太陽能熱水器的原理

  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，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(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)，最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。

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(dòng)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(dòng)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(dòng)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)。

使用過程

平板式太陽能熱水器為頂水方式工作，真空管太陽能熱水器也可實(shí)行頂水工作的方式，水箱內(nèi)可以采用夾套或盤管方式。頂水工作的優(yōu)點(diǎn)是供水壓力為自來水壓力，比自然重力式壓力大，尤其是安裝高度不高時(shí)，其特點(diǎn)是使用過程中水溫先高后低，容易掌握，使用者容易適應(yīng)，但是要求自來水保持供水能力。頂水工作方式的太陽能熱水器比重力式熱水器成本大，價(jià)格高。

1. 溫差控制集熱循環(huán)

太陽能熱水地暖系統(tǒng)中有集熱器溫測器和水溫感應(yīng)器，集熱系統(tǒng)吸收太陽能輻射后，集熱管溫度上升，當(dāng)集熱器溫度和水箱溫度水溫差△t設(shè)定值時(shí)，檢測系統(tǒng)發(fā)出指令，循環(huán)泵將中央熱水器中的冷水輸入集熱器中，水被加熱后再回到水箱中，使水箱內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定的溫度。

2. 地暖管道循環(huán)系統(tǒng)

增加一臺(tái)熱水循環(huán)泵，通過控制器控制地暖管道循環(huán)。當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)地暖循環(huán)泵，使高溫水通過地暖盤管在室內(nèi)循環(huán)，從而使室內(nèi)溫度不斷提高。當(dāng)水箱水溫低于某一設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)停止地暖管道循環(huán)泵。