太陽能熱水器的設計,構造和工作原理

時間 2021-10-15 00:35:37

1樓:月似當時

2、構造:由集熱器、保溫水箱、支架、連線管道、控制部件等部件。

3、工作原理:陽光穿過吸熱管的第一層玻璃照到第二層玻璃的黑色吸熱層上,將太陽光能的熱量吸收,由於兩層玻璃之間是真空隔熱的,傳熱將大大減小(輻射傳熱仍然存在,但沒有了熱傳導和熱對流),絕大部分熱量只能傳給玻璃管裡面的水,使玻璃管內的水加熱。

加熱的水便輕沿著玻璃管受熱面往上進入保溫儲水桶,桶內溫度相對較低的水沿著玻璃管背光面進入玻璃管補充,如此不斷迴圈,使保溫儲水桶內的水不斷加熱,從而達到熱水的目的。

擴充套件資料

熱水器安裝後。非專業人員不要輕易挪動、裝卸整機,以免損壞關鍵元件。太陽能熱水器構造是太陽能熱利用的一種,整個熱水器包括集熱部分、貯熱部分、支架部分。

判別集熱部分的優劣最主要根據是集熱元件的吸收率和發散率,這與材料和製作工藝有關。

真空管式太陽能熱水器構造特點主要有儲水箱、集熱管(真空管)、支架三部分組成。儲水箱的外觀為一個留有多個插孔的圓柱形物體,箱體由內外兩層金屬材料中間夾帶體溫層組成。

它的作用為儲水用,真空管象一個被拉長的熱水壺內膽,由一大一小兩支玻璃管套合而成,外層為透明,內層為塗有光譜選擇性的吸收塗層,內外管之間抽成直空,它是太陽能熱水器的核心,用於最大限度地吸收太陽光輻射後的熱能。支架支撐著整臺太陽能熱水器,用於固定儲水箱和真空管。

注意上水時間。根據天氣情況,決定上水量,保證洗浴時適當的水溫。定期檢查熱水器的管道、排氣孔等元件是否正常工作。大氣汙染嚴重或風沙大、乾燥地區定期沖洗真空管。

2樓:

太陽能熱水器把太陽光能轉化為熱能,將水從低溫度加熱到高溫度,以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。太陽能熱水器按結構形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器,真空管式太陽能熱水器為主,佔據國內95%的市場份額。真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關附件組成,把太陽能轉換成熱能主要依靠集熱管。

集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理,使水產生微迴圈而達到所需熱水。

吸熱過程

真空管式熱水器的吸熱時,太陽輻射透過真空管的外管,被集熱鍍膜吸收後沿內管壁傳遞到管內的水。管內的水吸熱後溫度升高,比重減小而上升,形成一個向上的動力,構成一個熱虹吸系統。隨著熱水的不斷上移並儲存在儲水箱上部,同時溫度較低的水沿管的另一側不斷補充如此迴圈往復,最終整箱水都升高至一定的溫度。

平板式熱水器,一般為分體式熱水器,介質則在集熱板內因熱虹吸自然迴圈,將太陽輻射在集熱板的熱量及時傳送到水箱內,水箱內通過熱交換(夾套或盤管)將熱量傳送給冷水。介質也可通過泵迴圈實現熱量傳遞。

迴圈管路

家用太陽能熱水器通常按自然迴圈方式工作,沒有外在的動力。真空管式太陽能熱水器為直插式結構,熱水通過重力作用提供動力。平板式太陽能熱水器通過自來水的壓力(稱為頂水)提供動力。

而太陽能集中供熱系統均採用泵迴圈。由於太陽能熱水器集熱面積不大,考慮到熱能損失,一般不採用管道迴圈。

使用過程

平板式太陽能熱水器為頂水方式工作,真空管太陽能熱水器也可實行頂水工作的方式,水箱內可以採用夾套或盤管方式。頂水工作的優點是供水壓力為自來水壓力,比自然重力式壓力大,尤其是安裝高度不高時,其特點是使用過程中水溫先高後低,容易掌握,使用者容易適應,但是要求自來水保持供水能力。頂水工作方式的太陽能熱水器比重力式熱水器成本大,**高。

3樓:匿名使用者

真空管式太陽能熱水器主要有儲水箱、集熱管(真空管)、支架三部份組成。儲水箱的外觀為一個留有多個插孔的圓柱形物體,箱體由內外兩層金屬材料中間夾帶體溫層組成,它的作用為儲水用;真空管象一個被拉長的熱水壺內膽,由一大一小兩支玻璃管套合而成,外層為透明,內層為塗有光普選擇性的吸收塗層,內外管之間抽成直空,它是太陽能熱水器的核心,用於最大限度地吸收太陽光輻射後的熱能;支架支撐著整臺太陽能熱水器,用於固定儲水箱和真空管。

a.真空管式太陽能熱水器工作原理:真空管吸熱-微迴圈-保溫水箱-測控制系統-使用者。 真空管式太陽能熱水器,利用真空管集熱,最大限度的實現光熱轉換,經微迴圈把熱水傳送到保溫水箱裡,通過專用管路至使用者。

控制系統把自來水通過控制閥,控制儀等送至太陽能以達到自動化控制。輔助電加熱安置在水箱裡,已備陰、雨、雪天使用,節電90%。並自動化執行。

效能特點及技術引數 ⑴集熱元件-真空管技術引數規格: 1200mm×47mm 1500 mm×47mm。 目前集熱效果的最好的是al---n/al真空濺射選擇性鍍膜,本產品採用1.

2、1.5m利用該塗層的玻璃真空管,其吸收率 ≥0.93紅外發射率ε≤0.

6,平均熱損uct0.9w/㎡℃真空度p≤5×10ˉ3pa採用效能相當於美國的高硼矽3.3特硬玻璃製造。

⑵.保溫材料效能特點及技術引數: 保溫材料的好壞直接關係著熱效率和晚間清晨的使用,在寒冷的東北尤其重要。目前較好的保溫方式是進口聚氨脂保溫,若配料、工藝、環境、溫度不適,也會造成發泡不均或泡孔過大、工質緩慢漏失保溫性逐漸下降的後果,這就需要廠家有專門的發泡機械、標準化模具和較高的工藝技術水平。

另外,我們不僅要了解產品用材工藝、還要看廠家的機械裝置、模具等有機成本的高低、質量監測的水準。產品質量直接關係消費者的利益。 聚氨酯保溫層厚度:

70mm閉孔率:65.69%導熱係數:

19.83mw/m.k,並經過高溫熟化處理。

⑶水箱內膽與支架 水箱內是儲存熱水的重要部分,其用材料強度和耐腐蝕性至關重要,優質的選材應是進口sus304板材,厚度在0。6mm--0。8mm之間不鏽鋼板,氬氣保護,高頻自動焊接,提高鋼板在各種水質或各種環境耐腐蝕效能,是比較先進的焊接工藝 支架材料全部採用不鏽鋼(sus304),外觀美觀、強度高、整體採用螺栓連線,支架、整機剛性強,而且利於運輸安裝,抗腐能力強。

b.熱管承壓式太陽能熱水器工作原理:真空管吸熱-熱管傳導熱-保溫水箱-控制系統-使用者。(**較高) 熱管承壓式太陽能熱水器,利用真空管集熱,內建¤ 型翅片,把高溫環境中的熱量傳給熱管、熱管迅速將熱量傳入水箱,特別在多雲,輻射強度低的情況下,啟動傳熱快。

經連續測試,熱管式太陽能熱水器,日平均熱效率高達56%。 傳熱元件-熱管技術引數規格:φ8×1520 ⑴.國內熱管生產廠很多,我們對國內所有熱管進行檢測,按gb/t14812-1993、gb/14813---1993對熱管效能和熱管壽命進行實驗檢測,大多有機熱管在

一、兩年後,傳熱效率明顯下降,最後選定無機分子熱管(美國-macble公司專利技術),通過美國思坦福研究院(sri)長期系統測試,證明其具有卓越的傳熱效能。傳熱不需工質相變,靠分子熱運動、傳熱快、傳熱效率高。 ⑵.承壓能力高 熱管式太陽能熱水器水箱,採用2mm厚鋼板,弧型封頭,co 2自動焊接,承壓能力0.

6mpa,密封工作壓力高達1.2mpa。選用國際先進化學鍍鎳技術,表面噴塗達到國際先進水平。

集熱器可承受自來水的壓力(試驗壓力最高可達1.2mpa)。尺寸符合tb311-74規定, ⑶.抗凍、承載能力強 熱管式太陽能熱水器採用熱管傳熱技術,集熱管內無水,不會因高寒地區氣溫過低而凍破集熱管,從而影響使用。

而且因管中無水,若一支熱管破損,不會影響整機工作,這樣熱水器使用範圍更廣。支架材料全部採用不鏽鋼(sus304),外觀美觀、強度高、整體採用螺栓連線,支架、整機剛性強而且利於運輸安裝,抗腐能力強。

4樓:袁雅筠

一、 吸熱過程   太陽輻射透過玻璃蓋板,被集熱板吸收後沿肋片和管壁傳遞到吸熱管內的水。吸熱管內的水吸熱後溫度升高,比重減小而上升,形成一個向上的動力,構成一個熱虹吸系統。隨著熱水的不斷上移並儲存在儲水箱上部,同時通過下迴圈管不斷補充溫度較低的水,如此迴圈往復,最終整箱水都升高至一定的溫度 。

現有的平板式集熱器,基本上都採用結合良好的多管組合方式,如滾壓或壓延方法等,其中走水管子與吸熱板之間的熱阻幾乎可以忽略。影響平板式集熱器板芯效能的主要因素,一是結構設計,二是表面吸收塗層。設計良好的集熱器的板芯肋片效率應該在93%以上。

集熱器的板芯肋片效率與板芯結構、表面處理以及集熱器整體結構有關。集熱器整體結構的影響可以用總傳熱係數來描述,其影響程度與自身的幾何尺寸(肋片厚度、材質)是一樣。也就是說,在同等效率的情況下,集熱器熱損小時板芯可以薄一些。

選擇性吸收表面可以提高集熱效率,但是市面上這類產品為了提高經濟效益,往往肋片較薄。用於熱水器場合時,這類產品的實際集熱效果與選擇性差一些(甚至沒有選擇性)但肋片厚一些的集熱器不會有太大的區別。   二、 迴圈管路   家用太陽能熱水器通常按自然迴圈方式工作,沒有外在的動力,設計良好的系統只要有5~6℃以上的溫差就可以迴圈很好。

水迴圈管路管徑及管路分佈的合理性直接影響到集熱器的熱交換效率。 多數情況下,自然迴圈家用熱水器系統管路中的流態都可以視為層流。 集熱器內管路系統的阻力主要來自沿程阻力,區域性阻力的影響要小得多,其中支管的沿程阻力又比主管要大得多。

當水溫升高後,由於運動粘度減小,沿程阻力變小,區域性阻力的影響變大。在一定範圍內,當主管管徑不變時,加大支管管徑,不僅沿程阻力迅速減小,而且區域性阻力也將跟著減小。一般地,支管的水力半徑應在10mm以上。

當主管管徑達到一定值以後,增加主管管徑對減小系統阻力意義不大。  三、 頂水式使用過程   家用太陽能熱水器的用水方式分為落水式和頂水式。落水使用方式不受自來水供水影響,其缺點是使用過程中水溫先低後高,掌握不好的話容易造成突然缺水的尷尬。

頂水方式則是水溫先高後低,容易掌握,使用者容易適應,但是要求自來水保持供水能力。在自來水***的情況下,推薦使用頂水方式。 家用太陽能熱水器設計成頂水方式時,必須對水箱內部結構進行合理的設計,以保證出水均勻,避免形成水路「短路」或死角。

使用管路最好設計成可以轉換成落水式的連線方式,在自來水壓力不足或停水時應急用。

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