太阳能热水器集热原理
太阳能热水器集热原理
太阳能热水器集热原理。随着现在生活水平的不断提高，家家户户都用上了热水器，热水器可以满足人们在日常生活中的热水使用。那么太阳能热水器的集热原理是什么呢？我们一起来看看吧。
太阳能热水器集热原理1
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，目前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。
【1】吸热过程
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，最终整箱水都升高至一定的温度。而平板式热水器，一般为分体式热水器，介质在集热板内因热虹吸自然循环，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。
【2】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。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。
【3】顶水式使用过程
平板式太阳能热水器为顶水方式工作，真空管太阳能热水器也可实行顶水工作的方式，水箱内可以采用夹套或盘管方式。顶水工作的优点是供水压力为自来水压力，比自然重力式压力大，尤其是安装高度不高时，其特点是使用过程中水温先高后低，容易掌握，使用者容易适应，但是要求自来水保持供水能力。顶水工作方式的太阳能热水器比重力式热水器成本大，价格高。
太阳能热水器集热原理2
【1】真空管式太阳能热水器工作原理： 真空管吸热-微循环-保温水箱-测控制系统-用户真空管式太阳能热水器，利用真空管集热，最大限度的实现光热转换，经微循环把热水传送到保温水箱里，通过专用管路至用户。控制系统把自来水通过控制阀，控制仪等送至太阳能以达到自动化控制。辅助电加热安置在水箱里，已备阴、雨、雪天使用，节电90%。并自动化运行。
【2】性能特点及技术参数：
1、集热元件-真空管技术参数规格：
1200mm×47mm 1500 mm×47mm。目前集热效果的最好的是AL---N/AL真空溅射选择性镀膜，本产品采用1.2、1.5m利用该涂层的玻璃真空管，其吸收率 ≥0.93红外发射率ε≤0.6，平均热损Uct0.9W/㎡摄氏度真空度P≤5×10ˉ3pa采用性能相当于美国的高硼硅3.3特硬玻璃制造。
2、保温材料性能特点及技术参数：
保温材料的好坏直接关系着热效率和晚间清晨的使用，在寒冷的东北尤其重要。目前较好的保温方式是进口聚氨脂保温，若配料、工艺、环境、温度不适，也会造成发泡不均或泡孔过大、工质缓慢漏失保温性逐渐下降的'后果，这就需要厂家有专门的发泡机械、标准化模具和较高的工艺技术水平。另外，我们不仅要了解产品用材工艺、还要看厂家的机械设备、模具等有机成本的高低、质量监测的水准。产品质量直接关系消费者的利益。
聚氨酯保温层厚度：70mm闭孔率：65.69﹪导热系数：19.83mw/m。k，并经过高温熟化处理。
3、水箱内胆与支架
水箱内是储存热水的重要部分，其用材料强度和耐腐蚀性至关重要，优质的选材应是进口SUS304板材，厚度在0.6mm--0.8mm之间不锈钢板，氩气保护，高频自动焊接，提高钢板在各种水质或各种环境耐腐蚀性能，是比较先进的焊接工艺。
支架材料全部采用不锈钢（SUS304），外观美观、强度高、整体采用螺栓连接，支架、整机刚性强，而且利于运输安装，抗腐能力强。
【3】热管承压式太阳能热水器工作原理： 真空管吸热-热管传导热-保温水箱-控制系统-用户。（价格较高）
热管承压式太阳能热水器，利用真空管集热，内置¤ 型翅片，把高温环境中的热量传给热管、热管迅速将热量传入水箱，特别在多云，辐射强度低的情况下，启动传热快。经连续测试，热管式太阳能热水器，日平均热效率高达56%。
传热元件-热管技术参数规格：φ8×1520
1、国内热管生产厂很多，我们对国内所有热管进行检测，按GB/T14812-1993、GB/14813---1993对热管性能和热管寿命进行实验检测，大多有机热管在一、两年后，传热效率明显下降，最后选定无机分子热管（美国-MACBLE公司专利技术），通过美国思坦福研究院（SRI）长期系统测试，证明其具有卓越的传热性能。传热不需工质相变，靠分子热运动、传热快、传热效率高。
2、承压能力高
热管式太阳能热水器水箱，采用2MM厚钢板，弧型封头，CO 2自动焊接，承压能力0.6MPa，密封工作压力高达1.2Mpa。选用国际先进化学镀镍技术，表面喷涂达到国际先进水平。集热器可承受自来水的压力（试验压力最高可达1.2MPa）。尺寸符合TB311-74规定。
3、抗冻、承载能力强
热管式太阳能热水器采用热管传热技术，集热管内无水，不会因高寒地区气温过低而冻破集热管，从而影响使用。而且因管中无水，若一支热管破损，不会影响整机工作，这样热水器使用范围更广。支架材料全部采用不锈钢（SUS304），外观美观、强度高、整体采用螺栓连接，支架、整机刚性强而且利于运输安装，抗腐能力强。
当太阳光照射到集热器表面时，吸热板会吸收这部分能量，并将其转化为热能。这种热能通过导热介质（如水或防冻液）传递到保温箱内，从而加热水温。透明盖板的作用是允许阳光透过并防止热量损失，而保温箱则用于储存加热后的水。
在真空管式太阳能集热器中，每根真空管内部都有一个吸热层，可以吸收来自太阳的光线和热量。这些热量被传递给管内的水或其他导热介质，使其温度升高。受热的水会上升到保温水箱中，同时低温的水则会下沉至真空管底部以进行再次加热。
总之，太阳能集热器通过吸收、转换和传输太阳辐射能来实现热能收集，是一种环保且高效的能源利用方式。
