陽能熱水器工作原理

陽光穿過吸熱管的層玻璃照到第二層玻璃的黑色吸熱層上，將太陽光能的熱量吸收，由于兩層玻璃之間是真空隔熱的，傳熱將大大減?。ㄝ椛鋫鳠崛匀淮嬖?，但沒有了熱傳導(dǎo)和熱對流），絕大部分熱量只能傳給玻璃管里面的水，使玻璃管內(nèi)的水加熱，加熱的水便輕沿著玻璃管受熱面往上進(jìn)入保溫儲水桶，桶內(nèi)溫度相對較低的水沿著玻璃管背光面進(jìn)入玻璃管補(bǔ)充，如此不斷循環(huán)，使保溫儲水桶內(nèi)的水不斷加熱，從而達(dá)到熱水的目的。

在太陽能熱利用方面,大多數(shù)分散的集熱器與蓄熱器之間的距離相對較遠(yuǎn),因此導(dǎo)熱系統(tǒng)仍是不可或缺的。導(dǎo)熱材料主要有導(dǎo)熱流材料和導(dǎo)熱流管道材料,另外蓄熱材料在液相或氣相狀態(tài)下也可作為導(dǎo)熱流材料。國際研究傾向于在蓄熱和導(dǎo)熱過程中采用相同的材料,以降低熱交換系統(tǒng)的復(fù)雜程度,從而達(dá)到降低系統(tǒng)成本的目的。未來的重點是新型熱傳導(dǎo)媒質(zhì)的研發(fā)如離子流體,以及新型熱循環(huán)管道材料如金屬化塑膠管等。

太陽主要以電磁輻射的形式給地球帶來光與熱。太陽輻射波長主要分布在0.25～ 2.5μm范圍內(nèi)。從光熱效應(yīng)來講,太陽光譜中的紅外波段直接產(chǎn)生熱效應(yīng),而絕大部分光不能直接產(chǎn)生熱量。我們感覺在強(qiáng)烈的陽光下的溫暖和炎熱,主要是衣服和皮膚吸收太陽光線,從而產(chǎn)生光熱轉(zhuǎn)換的緣故。從物理角度來講,黑色意味著光線幾乎全部被吸收,吸收的光能即轉(zhuǎn)化為熱能。因此為了限度地實現(xiàn)太陽能的光熱轉(zhuǎn)換,似乎用黑色的涂層材料就可滿足了,但實際情況并非如此。這主要是材料本身還有一個熱輻射問題。從量子物理的理論可知,黑體輻射的波長范圍在2～ 100μm之間,黑體輻射的強(qiáng)度分布只與溫度和波長有關(guān),輻射強(qiáng)度的峰值對應(yīng)的波長在10μm附近[3]。由此可見,太陽光譜的波長分布范圍基本上與熱輻射不重疊,因此要實現(xiàn)的太陽能熱轉(zhuǎn)換

系統(tǒng)中的集熱元件。其功能相當(dāng)于電熱水器中的電熱管。和電熱水器、燃?xì)鉄崴鞑煌氖?，太陽能集熱器利用的是太陽的輻射熱量，故而加熱時間只能在太陽照射度達(dá)到一定值的時候。

目前中國市場上常見的是全玻璃太陽能真空集熱管。結(jié)構(gòu)分為外管、內(nèi)管，在內(nèi)管外壁鍍有選擇性吸收涂層。平板集熱器的集熱面板上鍍有黑鉻等吸熱膜，金屬管焊接在集熱板上，平板集熱器較真空管集熱器成本稍高，近幾年平板集熱器呈現(xiàn)上升趨勢，尤其在高層住宅的陽臺式太陽能熱水器方面有獨特優(yōu)勢。全玻璃太陽能集熱真空管一般為高硼硅3.3特硬玻璃制造，選擇性吸熱膜采用真空濺射選擇性鍍膜工藝。