太阳能热水器工作原理及优缺点
太阳能热水器其实就是把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度的一个过程,然后来满足人们在生活、生产中的热水使用。又根据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,但是以“真空管”占据着绝对优势。
一、工作原理
吸热过程
首先介绍真空管式热水器的吸热过程原理。太阳辐射透过真空管的外管,然后被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水,此时水受热而温度逐渐升高,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,最终整箱水都升高至一定的温度。
再介绍平板式热水器,其中介质在集热板内因热虹吸自然循环,随后将太阳辐热量及时传送到水箱内,介质也可通过泵循环实现热量传递,因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。
循环管路
直插式结构的真空管式太阳能热水器,热水是因为通过重力的作用而提供动力;然而平板式则通过自来水的压力提供动力。不过这两种太阳能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。
系统工作
1、温差控制集热循环
集热器温测器和水温感应器置入在太阳能热水地暖系统中,能够很好地吸收太阳能辐射后,促使集热管温度上升,然后当集热器温度和水箱温度水温差到达△t设定值时,通过检测系统发出指令,循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中,然而水被加热后又再次回到水箱中,使水箱内的水达到设定的温度。
2、地暖管道循环系统
这个系统是增加热水循环泵作为不同点,然后通过控制器更好得控制地暖管道循环为工作原理。然后再通过当水温达到设定温度时,自动启动地暖循环泵,使高温水通过地暖盘管在室内循环,从而使室内温度不断提高。如果水箱水温开始低于某一设定值时,应当将地暖管道循环泵进行自动停止为最好的方式。
二、优缺点
优点
1、节能。家庭生活开支中有一部分是水电气,但是实用太阳能热水器,就能将电和气的费用省去90%以上,非常经济。从社会意义讲,它减少了其它不可再生能源的开发,有着积极作用。
2、环保。每台家用太阳能热水器据计算在其使用的基本15年期间,将会减少二氧化碳,一氧化碳、粉尘、二氧化硫、氮氢化合物由于燃煤向大气排放的排放量,当然这其中包含的不是一个小数字,而是数以百吨记的污染源,因此环境污染能够得到一定的减缓。
3、安全。使用太阳能就不存在中毒和触电的隐患,安全可靠。如果是使用煤气热水器或者电力热水器,可能会发生中毒或触电的危险,而且使用者的数字增加,受伤或者死亡的人数也在不断增加。
缺点
1、浪费水资源。因为太阳能安装在楼顶,所以热水管路长达十几米,每次在使用中会造成比平时用其它设备浪费更多的水资源。
2、时间周期长。需要一整天的日照才能把水温提高,即使天气好也只能保证晚上有热水,白天或者是夜间则很难保证。
3、建筑美学差。现在都讲究着建筑的美观,如果是高档小区或者别墅楼顶安装这样一个热水器,笨重而庞大,也容易损坏屋顶防水层。
4、季节性强。冬天没有良好的日照,则水温很难达到一定温度,晚上无法使用。