揭秘太阳能热水器：高效工作原理全图解

太阳能热水器工作原理图解

太阳能热水器是一种环保、节能的热水供应设备，它利用太阳辐射将光能转化为热能，从而加热储水箱中的水。为了清晰地了解太阳能热水器的工作原理，我们可以通过图解的方式详细解析其各个组成部分和工作流程。

一、太阳能热水器的核心组成部分

1. 太阳能集热器

太阳能集热器是太阳能热水器的核心部件，负责将太阳辐射转化为热能。根据设计不同，太阳能集热器主要分为真空管式和平板式两种。

真空管式太阳能集热器

真空管式太阳能集热器通常由多层结构组成，最外层是透明的玻璃管，内部包裹着一根带有吸热涂层的金属管。太阳辐射透过玻璃管，被金属管上的吸热涂层吸收，转化为热能。热能通过金属管壁传递给管内的水，使水温升高。


平板式太阳能集热器

平板式太阳能集热器则采用平板状的集热板，板上涂有吸热材料。太阳辐射直接照射在集热板上，热能通过集热板传递给内部的流体（如水或导热介质）。这些流体在集热板内循环，将吸收的热量传递到水箱中。


2. 热水箱

热水箱是储存加热后的热水的地方。通常，热水箱位于太阳能集热器的上方或附近，以便利用重力作用使热水自然流入水箱。水箱内部设有保温层，以减少热量损失。


3. 水管

水管在太阳能热水器系统中起到连接和输送的作用。冷水通过水管进入太阳能集热器，吸收热量后变成热水，再通过水管流回热水箱。用户使用时，热水通过水管输送到各个用水点。


4. 控制系统

控制系统是太阳能热水器的智能部分，负责监测水温、光照强度等参数，并根据需要调整水泵、阀门等设备的工作状态。现代太阳能热水器通常配备有智能控制仪，用户可以通过控制面板或手机APP进行远程控制和监测。


二、太阳能热水器的工作原理图解

1. 吸热过程

真空管式太阳能热水器

当太阳辐射透过真空管的外管时，它被集热镀膜吸收，并沿内管壁传递到管内的水中。水受热后温度逐渐升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成热虹吸系统。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。


平板式太阳能热水器

平板式太阳能热水器的介质在集热板内因热虹吸自然循环，随后将太阳辐射的热量及时传送到水箱内。介质也可通过泵循环实现热量传递，因此有源源不断的热能来保持水温的稳定。


2. 循环管路

真空管式太阳能热水器

直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是通过重力的作用提供动力。而平板式太阳能热水器则通过自来水的压力提供动力。不过，这两种太阳能集中供热系统通常都采用泵循环来提高效率。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. 系统工作

温差控制集热循环

在太阳能热水地暖系统中，集热器温度感应器和水温感应器被置入系统中。当集热器温度和水箱温度温差达到设定值时，通过检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，水被加热后再回到水箱中，使水箱内的水达到设定的温度。


地暖管道循环系统

地暖管道循环系统通过增加热水循环泵作为不同点，通过控制器更好地控制地暖