【太陽能熱水器原理】太陽能熱水器的工作原理太陽能熱水器的部件

太陽能熱水器的工作原理

陽光穿過吸熱管的第一層玻璃照到第二層玻璃的黑色吸熱層上，將太陽光能的熱量吸收，由于兩層玻璃之間是真空隔熱的，傳熱將大大減?。ㄝ椛鋫鳠崛匀淮嬖?，但沒有了熱傳導(dǎo)和熱對流），絕大部分熱量只能傳給玻璃管里面的水，使玻璃管內(nèi)的水加熱，加熱的水便輕沿著玻璃管受熱面往上進(jìn)入保溫儲水桶，桶內(nèi)溫度相對較低的水沿著玻璃管背光面進(jìn)入玻璃管補充，如此不斷循環(huán)，使保溫儲水桶內(nèi)的水不斷加熱，從而達(dá)到熱水的目的。

吸熱過程

真空管式熱水器的吸熱時，太陽輻射透過真空管的外管，被集熱鍍膜吸收后沿內(nèi)管壁傳遞到管內(nèi)的水。管內(nèi)的水吸熱后溫度升高，比重減小而上升，形成一個向上的動力，構(gòu)成一個熱虹吸系統(tǒng)。隨著熱水的不斷上移并儲存在儲水箱上部，同時溫度較低的水沿管的另一側(cè)不斷補充如此循環(huán)往復(fù)，最終整箱水都升高至一定的溫度。

平板式熱水器，一般為分體式熱水器，介質(zhì)則在集熱板內(nèi)因熱虹吸自然循環(huán)，將太陽輻射在集熱板的熱量及時傳送到水箱內(nèi)，水箱內(nèi)通過熱交換（夾套或盤管）將熱量傳送給冷水。介質(zhì)也可通過泵循環(huán)實現(xiàn)熱量傳遞。

循環(huán)管路

家用太陽能熱水器通常按自然循環(huán)方式工作，沒有外在的動力。真空管式太陽能熱水器為直插式結(jié)構(gòu)，熱水通過重力作用提供動力。平板式太陽能熱水器通過自來水的壓力（稱為頂水）提供動力。而太陽能集中供熱系統(tǒng)均采用泵循環(huán)。由于太陽能熱水器集熱面積不大，考慮到熱能損失，一般不采用管道循環(huán)。

太陽能熱水器的組成部件

集熱器

系統(tǒng)中的集熱元件。其功能相當(dāng)于電熱水器中的電熱管。和電熱水器、燃?xì)鉄崴鞑煌氖牵柲芗療崞骼玫氖翘柕妮椛錈崃?，故而加熱時間只能在太陽照射度達(dá)到一定值的時候。

目前中國市場上最常見的是全玻璃太陽能真空集熱管。結(jié)構(gòu)分為外管、內(nèi)管，在內(nèi)管外壁鍍有選擇性吸收涂層。平板集熱器的集熱面板上鍍有黑鉻等吸熱膜，金屬管焊接在集熱板上，平板集熱器較真空管集熱器成本稍高，近幾年平板集熱器呈現(xiàn)上升趨勢，尤其在高層住宅的陽臺式太陽能熱水器方面有獨特優(yōu)勢。全玻璃太陽能集熱真空管一般為高硼硅3.3特硬玻璃制造，選擇性吸熱膜采用真空濺射選擇性鍍膜工藝。

保溫水箱

儲存熱水的容器。通過集熱管采集的熱水必須通過保溫水箱儲存，防止熱量損失。太陽能熱水器的容量是指熱水器中可以使用的水容量，不包括真空管中不能使用的容量。對承壓式太陽能熱水器，其容量指可發(fā)生熱交換的介質(zhì)容量。

太陽能熱水器保溫水箱由內(nèi)膽、保溫層、水箱外殼三部分組成。

水箱內(nèi)膽是儲存熱水的重要部分，其用材料強度和耐腐蝕性至關(guān)重要。市場上有不銹鋼、搪瓷等材質(zhì)。保溫層保溫材料的好壞直接關(guān)系著保溫效果，在寒冷季節(jié)尤其重要。較好的保溫方式是聚氨脂整體發(fā)泡工藝保溫。外殼一般為彩鋼板、鍍鋁鋅板或不銹鋼板。

保溫水箱要求保溫效果好，耐腐蝕，水質(zhì)清潔。

支架

支撐集熱器與保溫水箱的架子。要求結(jié)構(gòu)牢固，穩(wěn)定性高，抗風(fēng)雪，耐老化，不生銹。材質(zhì)一般為不銹鋼、鋁合金或鋼材噴塑。

連接管道

太陽能熱水器是將冷水先進(jìn)入蓄熱水箱，然后通過集熱器將熱量輸送到保溫水箱。蓄熱水箱與室內(nèi)冷、熱水管路相連，使整套系統(tǒng)形成一個閉合的環(huán)路。設(shè)計合理、連接正確的太陽能管道對太陽能系統(tǒng)是否能達(dá)到最佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。太陽能管道必須做保溫處理，北方寒冷地區(qū)需要在管道外壁鋪設(shè)伴熱帶，以保證用戶在寒冷冬季也能用上太陽能熱水。

控制部件

一般家用太陽能熱水器需要自動或半自動運行，控制系統(tǒng)是不可少的，常用的控制器是自動上水、水滿斷水并顯示水溫和水位，帶電輔助加熱的太陽能熱水器還有漏電保護(hù)、防干燒等功能。市場上有手機短信控制的智能化太陽能熱水器，具有水溫水位查詢、故障報警、啟動上水、關(guān)閉上水、啟動電加熱等功能，方便了用戶。