陽能熱水器工作原理
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,使玻璃管內的水加熱,加熱的水便輕沿著玻璃管受熱面往上進入保溫儲水桶,桶內溫度相對較低的水沿著玻璃管背光面進入玻璃管補充,如此不斷循環(huán),使保溫儲水桶內的水不斷加熱,從而達到熱水的目的。
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較遠,因此導熱系統(tǒng)仍是不可或缺的。導熱材料主要有導熱流材料和導熱流管道材料,另外蓄熱材料在液相或氣相狀態(tài)下也可作為導熱流材料。國際研究傾向于在蓄熱和導熱過程中采用相同的材料,以降低熱交換系統(tǒng)的復雜程度,從而達到降低系統(tǒng)成本的目的。未來的重點是新型熱傳導媒質的研發(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。
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管壁傳遞到管內的水。管內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不斷補充如此循環(huán)往復,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,介質則在集熱板內因熱虹吸自然循環(huán),將太陽輻射在集熱板的熱量及時傳送到水箱內,水箱內通過熱交換(夾套或盤管)將熱量傳送給冷水。介質也可通過泵循環(huán)實現(xiàn)熱量傳遞。
玻璃真空管太陽能熱水器可細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:、節(jié)能、環(huán)保、經濟。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行,環(huán)境溫度低時效率仍然比較高。其缺點在于體積比較龐大、玻璃管易碎、管中容易集結水垢、不能承壓運行。