在太陽能熱利用方面,大多數(shù)分散的集熱器與蓄熱器之間的距離相對(duì)較遠(yuǎn),因此導(dǎo)熱系統(tǒng)仍是不可或缺的。導(dǎo)熱材料主要有導(dǎo)熱流材料和導(dǎo)熱流管道材料,另外蓄熱材料在液相或氣相狀態(tài)下也可作為導(dǎo)熱流材料。國(guó)際研究?jī)A向于在蓄熱和導(dǎo)熱過程中采用相同的材料,以降低熱交換系統(tǒng)的復(fù)雜程度,從而達(dá)到降低系統(tǒng)成本的目的。未來的重點(diǎn)是新型熱傳導(dǎo)媒質(zhì)的研發(fā)如離子流體,以及新型熱循環(huán)管道材料如金屬化塑膠管等。
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?,太陽能集熱器利用的是太陽的輻射熱量,故而加熱時(shí)間只能在太陽照射度達(dá)到一定值的時(shí)候。
目前中國(guó)市場(chǎng)上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(shì),尤其在高層住宅的陽臺(tái)式太陽能熱水器方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。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。
太陽能熱水器把太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能,將水從低溫度加熱到高溫度,以滿足人們?cè)谏?、生產(chǎn)中的熱水使用。太陽能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器,真空管式太陽能熱水器為主,占據(jù)國(guó)內(nèi)95%的市場(chǎng)份額。真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲(chǔ)水箱及支架等相關(guān)附件組成,把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠集熱管。集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理,使水產(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。
吸熱過程,真空管式熱水器的吸熱時(shí),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(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(shí)現(xiàn)熱量傳遞。