太陽(yáng)能(Solar Energy),一般是指太陽(yáng)光的輻射能量,太陽(yáng)能是一種可再生能源,廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源,如風(fēng)能,生物質(zhì)能,潮汐能、水的勢(shì)能等等。太陽(yáng)能利用的基本方式可分為光—熱利用、光—電利用、光—化學(xué)利用、光—生物利用四類(lèi)。在四類(lèi)太陽(yáng)能利用方式中,光—熱轉(zhuǎn)換的技術(shù)成熟,產(chǎn)品也多,成本相對(duì)較低。如:太陽(yáng)能熱水器、開(kāi)水器、干燥器、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能海水淡化裝置以及太陽(yáng)能采暖和制冷器等。太陽(yáng)能光熱發(fā)電比光伏發(fā)電的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率較高,但應(yīng)用還不普遍。在光熱轉(zhuǎn)換中,當(dāng)前應(yīng)用范圍廣、技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)性的是太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用。
儲(chǔ)存熱水的容器。通過(guò)集熱管采集的熱水必須通過(guò)保溫水箱儲(chǔ)存,防止熱量損失。太陽(yáng)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(duì)承壓式太陽(yáng)能熱水器,其容量指可發(fā)生熱交換的介質(zhì)容量。
太陽(yáng)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(chǔ)存熱水的重要部分,其用材料強(qiáng)度和耐腐蝕性至關(guān)重要。市場(chǎng)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。
吸熱過(guò)程,真空管式熱水器的吸熱時(shí),太陽(yáng)輻射透過(guò)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(gè)向上的動(dòng)力,構(gòu)成一個(gè)熱虹吸系統(tǒng)。隨著熱水的不斷上移并儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱上部,同時(shí)溫度較低的水沿管的另一側(cè)不斷補(bǔ)充如此循環(huán)往復(fù),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(yáng)輻射在集熱板的熱量及時(shí)傳送到水箱內(nèi),水箱內(nèi)通過(guò)熱交換(夾套或盤(pán)管)將熱量傳送給冷水。介質(zhì)也可通過(guò)泵循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱量傳遞。
家用太陽(yáng)能熱水器通常按自然循環(huán)方式工作,沒(méi)有外在的動(dòng)力。真空管式太陽(yáng)能熱水器為直插式結(jié)構(gòu),熱水通過(guò)重力作用提供動(dòng)力。平板式太陽(yáng)能熱水器通過(guò)自來(lái)水的壓力(稱(chēng)為頂水)提供動(dòng)力。而太陽(yáng)能集中供熱系統(tǒng)均采用泵循環(huán)。由于太陽(yáng)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)。