太阳能热水器加热的科学原理

　　太阳能热水器利用太阳的能量将水从低温度加热到高温度的装置，是一种热能产品。所以很多的人都想知道太阳能热水器是如何加热的。下面为您精心推荐了太阳能热水器加热的科学原理，希望对您有所帮助。

太阳能热水器加热的科学原理

　　太阳能热水器加热的原理

　　平板式太阳能热水器的吸热过程比较简单，太阳辐射透过玻璃盖板，热能被集热板吸收后沿肋片和管壁传导给吸热管内的水。

　　真空管式太阳能热水器的集热板由许多真空集热管组成，就像是许多并排的细长的暖瓶胆。真空管的内外层之间是真空的，内管外表面有一层特种材料涂层，可以有效吸收太阳辐射能，并转化为热能，传导给管内的水。利用冷水比重大、热水比重小的原理，吸热管和保温水箱之间形成了冷水下沉、热水上升的自然对流循环，使水箱中的水逐渐变热。通过保温水箱储存热水，可以保证人们随时有热水使用。通过连接管道按需要输送热水或冷水，使整套系统形成一个闭合的环路。通过控制系统显示并全自动控制水温、水位，还能防止真空管在高温空晒后又因突然注入冷水而爆裂。

　　主机支架支撑着集热板与保温水箱，还用来调节集热板与地平面之间的角度，以形成一个最佳倾斜角，这是为了使太阳能热水器的集热板能获取最大限度的太阳能量。研究人员专门设计了软件来计算集热板在不同地区的最佳倾斜角，而在进行人工估算时，通常釆用在正午时太阳光垂直射入集热板采光面为最佳倾斜角。

　　太阳能热水器的作用

　　由全玻璃真空集热管、储水箱、支架及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠玻璃真空集热管。集热管受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，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。

　　集热器：

　　系统中的集热元件。其功能相当于电热水器中的电热管。和电热水器、燃气热水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量，故而加热时间只能在有太阳照射的白昼。

　　保温水箱：

　　和电热水器的保温水箱一样，是储存热水的容器。因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的热水储存起来。容积是每天晚上用热水量的总和。采用同乐搪瓷内胆承压保温水箱，保温效果好，耐腐蚀，水质清洁，使用寿命可长达20年以上。

　　连接管道：

　　将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保水箱输送到集热器的通道，使整套系统形成一个闭合的环路。设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。热水管道必须做保温处理。管道必须有很高的`质量，保证有20年以上的使用寿命。

　　环保作用

　　每平方米平板太阳能集热器平均每个正常日照日，可产生相当于2.5度电的热量，每年可节约标准煤250公斤左右，可以减少700多公斤CO2的排放量。太阳能热水器的广泛运用，包括生活用热水，采暖，空调，在省钱的同时必将极大地改善地球的污染状况。

　　太阳能热水器的温度

　　太阳能热水器水温一般为40℃～70℃，但高温天为何会飙升到99℃？专家介绍，太阳能热水器是循环加热，逐步累积水温。夏天气温高，日照时间长，水温达到99℃很正常。比如前一天水温达到50℃，如果没有使用，水会在水箱里自动保温，第二天太阳能继续加热，温度就会到70℃。如果连续几天不去用水，没有冷水加入循环，热水器的水温很容易就会达到100℃。

　　这么高的水温会带来哪些问题呢？热水器的真空管可以承受400℃高温，而且水箱侧面设计有排气孔，水温达到100℃时，就会排出水蒸气散热，热水器不会损坏，但是可能会烫伤人。所以，这种情况下使用热水要小心，尤其是小孩，如果直接打开热水阀门，很容易被热水烫伤。

　　专家建议，最好买一个恒温阀安装在热水器上，将水温控制在30℃～60℃之间。用遮阳布遮住部分真空管，也能有效降低水温。太阳能热水器的水管如果采用PES管，在100℃温度下可以使用50年。如果用的是铝塑管，一两年就会老化，应及时更换，防止烫伤事故发生。

　　太阳能热水器选购的方法

　　一看聚光集热效果。聚光集热能力的强弱是衡量热水器性能优劣的重要标志，也是影响热水器得热量的重要因素。真空管是太阳能的集热“心脏”，它将光能转化为热能，让水箱里的水热起来，所以相同外界条件下真空管得热量的多少，直接影响到水温的高低。目前，市场上有两种真空管，一种是采用传统渐变膜工艺制造的真空管，另一种是采用国际领先的干涉膜专利技术制造的，具有“耐高温、抗高寒、更高效”特点的皇明三高真空管，后者是前者的替代产品，它将热水器得热量提高了30%，彻底解决了传统真空管在阴雨天光照不足时水温不高、冬天温度过低时太阳能不好用的难题。

　　另外，今年市面上出现了一种“P1”热水器，以冬季好用为设计基础，聚光集热能力更强，出热水多，升温快，多快好省，180cm大真空管逐步取代传统小管太阳能，冬天也好用，代表了未来太阳能热水器发展潮流，是消费者享受绿色热水文明一步到位的选择。

　　二看保温性能。储水箱是热水器的“热水仓库”，它的性能优劣主要体现在保温效果上。好的保温水箱不仅要看保温层厚度，还要看保温材料及工艺。目前世界上最先进的生产工艺在中国，即采用全自动数控恒温恒压定量发泡，高温熟化处理，加厚保温层，确保了层质更加细密匀称，保温性能更持久。

　　三看支座强度。太阳能的支架就像人的“骨架”，弱不禁风当然不行。目前应用较多的是流线形塔式支座，它采用加强、超高底座，克服了传统细杆式支架单薄不抗风的不足，抗风、抗雨雪、抗冰雹、耐腐蚀能力更强。

　　四看品牌和服务。太阳能热水器主机在户外，常年经受风吹雨打，需要经专业人员维修、维护。目前国内有太阳能热水器厂家数千家，由于国家迄今还没有统一的太阳能热水器检测标准，部分产品质量不过关，安装服务不到位，给用户使用带来麻烦。有关专家认为，买太阳能买的不仅是产品，更重要的是服务。因此，应选择有实力的名牌专业厂家的产品，这样的厂家安装服务人员一般都经过专业技术培训，服务周到，让消费者无后顾之忧，获得最佳保障。

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