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太陽能熱水器的工作原理是什么?

發布時間:2019-09-20 點擊次數:1380

  隨著科技水平的發展,太陽能熱水器走進了千家萬戶,我們可以看到家家戶戶的房頂上都有一臺太陽能熱水器,它既節能又環保,給我們的生活帶來了許多便利。但我們不是特別了解太陽能熱水器的工作原理 ,只知道有太陽就會有熱水了。下面小編為大家掃掃盲,告訴大家太陽能熱水器的工作原理,一起來看看吧。


  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。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往復,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,介質則在集熱板內因熱虹吸自然循環,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實現熱量傳遞。


  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。真空管式太陽能熱水器為直插式結構,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均采用泵循環。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。


太陽能熱水器原理


  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行頂水工作的方式,水箱內可以采用夾套或盤管方式。頂水工作的優點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,其特點是使用過程中水溫先高后低,容易掌握,使用者容易適應,但是要求自來水保持供水能力。頂水工作方式的太陽能熱水器比重力式熱水器成本大,價格高。


  1. 溫差控制集熱循環

  太陽能熱水地暖系統中有集熱器溫測器和水溫感應器,集熱系統吸收太陽能輻射后,集熱管溫度上升,當集熱器溫度和水箱溫度水溫差△t設定值時,檢測系統發出指令,循環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,使水箱內的水達到設定的溫度。


  2. 地暖管道循環系統

  增加一臺熱水循環泵,通過控制器控制地暖管道循環。當水溫達到設定溫度時,自動啟動地暖循環泵,使高溫水通過地暖盤管在室內循環,從而使室內溫度不斷提高。當水箱水溫低于某一設定值時,自動停止地暖管道循環泵。


  擴展資料

  太陽能的利用

  太陽能(Solar Energy),一般是指太陽光的輻射能量,太陽能是一種可再生能源,廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,生物質能,潮汐能、水的勢能等等。太陽能利用的基本方式可分為光—熱利用、光—電利用、光—化學利用、光—生物利用四類。在四類太陽能利用方式中,光—熱轉換的技術最成熟,產品也最多,成本相對較低。


  如:太陽能熱水器、開水器、干燥器、太陽灶、太陽能溫室、太陽房、太陽能海水淡化裝置以及太陽能采暖和制冷器等。太陽能光熱發電比光伏發電的太陽能轉化效率較高,但應用還不普遍。在光熱轉換中,當前應用范圍最廣、技術最成熟、經濟性最好的是太陽能熱水器的應用。


  光熱利用:它是將太陽輻射能收集起來,通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置,主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。


  太陽能發電:未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式主要有兩種:


 ?、俟狻獰帷娹D換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽,然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換,后一過程為熱—電轉換。


 ?、诠狻娹D換。其基本原理是利用光生伏特效應將太陽輻射能直接轉換為電能,它的基本裝置是太陽能電池。


  光化利用:這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。


  光生物利用:通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。



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