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)保標準的新時代。

　　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。在一些日常風力較大的地區(qū)，尤其是沿海地區(qū)，還要在設計時充分考慮抗風能力。

　　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。周而復始，太陽熱水器保溫水箱中的水也就被加熱了。