太陽能熱水器是將太陽光能轉(zhuǎn)化為成熱能的加熱裝置，將水從低溫加熱到高溫，以滿足人們在生活、生產(chǎn)中的熱水使用。按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器，主要以真空管式太陽能熱水器為主，占據(jù)國內(nèi)95%的市場份額。[1]真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲(chǔ)水箱及支架等相關(guān)零配件組成，把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能。主要依靠真空集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而得到所需熱水。[2]它還具備全自動(dòng)靜態(tài)運(yùn)行，無需專人看管、無噪音、無污染、無漏電、安全可靠，環(huán)保節(jié)能、抗凍性強(qiáng)的特點(diǎn)。具有整體性好、 熱水器展覽會(huì) 熱水器展覽會(huì)壽命長、故障少、安全隱患低、能承壓運(yùn)行，安全可靠。福建工業(yè)太陽能熱水器
蓄熱材料主要包括相變儲(chǔ)熱材料、顯熱儲(chǔ)熱材料等。利用相變材料的固-液或固-固相變潛熱來儲(chǔ)存熱能的潛熱蓄熱技術(shù),因具有蓄熱密度大、儲(chǔ)熱過程近似等溫、過程易控制等優(yōu)點(diǎn)而成為目前相當(dāng)有實(shí)際發(fā)展?jié)摿Α?yīng)用**多和**重要的蓄熱方式。許多物質(zhì)作為潛在的相變儲(chǔ)熱材料(PCM)已經(jīng)被研究過,但只有部分物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),其中制冷與低溫范圍的技術(shù)與產(chǎn)品相對比較成熟,很多已實(shí)現(xiàn)商品化。法國Cristopia、澳大利亞TEAP、日本三菱化學(xué)(Mitsubishichemical)、瑞典Climator、美國陶氏化學(xué)(Dow chemical)、德國Rubitherm GmbH與MerckKgaA等公司生產(chǎn)的PCM產(chǎn)品類型主要是鹽溶液、水合鹽、石蠟類和脂肪酸類,其熔點(diǎn)為- 33～ 110℃。典型的有機(jī)類相變材料有石蠟、脂酸類、高分子化合物等。綠色太陽能熱水器價(jià)位其缺點(diǎn)在于體積比較龐大、玻璃管易碎、管中容易集結(jié)水垢、不能承壓運(yùn)行。
太陽能熱水器把太陽光能轉(zhuǎn)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(chǎn)中的熱水使用。太陽能熱水器按結(jié)構(gòu)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，占據(jù)國內(nèi)95%的市場份額。真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲(chǔ)水箱及支架等相關(guān)附件組成，把太陽能轉(zhuǎn)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(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。真空管式熱水器的吸熱時(shí)，太陽輻射透過真空管的外管，被集熱鍍膜吸收后沿內(nèi)管壁傳遞到管內(nèi)的水。管內(nèi)的水吸熱后溫度升高，比重減小而上升，形成一個(gè)向上的動(dòng)力，構(gòu)成一個(gè)熱虹吸系統(tǒng)。隨著熱水的不斷上移并儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱上部，同時(shí)溫度較低的水沿管的另一側(cè)不斷補(bǔ)充如此循環(huán)往復(fù)，**終整箱水都升高至一定的溫度。
許多能量的來源，如風(fēng)能，生物質(zhì)能，潮汐能、水的勢能等等。太陽能利用的基本方式可分為光—熱利用、光—電利用、光—化學(xué)利用、光—生物利用四類。在四類太陽能利用方式中，光—熱轉(zhuǎn)換的技術(shù)**成熟，產(chǎn)品也**多，成本相對較低。如：太陽能熱水器、開水器、干燥器、太陽灶、太陽能溫室、太陽房、太陽能海水淡化裝置以及太陽能采暖和制冷器等。太陽能光熱發(fā)電比光伏發(fā)電的太陽能轉(zhuǎn)化效率較高，但應(yīng)用還不普遍。在光熱轉(zhuǎn)換中，當(dāng)前應(yīng)用范圍**廣、技術(shù)**成熟、經(jīng)濟(jì)性比較好的是太陽能熱水器的應(yīng)用。普通太陽能熱水器都是屬于非承壓式熱水器，它的水箱有一根管子與大氣相通。
從**近眾多的納米技術(shù)的研究成果來看,玻璃涂層將獲得更加長足的發(fā)展。預(yù)計(jì)涂層未來的研發(fā)方向主要有以下幾個(gè)方面:①超長的戶外壽命(抗風(fēng)、防灰塵吸附等);②高太陽光反射率(反射波長覆蓋300～2500nm);③良好的抗機(jī)械應(yīng)力特性,以適應(yīng)對反射鏡面的定期清洗;④耐腐蝕性(<0.15%,與鍍銀鏡面耐腐蝕性相當(dāng))。在吸熱方面,太陽能一次吸熱(指直接從陽光獲取熱能)材料主要有金屬、塑料、玻璃等,但實(shí)際使用的幾乎全是金屬。按吸熱板芯材料劃分有鋼板鐵管、全銅、全鋁、銅鋁復(fù)合、不銹鋼、塑料、溴化鋰、氯化鋰、硫化鈉、硅膠、水等,國內(nèi)外使用得比較普遍的是全銅集熱器和銅鋁復(fù)合集熱器。可細(xì)分為全玻璃真空管式、熱管真空管式、U型管真空管式/真空管集熱、儲(chǔ)熱一體化悶曬式。天津附近太陽能熱水器
常用的為全玻璃真空管式，其優(yōu)點(diǎn)：安全、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。尤其是帶輔助電加熱功能的太陽能熱水器。福建工業(yè)太陽能熱水器
太陽主要以電磁輻射的形式給地球帶來光與熱。太陽輻射波長主要分布在0.25～2.5μm范圍內(nèi)。從光熱效應(yīng)來講,太陽光譜中的紅外波段直接產(chǎn)生熱效應(yīng),而絕大部分光不能直接產(chǎn)生熱量。在強(qiáng)烈的陽光下能感覺到溫暖和炎熱,主要是衣服和皮膚吸收太陽光線,從而產(chǎn)生光熱轉(zhuǎn)換的緣故。從物理角度來講,黑色意味著光線幾乎全部被吸收,吸收的光能即轉(zhuǎn)化為熱能。因此為了比較大限度地實(shí)現(xiàn)太陽能的光熱轉(zhuǎn)換,似乎用黑色的涂層材料就可滿足了,但實(shí)際情況并非如此。這主要是材料本身還有一個(gè)熱輻射問題。從量子物理的理論可知,黑體輻射的波長范圍在2～100μm之間,黑體輻射的強(qiáng)度分布只與溫度和波長有關(guān),輻射強(qiáng)度的峰值對應(yīng)的波長在10μm附近[3]。由此可見,太陽光譜的波長分布范圍基本上與熱輻射不重疊,因此要實(shí)現(xiàn)比較好的太陽能熱轉(zhuǎn)換,所采用的材料必須滿足以下兩個(gè)條件:①在太陽光譜內(nèi)吸收光線程度高,即有盡量高的吸收率α;②在熱輻射波長范圍內(nèi)有盡可能低的輻射損失,即有盡可能低的發(fā)射率γ。一般來說,對同一波長而言,材料的吸收率和發(fā)射率有同樣的數(shù)值,即吸收率高則相應(yīng)的發(fā)射率也高。福建工業(yè)太陽能熱水器
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