1. 研究目的与意义
目的以太阳能、地热能、风能为代表的绿色可再生能源的开发和利用将是解决能源危机和环境危机的有效途径。
而太阳能热水器已在我国成为利用太阳能最成熟的方式。
太阳能热水器测控仪在给人们带来方便的同时，也为节能做出了巨大的贡献。
2. 国内外研究现状分析
目前,在世界范围内同，太阳能热水器控制已经进入智能化阶段, 市面上在售的控制器绝大部分具备温度、水位显示功能和自动控制功能. 有的控制器配备有辅助电加热装置, 自动实现了比较理想的人机交互界面.，并已形成行业，正在以优良的性能不断地冲击电热水器市场和燃气热水器市场。
2000 年太阳能热水器取代47000 套家用电热水器；2000 年日本太阳能热水器的拥有量将翻一番；以色列更是明文规定，所有新建房屋必须配备太阳能热水器。
我国太阳能热水器开发利用始于二十世纪五、六十年代的闷晒式，到了七、八十年代发展为平板式及直管式。
3. 研究的基本内容与计划
本系统提出的解决防冻问题的技术原理如图1所示，保温水箱部分主要包括温度水位传感器、电辅热、集热管阵列、安全气孔和进出水孔，能有效配合控制器工作．控制器能够完成水温水位的智能采集，同时实现智能控制，主要控制两个单向电磁阀和一个双向电磁阀，通过它们的组合控制来实现排空水管，从而达到防冻的目的．排空水管的具体实现步骤如下：当水箱的水不够时，通过打开单向电磁阀2和双向电磁阀，同时关闭单向电磁阀1实现自来水上水，上水完成后关闭单向电磁阀2和双向电磁阀，同时打开单向电磁阀1在单向进气阀的作用下排空管路中的冷水；当需要使用热水讨，通过打开双向电磁阀，同时关闭单向电磁阀1和单向电磁阀2将热水供给混水阀供用户使用，热水使用完后关闭单向电磁阀2和双向电磁阀，同时打开单向电磁阀1在单向进气阀的作用下排空管路中的热水。
本系统水温水位传感器均是采用电阻式的传感器，为了准确的测出水温和水位信息，即为了准确测出传感器电阻随水温和水位的变化，这里将电阻变化的测量转化成对电压变化的测量。
具体措施是制作一个恒流源与水温水位传感器相串联，使得传感器因水温水位引起的电阻变化转换成电压的变化，然后用a／d转换器，将检测出来的模拟电压值转化成数字信号，交由单片机进行处理。
4. 研究创新点
太阳能热水器的研究开发成为了一个热点，而防冻问题是目前太阳能热水器在推广使用中急需解决的难题。
当前市场上所采用的防冻技术主要是管路循环和电伴热带，管路循环是在管路最容易被冻结的部位放置温度传感器，当温度低于设定值，启动循环泵将管路中的水循环到水箱中，这种方法的智能化程度相对较高，但是安装管路相对比较复杂，成本比较高，而且管路水循环增大了热量的散失，降低了热水器的使用效率．电件热带是在管路上平覆电伴热带，这是目前市场上最普遍的一种防冻方式。
但是由于太阳能热水器管路里的水温变化大(最高可以到100℃)，而电伴热带一年中多数时间内处于闲置状态，所以长期的冷热冲击对热敏性的电伴热带的寿命和性能有很大的影响。
