太陽能熱水器加熱的科學原理

　　太陽能熱水器利用太陽的能量將水從低溫度加熱到高溫度的裝置，是一種熱能產品。所以很多的人都想知道太陽能熱水器是如何加熱的。下面為您精心推薦了太陽能熱水器加熱的科學原理，希望對您有所幫助。

　　太陽能熱水器加熱的原理

　　平板式太陽能熱水器的吸熱過程比較簡單，太陽輻射透過玻璃蓋板，熱能被集熱板吸收后沿肋片和管壁傳導給吸熱管內的水。

　　真空管式太陽能熱水器的集熱板由許多真空集熱管組成，就像是許多并排的細長的暖瓶膽。真空管的內外層之間是真空的，內管外表面有一層特種材料涂層，可以有效吸收太陽輻射能，并轉化為熱能，傳導給管內的水。利用冷水比重大、熱水比重小的原理，吸熱管和保溫水箱之間形成了冷水下沉、熱水上升的自然對流循環，使水箱中的水逐漸變熱。通過保溫水箱儲存熱水，可以保證人們隨時有熱水使用。通過連接管道按需要輸送熱水或冷水，使整套系統形成一個閉合的環路。通過控制系統顯示并全自動控制水溫、水位，還能防止真空管在高溫空曬后又因突然注入冷水而爆裂。

　　主機支架支撐著集熱板與保溫水箱，還用來調節集熱板與地平面之間的角度，以形成一個最佳傾斜角，這是為了使太陽能熱水器的集熱板能獲取最大限度的太陽能量。研究人員專門設計了軟件來計算集熱板在不同地區的最佳傾斜角，而在進行人工估算時，通常釆用在正午時太陽光垂直射入集熱板采光面為最佳傾斜角。

　　太陽能熱水器的作用

　　由全玻璃真空集熱管、儲水箱、支架及相關附件組成，把太陽能轉換成熱能主要依靠玻璃真空集熱管。集熱管受陽光照射面溫度高，集熱管背陽面溫度低，而管內水便產生溫差反應，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產生微循環而達到所需熱水。

　　集熱器：

　　系統中的集熱元件。其功能相當于電熱水器中的電熱管。和電熱水器、燃氣熱水器不同的是，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有太陽照射的白晝。

　　保溫水箱：

　　和電熱水器的保溫水箱一樣，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，所以必須通過保溫水箱把集熱器在白天產出的熱水儲存起來。容積是每天晚上用熱水量的總和。采用同樂搪瓷內膽承壓保溫水箱，保溫效果好，耐腐蝕，水質清潔，使用壽命可長達20年以上。

　　連接管道：

　　將熱水從集熱器輸送到保溫水箱、將冷水從保水箱輸送到集熱器的通道，使整套系統形成一個閉合的環路。設計合理、連接正確的循環管道對太陽能系統是否能達到最佳工作狀態至關重要。熱水管道必須做保溫處理。管道必須有很高的`質量，保證有20年以上的使用壽命。

　　環保作用

　　每平方米平板太陽能集熱器平均每個正常日照日，可產生相當于2.5度電的熱量，每年可節約標準煤250公斤左右，可以減少700多公斤CO2的排放量。太陽能熱水器的廣泛運用，包括生活用熱水，采暖，空調，在省錢的同時必將極大地改善地球的污染狀況。

　　太陽能熱水器的溫度

　　太陽能熱水器水溫一般為40℃～70℃，但高溫天為何會飆升到99℃？專家介紹，太陽能熱水器是循環加熱，逐步累積水溫。夏天氣溫高，日照時間長，水溫達到99℃很正常。比如前一天水溫達到50℃，如果沒有使用，水會在水箱里自動保溫，第二天太陽能繼續加熱，溫度就會到70℃。如果連續幾天不去用水，沒有冷水加入循環，熱水器的水溫很容易就會達到100℃。

　　這么高的水溫會帶來哪些問題呢？熱水器的真空管可以承受400℃高溫，而且水箱側面設計有排氣孔，水溫達到100℃時，就會排出水蒸氣散熱，熱水器不會損壞，但是可能會燙傷人。所以，這種情況下使用熱水要小心，尤其是小孩，如果直接打開熱水閥門，很容易被熱水燙傷。

　　專家建議，最好買一個恒溫閥安裝在熱水器上，將水溫控制在30℃～60℃之間。用遮陽布遮住部分真空管，也能有效降低水溫。太陽能熱水器的水管如果采用PES管，在100℃溫度下可以使用50年。如果用的是鋁塑管，一兩年就會老化，應及時更換，防止燙傷事故發生。

　　太陽能熱水器選購的方法

　　一看聚光集熱效果。聚光集熱能力的強弱是衡量熱水器性能優劣的重要標志，也是影響熱水器得熱量的重要因素。真空管是太陽能的集熱“心臟”，它將光能轉化為熱能，讓水箱里的水熱起來，所以相同外界條件下真空管得熱量的多少，直接影響到水溫的高低。目前，市場上有兩種真空管，一種是采用傳統漸變膜工藝制造的真空管，另一種是采用國際領先的干涉膜專利技術制造的，具有“耐高溫、抗高寒、更高效”特點的皇明三高真空管，后者是前者的替代產品，它將熱水器得熱量提高了30%，徹底解決了傳統真空管在陰雨天光照不足時水溫不高、冬天溫度過低時太陽能不好用的難題。

　　另外，今年市面上出現了一種“P1”熱水器，以冬季好用為設計基礎，聚光集熱能力更強，出熱水多，升溫快，多快好省，180cm大真空管逐步取代傳統小管太陽能，冬天也好用，代表了未來太陽能熱水器發展潮流，是消費者享受綠色熱水文明一步到位的選擇。

　　二看保溫性能。儲水箱是熱水器的“熱水倉庫”，它的性能優劣主要體現在保溫效果上。好的保溫水箱不僅要看保溫層厚度，還要看保溫材料及工藝。目前世界上最先進的生產工藝在中國，即采用全自動數控恒溫恒壓定量發泡，高溫熟化處理，加厚保溫層，確保了層質更加細密勻稱，保溫性能更持久。

　　三看支座強度。太陽能的支架就像人的“骨架”，弱不禁風當然不行。目前應用較多的是流線形塔式支座，它采用加強、超高底座，克服了傳統細桿式支架單薄不抗風的不足，抗風、抗雨雪、抗冰雹、耐腐蝕能力更強。

　　四看品牌和服務。太陽能熱水器主機在戶外，常年經受風吹雨打，需要經專業人員維修、維護。目前國內有太陽能熱水器廠家數千家，由于國家迄今還沒有統一的太陽能熱水器檢測標準，部分產品質量不過關，安裝服務不到位，給用戶使用帶來麻煩。有關專家認為，買太陽能買的不僅是產品，更重要的是服務。因此，應選擇有實力的名牌專業廠家的產品，這樣的廠家安裝服務人員一般都經過專業技術培訓，服務周到，讓消費者無后顧之憂，獲得最佳保障。

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