以上的企业有20多家。2008年我国太阳能热水器行业继续稳步快速发展。其中，产值达430亿，出口达1亿美元。 中国太阳能热水器的年生产量是欧洲的2倍，北美的4倍，现已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和最大的太阳能热水器市场。 2009年太阳能热水器“下乡”是太阳能热水器行业的一件大事，标志着太阳能热水器得到国家认可，我国太阳能热水器行业已迈入新的时代。然而在太阳能热水器的使用中仍存在问题，比如在低楼层住宅，经常出现水压偏低，难以将水注入房顶上的储水器中。这些情况不仅影响力太阳能热水器的正常使用，同时由于储水器中的水量不足，导致水温过高，甚至出现“干烧”的情形，严重地影响了热水器的使用寿命。针对这一实际问题，我们致力于研制一种太阳能热水器智能增压装置，实现水压24小时全天候监测，并能够选择在高水压的时段自动控制上水，在低水压时，启动增压装置，实现强制上水的功能。以提高太阳能热水器的使用效率，延长使用寿命，最终实现热水器的智能控制上水的功能。主要参考文献：1 霍志臣,罗振涛.国内外平板太阳能热水器发展概况J.太阳能热力专业委员会2 李飞霞,付红妍.中国太阳能热水器消费使用状况调查报告.J.人民网家电频道、中国消费者报、中国消费网、新浪网.20053 刘京华.太阳能热水器使用中存在的问题及解决办法J.河北省科学院能源研究所.三、主要研究内容和目标（包括研究方案和技术路线）1. 通过查阅资料，了解国内外家用太阳能热水器智能控制装置的研究现状，以及对太阳能热水器智能控制装置的初步的认识。2. 提出相关的家用太阳能热水器智能增压装置研究设计方案，针对不同方案进行优化，并最终确定最佳方案。3. 根据优化的设计方案，进行结构和控制系统分析计算和设计，绘制结构图、控制系统图、硬件电路图。4. 购买相关控制元器件，制作家用太阳能热水器智能增压装置研究原型，编制控制软件。5. 进行相关使用研究，进一步优化参数。家用太阳能热水器智能增压装置初步框图以及控制流程图如下：水压传感器增压装置电磁阀(太阳能上水开关)太阳能水箱入户主水管图一：装置示意图监控数据输入数据处理 是否高水压打开电磁阀增压装置否是电磁阀（上水开关）太阳能水箱图二：控制流程图 图一：装置初步图 注：如为第一届重庆大学大学生科研训练计划立项项目需写明在原项目的基础上进一步深入研究的内容。四、研究计划和进度 2010年710月，查阅资料，提出初步方案。学习单片机、模电、传感器、力学等相关知识。 2010年1112月，完善方案，进行总体结构设计、控制系统设计。 2011年13月，原型样机制作、控制软件编制和调试。 2011年46月，原型样机实验及性能的优化。五、预期提供的成果及形式1. 提交家用太阳能热水器智能增压装置研究的研究报告；2. 研制家用太阳能热水器智能增压装置研究原型样机一套；3. 发表论文12篇，论文标注“国家大学生创新性实验项目”资助。4 申请专利一项。六、项目研究支撑条件1. 项目组成员均参加过灭火机器人的制作，具有一定单片机控制基础知识。2. 项目组成员均参加过VEX机器人的制作，有较强的动手能力和良好的团队合作意识。3. 机电液实验室可以提供相关资料和原型装置制作的相关条件。七、项目经费概算序号开支内容金额（单位：元）1资料费（包括资料查询、复印、论文发表、专利申请等）8,0002差旅费（市场调研等）5,0003材料费及加工费（购置装置控制元件和加工