蓄熱材料主要包括相變儲熱材料、顯熱儲熱材料等。利用相變材料的固-液或固-固相變潛熱來儲存熱能的潛熱蓄熱技術(shù),因具有蓄熱密度大、儲熱過程近似等溫、過程易控制等優(yōu)點而成為目前實際發(fā)展?jié)摿?、?yīng)用多和重要的蓄熱方式。許多物質(zhì)作為潛在的相變儲熱材料(PCM)已經(jīng)被研究過,但只有部分物質(zhì)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),其中制冷與低溫范圍的技術(shù)與產(chǎn)品相對比較成熟,很多已實現(xiàn)商品化。
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。
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),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)。