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太阳能热水器原理

浏览次数: 日期:2016年10月13日 08:44

         是太阳能成果应用中的一大产业,它以环保、安全、节能、卫生等优点,迅速赢得了广大消费者的青睐,中国,是一个能源消耗大国,每年全国能耗约占全世界能耗总量的1∕3,而全国总能耗中,有1∕3是来自建筑能耗。“向屋顶要能源”,太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能,加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。

       一、太阳能热水器的结构示意图

        太阳能热水器是迄今为止人类利用太阳能工业产品中普及率最高的产品。普通太阳能热水器主机由三部分组成:真空集热管、保温水箱和支架(如图所示)。常用的配件有:上下水管、测控仪表、水阀开关等。

  二、集热和循环原理

        系统中的集热元件。其功能相当于电热水器中的电热管。和其它热水器不同的是,集热器是利用太阳的辐射热能加热冷水,故而加热时间只能在有太阳光照射的白天。

  如图所示,真空集热管就像一个细长的暖瓶胆,内外层之间为真空,常用尺寸有:1800mm×58mm、1500 mm×47mm等。真空管内管的外表面是特种材料涂层,可以有效吸收太阳辐射能。当光子撞击膜层的时候,光能转化为热能,并传导给管内的水,水温便逐渐升高。
   由于冷水比重大、热水比重小的原理,真空管和保温水箱便形成了冷水向下,热水向上的自然循环,使最热的水循环到保温水箱中。

真空管集热器


  三、保温储存原理

       和其它保温水箱一样,是储存热水的容器。 因为太阳能热水器只能白天工作,而人们一般在晚上才使用热水,为了使白天生产的热水在到晚上或隔天使用时保持一定的温度,所以必须通过保温水箱把热水储存起来。
 
        1、水箱内胆水箱内是储存热水的重要部分,其用材料强度和耐腐蚀性至关重要,优质的选材应是进口SUS2B304板材,厚度在0。4mm--0。8mm之间不锈钢板,氩气保护,高频自动焊接,提高钢板在各种水质或各种环境耐腐蚀性能。
        2、水箱保温材料性能特点及技术参数:保温材料的好坏直接关系着热效率和晚间清晨的使用,在寒冷的东北尤其重要。目前较好的保温方式是进口聚氨脂保温,若配料、工艺、环境、温度不适,也会造成发泡不均或泡孔过大、工质缓慢漏失保温性逐渐下降的后果,这就需要厂家有专门的发泡机械、标准化模具和较高的工艺技术水平。另外,我们不仅要了解产品用材工艺、还要看厂家的机械设备、模具等有机成本的高低、质量监测的水准。产品质量直接关系消费者的利益。 聚氨酯保温层厚度:50mm闭孔率:65.69%导热数:19.83mw/m.k,并经过高温熟化处理。

  保温水箱是如何让热水长时间保持高温、不随夜晚和寒冬等外界温度变化呢?如图所示,保温水箱有三部分组成:外胆、聚氨酯发泡层和不锈钢内胆,其中,聚氨酯发泡层负责太阳能热水器的保温。聚氨酯的保温性能卓越,是目前国内所有建材中导热系数最低(≤0.024)、热阻值最高的保温材料。太阳能热水器的发泡层厚度一般在50mm-70mm之间,实际保温性能则取决于生产厂家的发泡机械、标准化模具和工艺技术水平。


   四、连接管道,上下水原理

        将冷水输送到符水箱进入集热器,再从保温水箱内把热水输送到人们使用热水的通道。叫做连接管道,为使整套系统形成一个闭合的环路,必须设计合理、连接正确,循环管道对太阳能系统是否能达到最 佳工作状态至关重要。热水管道必须做保温处理。管道必须有很高的质量,保证15年以上的使用寿命。安装时要求横平竖直。

        给太阳能热水器向上打水时,依靠的是自来水的水压,没有自来水或者不能24小时供自来水的用户,就得依靠水泵或者增压罐来给太阳能热水器打水。
  用水时,只要打开室内的任何一个水龙头,热水器水箱内的热水便依靠自然落差的原理流出。

        节能环保

        每平方米平板太阳能集热器或5只真空管(∮58㎜×1800㎜)在一个正常日照日内,可产生相当于2.5度电的热量,按这标准,每年可节约标准煤200公斤 左右,可以减少700多公斤二氧化碳的排放量。太阳能热水器的广泛运用,在省钱、方便我们的同时,也大大地改善了地球的环境污染状况。

太阳能热水器工作原理图:

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