太阳能热水器的工作原理
太阳能热水器工程集热原理
太阳能热水器把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器,真空管式太阳能热水器为主,占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成,把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理,使水产生微循环而达到所需热水。
太阳能热水器工程吸热过程
真空管式热水器的吸热时,太阳辐射透过真空管的外管,被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水。管内的水吸热后温度升高,比重减小而上升,形成一个向上的动力,构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部,同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复,终整箱水都升高至一定的温度。
太阳能热水器工程平板式热水器,一般为分体式热水器,介质则在集热板内因热虹吸自然循环,太阳能热水器工程将太阳辐射在集热板的热量及时传送到水箱内,水箱内通过热交换(夹套或盘管)将热量传送给冷水。介质也可通过泵循环实现热量传递。
循环管路
家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作,没有外在的动力。太阳能热水器工程真空管式太阳能热水器为直插式结构,热水通过重力作用提供动力。平板式太阳能热水器通过自来水的压力(称为顶水)提供动力。而太阳能热水器工程集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大,考虑到热能损失,一般不采用管道循环。
太阳能热水器工程的集热材料
太阳能热水器工程太阳主要以电磁辐射的形式给地球带来光与热。太阳辐射波长主要分布在0.25~ 2.5μm范围内。从光热效应来讲,太阳光谱中的红外波段直接产生热效应,而绝大部分光不能直接产生热量。我们感觉在强烈的阳光下的温暖和炎热,主要是衣服和皮肤吸收太阳光线,从而产生光热转换的缘故。从物理角度来讲,黑色意味着光线几乎全部被吸收,吸收的光能即转化为热能。因此为了较大限度地实现太阳能的光热转换,似乎用黑色的涂层材料就可满足了,但实际情况并非如此。太阳能热水器工程这主要是材料本身还有一个热辐射问题。从物理的理论可知,医院太阳能热水器工程,黑体辐射的波长范围在2~ 100μm之间,黑体辐射的强度分布只与温度和波长有关,辐射强度的峰值对应的波长在10μm附近[3]。由此可见,太阳光谱的波长分布范围基本上与热辐射不重叠,因此要实现的太阳能热转换,所采用的材料必须满足以下两个条件:①在太阳光谱内吸收光线程度高,即有尽量高的吸收率α;②在热辐射波长范围内有尽可能低的辐射损失,即有尽可能低的发射率γ。
一般来说,对同一波长太阳能热水器工程而言,材料的吸收率和发射率有同样的数值,即吸收率高则相应的发射率也高。但吸收率α与反射率γ及透射率t满足如下关系:α γ t= 1。对于不透明材料由于t= 0,则α γ= 1。而对于黑色物体来说,γ= 0,则α= 1。根据以上讨论可知,有效的太阳能光热转换材料是在太阳光谱范围内,即λlt; 2.5μm,有α≈ 1(即γ≈ 0);而在λgt; 2μm,即热辐射波长范围内,有ε= 0(即γ≈ 1或α≈ 0),一般将具备这一特性的涂层材料称为选择性吸收材料。
如不完全满足太阳能热水器工程以上条件,在热辐射波长范围内ε值较大,尽管太阳光谱α≈ 1,仍有很大的热辐射损失,这类材料通常称为非选择性涂层材料。所有选择性吸收涂层的构造基本上分为两个部分:红外反射底层(铜、铝等高红外反射比金属)和太阳光谱吸收层(金属化合物或金属复合材料)。吸收涂层在太阳光波峰值波长(0.5μm)附近产生强烈的吸收,在红外波段则自由透过,工厂太阳能热水器工程,并借助于底层的高红外反射特性构成选择性涂层。
在聚光方面,由于日光波长覆盖范围大,聚焦用的反射镜或折射镜的高反射率或高透射率波长应覆盖300~ 2500nm,因而镜面采用新型的纳米涂层,从室内保温涂层到太阳镜上的防反涂层等,这些技术将集热器的效率提高了近5%。从近众多的纳米技术的研究成果来看,玻璃涂层将获得更加长足的发展。预计涂层未来的研发方向主要有以下几个方面:①超长的户外寿命(*风、防灰尘吸附等);②高太阳光反射率(反射波长覆盖300~ 2500nm);③良好的*机械应力特性,以适应对反射镜面的定期清洗;④耐腐蚀性(lt; 0.15%,与镀银镜面耐腐蚀性相当)。在吸热方面,太阳能一次吸热(指直接从阳光获取热能)材料主要有金属、塑料、玻璃等,但实际使用的几乎全是金属。
太阳能热水器工程按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料、氯化锂、硅胶、水等,国内外使用得比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。
太阳能热水器工程维护常识
太阳能热水器工程以其节能环保,安全,经济实惠,等优点进入寻常百姓家,成为日常生活中的家居用品。而现在市场上大部分是太阳能热水器工程,随着时间、水质、空气等因素的影响,太阳能热水器工程的系统性能也会有所下降,经常性的维护,对保持太阳能热水器工程集热性能也就是真空管的集热性能,保证太阳能热水器工程正常使用,延长使用寿命有着重要作用。虽然太阳能热水器工程维护简单,不需要天天维护,太阳能热水器工程,但是定期维护也是的,太阳能热水器工程教您可以从以下几个方面进行维护。
1、根据当地的水质和空气的等相关因素,定期清洗太阳能热水器工程真空管内的水垢和清洗真空管外壁的灰尘以保证太阳能热水器工程真空管的集热效果。
2、根据当地气候情况,定期检查太阳能热水器工程支架稳定性,做好防腐防锈修补工作,以保证太阳能热水器工程的安全稳定运行。
3、检查太阳能热水器工程时,如发现漏水,*损的太阳能热水器真空管应及时更换,以保证集热效率。
4、太阳能热水器工程季节变更时,特别在入冬时,应检查管路的防冻情况,在管道连接处可以进行多层保温防冻。
5、太阳能热水器工程定期进行系统排污,别墅太阳能热水器工程,防止管路阻塞;并对水箱进行清洗,保证水质清洁。排污时,只要在保证进水正常的情况下,打开排污阀门,到排污阀流出清水就行了
6、太阳能热水器工程安装有辅助热源的全天候热水系统,应定期检查辅助热源装置及换热器工作正常与否。对于辅助热源是电热管加热的,使用之定要确保漏电保护装置工作可靠,否则不能使用。