户外太阳能淋浴器设计毕业作品.docx
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户外太阳能淋浴器设计毕业作品
毕-设
业-计
(20届)
户外太阳能淋浴器设计
所在学院
专业班级工业设计
学生姓名学号
指导教师职称
完成日期年月
摘要
【摘要】减排和清洁能源开发已成为世界共识背景下,太阳能的清洁、丰富和安全等优势,备受人们青睐。
本《户外太阳能淋浴器设计》课题,就是基于环保理念,而针对户外用户所展开的太阳能淋浴器研究与设计。
首先,针对国内外太阳能热水器领域进行市场调研和资料收集与分析,找准市场定位和已有同类产品的不足;其次,基于可持续发展观念,确定本课题以利用太阳能为主和以电能为辅的设计原则。
最后,立足于环保和节能基础上,创新设计和开发出具有通用性好、稳定性好、界面性好的太阳能淋浴器。
通过本课题设计,一方面,设计出新型户外太阳能淋浴器;另一方面,探索解决国内西化后的民族文化缺乏症,既对民族传统文化元素提进行知识管理,又将其实际运用于本产品的创新设计之中。
【关键词】环保;节能;太阳能;户外淋浴器
【ABSTRACT】emissionreductionandcleanenergydevelopmenthasbecomeaconsensuscontext,solarenergyclean,abundant,andsecurityadvantages,muchthepeoplefavor.The"OutdoorSolarShowerDesign"issue,isbasedontheconceptofenvironmentalprotection,andforuserstostartoutdoorsolarshowerresearchanddesign.First,thefieldofsolarwaterheatersfordomesticandinternationalmarketresearchanddatacollectionandanalysis,identifythemarketpositionandlackofavailabilityofsimilarproducts;Secondly,basedontheconceptofsustainabledevelopment,determiningthetopicstousesolarenergytopowerthemainandauxiliaryDesignprinciples.Finally,basedonthebasisofenvironmentalprotectionandenergyconservation,innovativedesignanddevelopmentofacommongood,goodstability,interface,andgoodsolarshower.Throughthisprojectdesign,ontheonehand,designanewtypeofoutdoorsolarshower;theotherhand,toexploresolutionstothedomesticwesternizedcultureafterthedeficiency,bothontheelementsoftraditionalculturetomentionknowledgemanagement,inturnthepracticalapplicationofthisproductInnovativedesign.
【KEYWORDS】Environmentalprotection;Energy;Solar;OutdoorShower
摘要II
AbstractIII
目录IV
1绪论1
1.1选题的背景及意义1
1.1.1选题背景1
1.1.2选题意义1
1.2国内外研究现状及分析2
1.2.1国外太阳能淋浴市场情况2
1.2.2国内太阳能淋浴市场情况3
1.3毕业设计的主要内容及要求4
1.4课题设计的知识管理4
1.4.1产品设计的宏观知识管理4
1.4.2产品设计的微观知识管理5
2户外太阳能淋浴器的市场调研6
2.1用户市场调查6
2.1.1市场现状6
2.1.2市场基本特点7
2.1.3市场结构分析7
2.1.4品牌走势8
2.1.5产品价格分析8
2.2调研分析9
2.2.1户外太阳能淋浴器的优点9
2.2.2户外太阳能淋浴器的缺点9
2.3户外太阳能淋浴器的应用9
3户外太阳能淋浴器毕业设计的方法及步骤10
3.1产品定位10
3.1.1产品分析10
3.1.2产品定位11
3.2产品方案草图11
3.2.1方案草图一12
3.2.2方案草图二12
3.2.3方案草图三13
3.2.4方案草图四13
3.2.5方案草图五14
4最终方案分析15
4.1方案选定建模初步渲染(设计版)15
4.2方案选定建模初步渲染(企业版)17
4.3内部结构19
4.4结构报价21
4.5材料分析23
4.6尺寸图25
4.7装配图26
4.8产品实物图27
5最终产品效果图28
5.1人机分析28
5.2色彩分析28
5.3产品尺寸图30
5.4产品系列图31
6结论32
参考文献33
致谢34
1绪论
国内外对于太阳能的开发与利用,随着环保意识的增强而日益受到人们关注和青睐。
但是在市场上的众多该类产品中,并非尽如人意,尚有待于深入研究与创新设计。
因此,市场调研、分析与研究,势在必行。
1.1选题的背景及意义
未来五年我国太阳能淋浴器行业走势如何?
太阳能淋浴器行业营运能力如何?
整个行业投资方向又在哪里?
而我国太阳能淋浴器企业又该如何分析当前发展形势、制定应对策略呢?
最重要的,又如何在危机后寻找机遇,获得更大的发展呢?
1.1.1选题背景
2010年以来,在国内外良好经济环境的支持下,我国经济继续保持增长态势,但不能忽视的是,当前经济发展环境仍极为复杂,经济运行中还存在一些潜在的系统性风险。
对此必须引起高度重视,并从现在开始即着手进行化解,否则有可能孕育着危机的因素,决不能掉以轻心,风险防范应警钟长鸣。
2010-2015年,中国太阳能淋浴器行业的机遇与挑战并存。
对太阳能淋浴器行业市场供需的剖析,无论是对于中国太阳能淋浴器行业的长远发展,还是对太阳能淋浴器行业在具体工作中的突破都具有积极的指导作用。
在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天,世界各国都在寻求新的能源替代战略,以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。
太阳能以其清洁、源源不断、安全等显著优势,成为关注重点。
在太阳能产业的发展中,户外太阳能淋浴器的热利用转换无疑是最为成熟的,其产业化进程也较光伏电池、太阳能发电等产业领先一步。
但是目前市场还有待规范,消费群体还有待培育,技术还有尚须改进,因而对于企业来说还有较大的成长空间。
1.1.2选题意义
开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。
太阳能的价格平民化:
近几年来,原油价格飞涨,以原油为原料的燃气也大幅上涨,燃气热水器的使用成本大大增加,这也给太阳能淋浴器产业带来了巨大的商机。
而且太阳光普照大地,没有地域的限制无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,技术难点低。
使用太阳能热水器没有人身安危,也没有环境污染,安全性好。
而使用燃气热水器有可能发生煤气中毒事故;使用电热水器有可能发生触电身亡事故。
据了解,太阳能热水器不仅90%以上的效率将辐射能转换为热能,更能高效率的保存热水,使用效率高,是一种很好的节能型“绿色”产品。
1.2国内外研究现状及分析
在此次毕业设计展开之前,对国内外市场已有产品进行深入市场调研,无疑是展开设计的重要环节。
1.2.1国外太阳能淋浴器市场情况
国外正在使用泵控制器系统,是一个微分控制器之间的不同温度水的感官离开太阳集热器和换热器中的水加热储罐附近。
在一个典型的活动的系统,控制器打开水箱泵水时,在收集器的C8-10度左右,比温暖的水,原来的泵关闭,当温度3-5°C的区别方法这确保了水总是热的集热收益从当泵的运行,防止过于频繁的循环泵和关闭。
以一个或多个电源变速直流泵。
为了确保正确的性能和泵寿命与直流泵和PV面板必须适当匹配。
这些系统几乎总是不同的防冻液,往往不使用控制器,为使用者几乎总是热时泵的操作时(即阳光充足时),然而,微分控制器(即也可以由一个PV面板供电的直流输出)用于防止水泵运行时有阳光动力泵,但收藏者仍然储存温度比在水中。
一个系统利用光伏驱动的是,太阳能热水收集仍然可以在电源中断,如果阳光充足时。
采用气泡泵系统泡沫分离器活跃的太阳能热水系统还可以配备一个气泡泵)电动泵,而不是一个(也称为间歇泉。
泡沫循环泵,真空传热管系统流体(导热油)之间集热器和储槽使用太阳能,没有任何外部能源来源,以及适用于平板的。
在一个泡沫泵系统,封闭的导热油电路下减少压力,这将导致在低温液体沸腾,因为它是由太阳加热。
蒸汽泡形成喷泉泵,造成向上流动。
该系统的设计,使得气泡分离浓缩热流体和水平在赛道的最高点,之后向下流动的流体差异液对热交换引起的。
导热油通常到达换热器在70°返回到循环泵在50°C 在易发生霜冻的气候导热油是冻结水丙二醇反增40,通常在60的比例。
抽水通常始于50°C和增加当太阳升起,直至达到平衡取决于热交换效率的,水被加热的温度和阳光的强度。
1.2.2国内太阳能淋浴器市场情况
目前中国市场上普及的是全玻璃太阳能集热真空管。
结构分为外管、内管、选择性吸收涂层、吸气剂、不锈钢卡子、真空夹层等部分。
而国外成熟的集热器都是平板集热器,平板集热器具有寿命长、稳定性高、可回收的优点,但由于较真空管集热器成本稍高,国内生产的很多价格低廉的平板集热器性能确实不好,因此被国内主流太阳能厂家歪曲了平板集热器的性能。
太阳辐射透过玻璃盖板,被集热板吸收后沿肋片和管壁传递到吸热管内的水。
吸热管内的水吸热后温度升高,比重减小而上升,形成一个向上的动力,构成一个热虹吸系统。
随着热水的不断上移并储存在储水箱上部,同时通过下循环管不断补充温度较低的水,如此循环往复,最终整箱水都升高至一定的温度。
现有的平板式集热器,基本上都采用结合良好的多管组合方式,如滚压或压延方法等,其中走水管子与吸热板之间的热阻几乎可以忽略。
影响平板式集热器板芯性能的主要因素,一是结构设计,二是表面吸收涂层。
真空玻璃管太阳能热水器:
是目前吸热效率最高的集热部分,它的优点在于,不需要在集热部分在增加保温层,而且现在的真空玻璃管无论在抗高温,抗打击和保温上,性能都是一流的,也被绝大部分太阳能热水器生产厂家所采用。
其缺点在于体积比较庞大,管中容易集结水垢。
1.3毕业设计的主要内容及要求
设计一款户外太阳能淋浴器把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,以满足人们在生活、生产中的热水使用。
户外太阳能淋浴器是由集热箱、储水箱及相关附件组成,把太阳能转换成热能主要依靠集热箱。
集热箱受阳光照射面温度高,集热箱背阳面温度低,而箱内水便产生温差反应,利用热水上浮冷水下沉的原理,使水产生微循环而达到所需热水。
户外太阳能淋浴器是利用太阳辐射能将水加热的装置,它是目前在太阳能利用领域中技术发展最成熟、经济上也最具有竞争力的绿色能源技术。
当前在全世界范围内,各种淋浴器装置的生产已经发展成为一个新行业,并在生活和某些生产领域中的到普遍推广、应用。
户外太阳能淋浴器以其安全、节能、环保、方便的突出特点,日益备受瞩目。
在姚伟《太阳能热水器系统的研究和设计》中首先就太阳能与热水器设计的状态与问题进行了分析,引出深入探索的问题。
再就讲到了充分利用太阳能设计热水器系统的基本知识和原理,并针对不同的类型进行了分析研究。
再就太阳能热水器工程设计的全过程,包括系统的优化选择、相关参数的确定方法和相对设计。
针对企业实况和国内、国际市场现状,设计了一种在泳池、沙滩、花园等户外太阳能淋浴器,是一种利用太阳辐射加热兼用热水、温水、冷水供应的淋浴器,其包括外管、封闭外管两端的端盖和内盖,下端以底座支撑,外管壁上设有与水源密封连接的接头组件,管内设有进水管、出水管和冷水管,分别与三向开启阀相连接,冷水管顶端与三通阀组件、莲蓬头等连接。
由于封闭外管的两端采用双层双盖结构,解决了管内压力过高引起的变形和爆裂问题,使该淋浴器的使用寿命和安全性大大提高,其结构简单,使用方便,装卸灵活,成本低廉,适宜于海滨浴场、户外游泳池等场所安装使用。
1.4课题设计的知识管理
整个毕业设计环节,基于知识管理原则,立足市场所需的《户外净水器》,而展开本设计课题。
在产品设计中引入知识管理,一方面是工业设计教育和社会设计行业都应该重视的方向;另一方面也是在本次毕业设计环节指导老师提出的要求。
所谓知识管理,其“着眼点是知识的识别、获取、开发、分解、存储和共享,并为其构建有效的途径和机制”[1]。
具体针对本设计课题而言,包括两大层面:
第一,本设计课题的宏观知识管理;第二本课题的微观知识管理。
1.4.1产品设计的宏观知识管理
随着知识经济的到来,产品设计已不再是就产品而产品,而应更加重视打造民族品牌和增加产品的民族文化附加值。
也就是说,在以往产品设计基础上,更加注重在产品研发与设计过程,既要注重产品的市场化、人性化、节能与环保等设计,还要注重在所设计的产品中与文化相结合而为打造品牌服务。
只有此两方面的完善统一,才能做到既打造民族品牌和弘扬民族文化,又能实现党和国家号召的实现构建创新型社会和实现中华民族的伟大复兴。
在工业设计中,实际产品设计环节的宏观知识管理,可用图形标识如下:
图1-1.产品设计环节的宏观知识管理
1.4.2产品设计的微观知识管理
在实际产品设计中的微观知识管理,是在上述基础上的具体实施过程。
可分为如下步骤:
(1)玩具产品市场调查与现状了解。
(2)搜集相关资料:
完成对市场上的同类产品和现有产品的调查和分析。
(3)资料分析:
了解产品的文化内涵,分析产品所在环境,调查文献。
(4)方案的确定:
经过对五个方案的对比选定一个最终方案,制作详尽的设计效果图。
并运用民族色彩文化进行色彩设计。
(5)人机分析:
手掌尺寸分析。
(6)外型轮廓图:
绘制2号图一张,较清楚的表达产品外型轮廓及关键零部件的尺寸图。
(7)设计说明书:
A4版面,必须有两篇相关英文论文摘要,详尽说明设计过程,各个环节分析,必须有本设计说明书的英文摘要等。
(8)设计制作1-2张90X120厘米竖式版面,并提供2份缩小版A4竖式版面;
(9)手工或机加工制作毕业设计的模型,鼓励做1:
1模型,并打印模型照片A4竖式版面2张。
2户外太阳能淋浴器的市场调研
市场调研既是产品设计的前期工作,也是产品设计环节知识管理的“识别、获取和分解”的重要信息基础。
2.1用户市场调查
国内外太阳能淋浴器产品,既有多种形式和不同创意设计,也各有不足和存在发展空间。
2.1.1市场现状
2010年中国淋浴器市场上,品牌集中度已经达到较高水平。
淋浴器市场上,TOTO、箭牌、科勒位居品牌关注排行榜前三名,其他还有美标、尚高、乐家等。
电热水器市场上,海尔、A.O.史密斯、美的位居品牌关注排行榜前三名,领先优势明显。
燃气热水器市场上,万和、万家乐处于领跑地位,二者间竞争激烈。
电热水器、燃气热水器市场上,2000元以下价位产品获得的关注比例均在六成以上,而太阳能淋浴器市场上则是2000元以上价位产品占主流。
电热水器、燃气热水器市场上,第一阵营的品牌领先优势明显,地位稳固。
太阳能淋浴器市场尚未形成稳定的品牌格局,品牌排名变动频繁。
2010年中国淋浴器市场上,TOTO、箭牌、科勒等分别位居品牌关注排行榜前三名,关注份额累计达77.8%。
美标、尚高、乐家领跑淋浴器市场,三者关注份额差距不明显。
阿波罗淋浴器关注比例上升明显,成为2010年太阳能热水器市场最受用户关注的品牌。
淋浴器、电热水器、燃气热水器市场上,2000元以下价位产品关注比例均超过60%;太阳能热水器市场上,2000元及以上价位产品关注比例达85.8%。
2010年中国电热水器市场品牌集中度较高,位居品牌排行榜前两位的海尔、A.O.史密斯关注份额分别为32.3%、25.8%,累计接近六成,前十大品牌的关注份额累计超过95%。
较高的品牌集中度表明电热水器行业已经进入品牌竞争阶段,找准品牌市场定位并保持自身特色成为能否在竞争中取胜的关键。
随着近年来多个城市天然气管道覆盖状况明显改善,燃气热水器市场潜力得到有效释放,市场规模在2010年继续保持快速增长。
目前中国燃气热水器市场品牌集中度较高,位居排行榜前十名的品牌关注比例累计达到97.1%。
我国农村消费者对健康生活的认识不断加深,国家家电下乡等政策也给太阳能热水器产业提供了强有力的支持,市场容量不断扩大。
但2010年,在自然灾害较多及渠道营销同质化严重等因素影响下,销量增速明显放缓,市场略显疲态。
2.1.2市场基本特点
加热时间长一直是电热水器的一大软肋。
但随着海尔、A.O.史密斯等厂商陆续推出速热式产品,这一问题也逐渐得到解决,速热式产品也成为电热水器市场的新看点。
此外,随着竞争加剧和用户需求不断提高,技术因素在竞争中的作用将越来越大。
中、高端燃气热水器关注度上升
随着市场发展、产品技术水平不断提高,中国燃气热水器市场产品均价不断上升,用户关注度也呈现向中、高端产品转移的趋势。
ZDC数据显示,2010年,1000元以上各价位段产品关注份额均出现不同幅度上升,而1000元以下低端产品关注份额降幅接近8个百分点。
价格偏高影响太阳能热水器普及
价格较高是目前影响太阳能热水器产品普及、市场扩大的重要原因。
2010年中国太阳能市场上,2000元及以上价位产品数量占比达87.5%,接近九成,且其中大部分产品售价不低于3000元。
尽管有家电下乡等政策推动,太阳能热水器在我国的普及率仍不到10%。
2.1.3市场结构分析
2010年中国太阳能淋浴器市场上,TOTO获得28.0%的关注份额,成为最受用户关注的品牌。
但TOTO关注比例仅领先身后的箭牌0.2%,冠军地位并不稳固。
主攻高端市场的科勒以22.8%的关注份额位居第三,跻身前三甲。
阿波罗凭借准确的市场定位及出色的质量控制也树立了较好口碑,关注份额超过两成。
2010年中国电热水器市场上,海尔以32.3%的关注份额占据品牌关注排行榜首位。
A.O.史密斯、美的分别位居第二、第三名,关注比例分别为25.8%、19.7%。
奥特朗、阿里斯顿、西门子分别位居第四至第六名,关注份额集中在3.5%-3.9%之间。
整体上看,中国电热水器市场用户关注度分布呈现明显的两级分化格局。
位居前三甲的海尔、A.O.史密斯、美的关注份额累计达77.8%,对行业、市场的发展有较强影响力。
其他七大品牌关注比例均在5%以下,与上述三大品牌间存在较大差距。
2010年中国燃气热水器市场上,万和、万家乐分别以26.2%、25.0%的关注比例位居品牌排行榜冠亚军。
这两家品牌进入市场的时间较长,在产品设计、渠道推广等方面有较深厚的积累,关注份额累计超过四成,市场地位较突出。
海尔、美的分别位居第三、第四,关注比例分别为9.6%、9.3%,与万和、万家乐间的差距较明显。
总体看来,排名第三至第七的品牌关注比例均在6%-10%之间,同属第二梯队。
位居后三名的品牌分别为能帅、阿里斯顿、创尔特,关注份额均不超过2.0%。
2.1.4品牌走势
2010年中国太阳能淋浴器市场上,TOTO关注比例上升迅速,第二季度即夺得品牌排行榜冠军,并在第三季度进一步拉大与其他品牌间的差距,成为市场上最大的看点。
在TOTO的冲击下,科勒、阿波罗等品牌关注份额均出现下滑,其中美标变化最明显,降幅达7个百分点。
(1)中国电热水器市场走势
2010年中国电热水器市场上,海尔、A.O.史密斯、美的分别占据着品牌排行榜前三名的位置。
其中冠军海尔关注份额呈上升趋势,领先优势不断扩大。
美的关注比例虽然在第三季度出现下滑,但第四季度反弹明显,与亚军A.O.史密斯间的差距由年初的5.4%缩小至4.9%。
(2)中国燃气热水器市场
2010年第一至第四季度,万和始终是中国燃气热水器市场上最受用户关注的品牌,且关注比例仍在持续上升。
万家乐品牌关注度走势与万和相同,与万和间的差距一直在三个百分点以内,二者间竞争激烈。
在人气不断上升的美的、A.O.史密斯冲击下,海尔未能守住季军位置,关注比例在第四季度降至7.0%,退居第五名。
2.1.5产品价格分析
2010年中国电热水器市场上,五成以上用户关注比例集中在1500元以下价位产品上。
其中1000元以下价位产品数量占比仅在10%左右,但获得的关注比例达到30.5%,明显高于其他价格段产品。
1000-1499元、1500-1999元价位产品获得的关注份额接近,分别为21.8%、20.2%。
2010年中国燃气热水器市场上,1000-1999元价位产品关注比例最高,为39.7%,接近四成。
这一价格段内产品数量众多,且在产品排行榜上位居前列的万和JSQ20-10P3、万家乐JSQ20-10E3(喷粉北方)均是该价位段产品。
1000元以下、2000-2999元价位产品关注份额较接近,分别为23.8%、23.4%。
与电热水器、燃气热水器市场中2000元以下价位产品位居市场主流的情况不同,2010年中国太阳能热水器市场上,该价位段产品关注份额仅14.2%。
3000-4999元为最受用户关注的价位段,吸引了40.6%的关注比例。
2000-2999元价位产品位居第二,关注份额为28.0%。
2.2调研分析
2.2.1户外太阳能淋浴器的优点
太阳能以其清洁、源源不断、安全等显著优势,成为关注重点。
在太阳能产业的发展中,太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的。
户外太阳能淋浴器把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,以满足人们在生活使用。
它的优点是安全、节能、环保、经济,尤其是带辅助电加热功能的太阳能淋浴器,它以太阳能为主、电能为辅的能源利用方式,可全天候使用。
燃气热水器的优点是加热快、出水量大、温度稳定、结水垢少、占地小、不受水量控制。
电热水器的优点是能适应任何天气变化,普通家庭可直接安装使用,长时间通电可以大流量供热水;使用时不产生废气,所以从这一点上讲是既安全又卫生,目前市场上销售的电热水器多数还带有防触电装置。
2.2.2户外太阳能淋浴器的缺点
户外太阳能淋浴器的缺点是加热慢,安装在室外拆卸、维护麻烦。
燃气热水器缺点是使用时要排出大量的废气,废气中除了二氧化碳以外,还有一氧化碳,如果使用时关闭门窗,通风不良,一氧化碳会增加,严重时会发生中毒事故,但如果能正确地了解这一点,使用时注意,也是很安全的;另外,燃气热水器启动水压高,有些住高层的用户如果不装增压泵就无法起动;安装不方便,要在墙上打洞、安排气扇等。
电热水器的缺点是体积大、占用室内空间大、易结水垢、对电能浪费大,最新型的电热水器内置了阳极镁棒除垢装置,解决了产品容易结垢的问题,但阳极镁棒须两年更换一次,给保养带来了麻烦。
2.3户外太阳能淋浴器的应用
户外太阳能淋浴器适用于公寓、酒店、露营区、
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