家用真空管,太陽能熱水器工作原理(圖解),平板太陽能熱水器原理
太陽能熱水器作為太陽能熱利用技術的一大成功，以綠色環保、節能減排等優勢走進千家萬戶。作為守衛太陽的忠誠“衛士”，將光與熱贈與人們，為人們提供生活方便。
一、太陽能熱水器原理-集熱管（圖解）
我們知道，太陽能熱水器(qi)由真空集熱器(qi)、水箱和(he)支架(jia)三部(bu)分組(zu)成(cheng)，而配件則有控制儀、電(dian)加(jia)熱、電(dian)磁閥、傳感器(qi)、專用(yong)管(guan)及(ji)管(guan)件、球(qiu)閥等等。（如下圖示）
二、集熱和(he)循(xun)環(huan)原理
系統(tong)中(zhong)的(de)集熱(re)元件。其功能(neng)相(xiang)當于電熱(re)水器(qi)(qi)中(zhong)的(de)電熱(re)管。和其它熱(re)水器(qi)(qi)不同的(de)是，太(tai)陽(yang)能(neng)集熱(re)器(qi)(qi)是利用太(tai)陽(yang)的(de)輻射熱(re)能(neng)加熱(re)冷(leng)水，故而加熱(re)時間只能(neng)在有太(tai)陽(yang)光照射的(de)白(bai)天。
如圖所示，真空集熱管就像一個細長的暖瓶膽，內外層之間為真空，常用尺寸有：1800mm×58mm、1500 mm×47mm等。真空管內管的外表面是特種材料涂層，可以有效吸收太陽輻射能。當光子撞擊膜層的時候，光能轉化為熱能，并傳導給管內的水，水溫便逐漸升高。
由于冷水比重大、熱水比重小的原理，真空管和保溫水箱便形成了冷水向下，熱水向上的自然循環，使熱的水循環到保溫水箱中。（如下圖）
三、保溫水箱
和其它保溫水箱一樣，是儲存熱水的容器。 因為太陽能熱水器只能白天工作，而人們一般在晚上才使用熱水，為了使白天生產的熱水在到晚上或隔天使用時保持一定的溫度，所以必須通過保溫水箱把熱水儲存起來。
1、水箱內膽水箱內是儲存熱水的重要部分，其用材料強度和耐腐蝕性至關重要，優質的選材應是進口SUS2B304板材，厚度在0。4mm--0。8mm之間不銹鋼板，氬氣保護,高頻自動焊接,提高鋼板在各種水質或各種環境耐腐蝕性能。
2、水箱保溫材料性能特點及技術參數：保溫材料的好壞直接關系著熱效率和晚間清晨的使用，在寒冷的東北尤其重要。目前較好的保溫方式是進口聚氨脂保溫，若配料、工藝、環境、溫度不適，也會造成發泡不均或泡孔過大、工質緩慢漏失保溫性逐漸下降的后果，這就需要廠家有專門的發泡機械、標準化模具和較高的工藝技術水平。另外，我們不僅要了解產品用材工藝、還要看廠家的機械設備、模具等有機成本的高低、質量監測的水準。產品質量直接關系消費者的利益。聚氨酯保溫層厚度：50mm閉孔率:65.69％導熱數:19.83mw/m.k，并經過高溫熟化處理。
保(bao)溫(wen)(wen)水箱是如何讓熱水長(chang)時(shi)間保(bao)持高(gao)溫(wen)(wen)、不(bu)隨夜(ye)晚和(he)寒冬等外界溫(wen)(wen)度(du)變化呢？如圖所(suo)示，保(bao)溫(wen)(wen)水箱有三部分組成：外膽(dan)、聚(ju)氨酯發(fa)(fa)泡層(ceng)和(he)不(bu)銹鋼內膽(dan)，其中，聚(ju)氨酯發(fa)(fa)泡層(ceng)負責太(tai)陽(yang)能(neng)熱水器(qi)的(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)。聚(ju)氨酯的(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)性能(neng)卓越，是目前國內所(suo)有建材中導(dao)熱系數(shu)低（≤0.024）、熱阻(zu)值高(gao)的(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)材料。太(tai)陽(yang)能(neng)熱水器(qi)的(de)(de)發(fa)(fa)泡層(ceng)厚度(du)一般在50mm-70mm之(zhi)間，實際保(bao)溫(wen)(wen)性能(neng)則取決于生產廠家的(de)(de)發(fa)(fa)泡機械、標(biao)準化模具和(he)工藝技術水平。
四、太陽能熱水器工作原理（圖(tu)解）
將(jiang)冷水輸(shu)(shu)送到(dao)符水箱進入(ru)集熱器，再從保(bao)溫(wen)水箱內把熱水輸(shu)(shu)送到(dao)人們使(shi)用熱水的通道(dao)(dao)。叫(jiao)做連接(jie)管(guan)道(dao)(dao)，為(wei)使(shi)整(zheng)套系統(tong)形成(cheng)一個閉合(he)的環(huan)路(lu)，必(bi)須設計合(he)理、連接(jie)正確(que)，循環(huan)管(guan)道(dao)(dao)對太陽能系統(tong)是否能達到(dao)工作(zuo)狀態至關重要。熱水管(guan)道(dao)(dao)必(bi)須做保(bao)溫(wen)處理。管(guan)道(dao)(dao)必(bi)須有很(hen)高的質量，保(bao)證(zheng)15年以上(shang)的使(shi)用壽命。安裝時(shi)要求橫平豎直。
給太陽能熱水器向上打水時，依靠的是自來水的水壓，沒有自來水或者不能24小時供自來水的用戶，就得依靠水泵或者增壓罐來給太陽能熱水器打水。
用水時，只要打開室內的任何一個水龍頭，熱水器水箱內的熱水便依靠自然落差的原理流出。
節能環保
每平(ping)方米(mi)平(ping)板太(tai)陽能集熱器或5只真空管（∮58㎜×1800㎜）在(zai)一個正常日照日內，可產生相當于2.5度電的(de)熱量(liang)，按(an)這標準(zhun)，每年(nian)可節約標準(zhun)煤200公(gong)斤(jin) 左右，可以減少(shao)700多公(gong)斤(jin)二氧化碳的(de)排放量(liang)。太(tai)陽能熱水器的(de)廣(guang)泛運用，在(zai)省錢、方便我(wo)們的(de)同時，也(ye)大大地(di)改善了地(di)球的(de)環境污染狀(zhuang)況。
太陽能熱水器工作原理圖：
五、平(ping)板(ban)太陽(yang)能(neng)熱水器(qi)工作(zuo)原理
作為家用太陽能熱水器，平板太陽能熱水器與真空管太陽能熱水器的工作原是差不多，下面我們就他們不一樣的地方作一個簡單介紹：
一、吸熱過程
太陽輻射透過玻璃蓋板，被集熱板吸收后沿肋片和管壁傳遞到吸熱管內的水。吸熱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。隨著熱水的不斷上移并儲存在儲水箱上部，同時通過下循環管不斷補充溫度較低的水，如此循環往復，終整箱水都升高至一定的溫度。 現有的平板式集熱器，基本上都采用結合良好的多管組合方式，如滾壓或壓延方法等，其中走水管子與吸熱板之間的熱阻幾乎可以忽略。影響平板式集熱器板芯性能的主要因素，一是結構設計，二是表面吸收涂層。設計良好的集熱器的板芯肋片效率應該在93%以上。集熱器的板芯肋片效率與板芯結構、表面處理以及集熱器整體結構有關。集熱器整體結構的影響可以用總傳熱系數來描述，其影響程度與自身的幾何尺寸（肋片厚度、材質）是一樣。也就是說，在同等效率的情況下，集熱器熱損小時板芯可以薄一些。選擇性吸收表面可以提高集熱效率，但是市面上這類產品為了提高經濟效益，往往肋片較薄。用于熱水器場合時，這類產品的實際集熱效果與選擇性差一些（甚至沒有選擇性）但肋片厚一些的集熱器不會有太大的區別。
二、循環管路
家用太陽能熱水器通常按自然循環方式工作，沒有外在的動力，設計良好的系統只要有5~6℃以上的溫差就可以循環很好。水循環管路管徑及管路分布的合理性直接影響到集熱器的熱交換效率。 多數情況下，自然循環家用熱水器系統管路中的流態都可以視為層流。集熱器內管路系統的阻力主要來自沿程阻力，局部阻力的影響要小得多，其中支管的沿程阻力又比主管要大得多。當水溫升高后，由于運動粘度減小，沿程阻力變小，局部阻力的影響變大。在一定范圍內，當主管管徑不變時，加大支管管徑，不僅沿程阻力迅速減小，而且局部阻力也將跟著減小。一般地，支管的水力半徑應在10mm以上。當主管管徑達到一定值以后，增加主管管徑對減小系統阻力意義不大。
三、頂水式使用過程
家用太陽能熱水器的用水方式分為落水式和頂水式。落水使用方式不受自來水供水影響，其缺點是使用過程中水溫先低后高，掌握不好的話容易造成突然缺水的尷尬。頂水方式則是水溫先高后低，容易掌握，使用者容易適應，但是要求自來水保持供水能力。在自來水有保證的情況下，推薦使用頂水方式。家用太陽能熱水器設計成頂水方式時，必須對水箱內部結構進行合理的設計，以保證出水均勻，避免形成水路“短路”或死角。使用管路好設計成可以轉換成落水式的連接方式，在自來水壓力不足或停水時應急用。
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