太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)和原理是什么？(太陽能熱水器的組成結(jié)構(gòu)及各自的作用)
太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)和原理是什么
太陽能熱水器的安裝結(jié)構(gòu)一般由吸熱板芯、透明蓋板、保溫材料、貯熱水箱以及外殼支架等五部分組成。
一、是吸熱板芯
吸熱板芯是吸收太陽輻射能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并向水傳遞熱量的關(guān)鍵部件。吸熱板芯的選用材料、結(jié)構(gòu)形式和表面涂料的輻射特性對熱水器性能具有決定性影響。對吸熱板的要求是有一定的承壓能力，與水的相容性好，熱性能高，制造工藝簡單，各項成本合理，運行切實可靠。吸熱板芯的材料,國外基本上都用銅和不銹綱,國內(nèi)一般用銅、鋁合金或鍍鋅板。用金屬作吸熱板芯,在通常溫度范圍內(nèi)，其熱傳導(dǎo)能力較強，但對光的吸收能力卻低于非金屬。
二、透明蓋板
透明蓋板是讓太陽輻射透過，而不讓吸熱板芯產(chǎn)生的遠紅外線透過，從而抑制吸熱板芯表面反射損失和對流損失，使熱水器內(nèi)獲得較高溫升，形成溫室效應(yīng)的主要部件。同時，它還具有防止灰塵和雨雪損壞吸熱板芯的重要作用。透明蓋板應(yīng)滿足透過率高、耐沖擊強度大、具有良好的耐候性、隔熱性能好和便于加工等基本要求。在北方使用的集熱器采用雙層蓋板時，一般采用玻璃加聚碳酸酯薄膜。蓋板的層數(shù)由使用地區(qū)氣候條件和工作溫度而定，一般為單層，只有在氣溫較低或工作溫度較高的工況下才采用雙層蓋板，有條件時使用透明蜂窩材料。蓋板與吸熱板的距離應(yīng)考慮大于20mm，距離太小會降低集熱效率。
三、保溫材料
熱水器集熱板芯的底部及四周都需要有保溫層,以減少熱水器向四周環(huán)境的散熱,提高熱水器的工作效率。對保溫材料的基本要求是保溫性能好，耐溫在110℃以上,且不分解、不吸水、不易變形或揮發(fā)、不產(chǎn)生有毒氣體、容量小,便于安裝,價格便宜。保溫材料一般采用聚氨脂、聚苯乙烯、巖棉、礦棉、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖等。由于聚氨脂導(dǎo)熱系數(shù)小、耐溫高、不吸水、清潔衛(wèi)生，價格便宜，因而，企業(yè)一般首選聚氨脂做吸熱板芯的保溫材料。為了實現(xiàn)清潔能源和環(huán)保材料的完美結(jié)合，力諾瑞特與霍尼韋爾聯(lián)合開發(fā)不破壞臭氧層的新型環(huán)保發(fā)泡材料，并在全球首家應(yīng)用于太陽能熱水器保溫。由于該材料在性能、價格以及與太陽能熱水器相結(jié)合的適用性等方面，都遠遠高于其它相關(guān)發(fā)泡劑保溫材料，給太陽能熱水器產(chǎn)品的保溫和穩(wěn)定性能帶來極其重要的保障，從而，推動中國太陽能生產(chǎn)進入了符合國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的新時代。
四、貯熱水箱
貯熱水箱是用于儲存熱水的裝置，它具有良好的保溫性能，是太陽熱水器的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)、材料、容量和保溫性能及補水、取水方式都直接影響熱水器的性能和可靠性。水箱外殼的常用材料有壓花鋁板、彩色鋼板、不銹鋼板、鍍鋁鋅硅板和玻璃鋼等，板厚為0.20-0.50mm。由于不銹鋼板易造成光污染，應(yīng)盡量少用或不用。水箱內(nèi)膽的常用材料有不銹鋼板、搪瓷鋼板、防銹鋁、鍍鋅板、玻璃鋼和塑料材料等，厚度為0.55-0.77mm。
五、外殼與支架
為了將吸熱板芯、透明蓋板和保溫材料等組成一個要機整體，并保持一定的剛度和強度,便于安裝和運輸，需要一個美觀的外殼。對外殼的基本要求是堅實耐用,抗氣候變化,不變形、重量輕、易加工、外表美觀和價格便宜。外殼一般用鋼板、彩鋼板、鋁型材、不銹鋼板、塑料和玻璃鋼等材料加工制成。支架的作用是支撐太陽能熱水器并使其與建筑實現(xiàn)結(jié)合。從材料上分有鋁合金、不銹鋼、碳鋼噴塑、鍍鋅板沖壓和管型材沖壓支架等。目前大多數(shù)廠家使用前兩種材料，因其具有良好的搞腐蝕能力。太陽能熱水器支架應(yīng)有足夠的強度和鋼度才能確保有足夠的承重能力。在一些日常風(fēng)力較大的地區(qū)，尤其是沿海地區(qū)，還要在設(shè)計時充分考慮抗風(fēng)能力。
工作原理如圖：
太陽能熱水器一般由全玻璃真空太陽集熱板、保溫儲水箱、支承架三大部件組成。其核心集熱元件是全玻璃真空集熱板，它由兩根為同心圓的高硼硅特硬玻璃管組成。真空集熱管選擇性吸收太陽光將光能轉(zhuǎn)化為熱能使真空管中的水不斷加熱。由于“熱虹吸”作用，即冷水的比重較大，熱水的比重較小。因而真空管中的熱水自然不斷地往上浮，進入水箱。水箱中的冷水自然不斷地往下沉，進入真空管。周而復(fù)始，太陽熱水器保溫水箱中的水也就被加熱了。
