太陽能熱水器是將太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能的加熱裝置,將水從低溫加熱到高溫,以滿足人們在生活、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,主要以真空管式太陽能熱水器為主,占據(jù)國內(nèi)95%的市場份額。真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關(guān)零配件組成,把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠真空集熱管,真空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)而得到所需熱水。
陽光穿過吸熱管的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,傳熱將大大減小(輻射傳熱仍然存在,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(bǔ)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(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)向上的動力,構(gòu)成一個(gè)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(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。
玻璃真空管太陽能熱水器
可細(xì)分為全玻璃真空管式、熱管真空管式、U型管真空管式/真空管集熱、儲熱一體化悶曬式。常用的為全玻璃真空管式,其優(yōu)點(diǎn):、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。尤其是帶輔助電加熱功能的太陽能熱水器,它以太陽能為主,電能為輔的能源利用方式使太陽能熱水器全年全天候正常運(yùn)行,環(huán)境溫度低時(shí)效率仍然比較高。