太阳能热水器工作原理(太阳能热水器工作原理图)

太阳能热水器将太阳能转化为热能，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活和生产中对热水的需求。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。True 空管式太阳能热水器居多，占国内市场份额的95%。real 空管式家用太阳能热水器由集热管、储水箱、支架及其他相关配件组成。太阳能转化为热能主要依靠集热管。集热管利用热水上冷水下的原理，使水产生微循环达到所需的热水。

太阳能热水器的分类:

1.按集热部分可分为:实空玻璃管太阳能热水器和金属平板太阳能热水器。

True 空玻璃管:是目前吸热效率最高的集热部分，其优点是集热部分不需要加保温层。现在的true 空玻璃管在耐高温、耐冲击、隔热等方面性能一流，被大多数厂家采用。缺点:体积比较大，管道内容易积垢。

金属板:传热性能优异的金属板表面覆盖吸热涂层，利用金属的传热性能将吸收的热量传递给水箱。优点:外形美观，安装方便，平板，不易损坏。缺点:保温费用大，成本高，间接增加了消费者的负担。

2.结构上可分为普通太阳能热水器和分体式太阳能热水器。

通式:将real 空玻璃管直接插入水箱中，利用加热的水循环来提高水箱中的水温，目前厂家都采用这种方式。它也是最流行和最常规的。这种热水器只能在顶楼使用，除非顶楼的用户和你楼下的关系比较特殊，屋顶的面积有限。

分体式:解决不在顶层的用户也可以使用太阳能热水器的问题。分两种循环，一种是用水自然循环，换热效率低，远远不能满足用水需求。本发明涉及一种泵循环换热，解决了自然循环效率低的问题。泵循环可以明显改善水的热交换。

3.根据水箱的压力，可分为:承压式太阳能热水器和非承压式太阳能热水器。

承压型:无论哪种分体式热水器，都有一个致命的缺点。直接测试集热部分的密封性能是所有分体式热水器的基本思路。加压水箱制造成本极高，存在安全问题。要求能承受7个大气压。流通效果不是很理想。解决用水时的水循环和方便问题。

无压式:目前安装在屋顶的热水器都属于无压式。它的水箱有一根与大气相连的管道，利用屋顶与家中的高度差，在用水时产生压力。安全性和使用寿命明显超过压力型。有限的屋顶。

4.按其水流方向可分为:循环式、直流式、整体式太阳能热水器。

5.按接入方式可分为:闷干式、平板式、真空空管式、热管式、分体式(壁挂式)(按承压能力可分为承压式和非承压式)、嵌入式。

1)闷干型

工作原理:水箱通过玻璃直接照射加热，一侧加热，其余部分保温。

优点:太阳光利用率高，吸热效果好。

缺点:通过空气体导热，热损失大。

2)平板型

原理:金属吸热，水传热给微循环。

优点:非常高的集热效率和耐用性。

缺点:密封性能差，热损失大，易受环境影响，冬季热效率低，不防冻。

3)真空管类型

True 空管:双层玻璃管，管内抽真空至true 空，内管表面镀膜(提高太阳光吸收率，反射小，利用率高，传热效果好)。true 空管的一端通向水箱。

原理:真空管吸热，通过热传递和冷热微循环将管内的水加热到水箱储存保温。

优点:太阳光利用率高，吸热效果好，热损失低。

缺点:管道破裂爆裂，影响整机使用(实际使用中很少出现这种现象)。

4)热管类型

原理:介质沸点低。介质吸收太阳热能后汽化上升，冷凝段置于水中。

在冷凝段被冷却，热量被传递，液化后下降到管道下部继续被加热，如此循环工作。

优点:热能利用率高，不用担心爆管(热管是金属管，放在玻璃真空管空管内，真空管空管没有水)

缺点:使用一段时间后，热管介质会被吸附在冷凝段，从而影响热传导，不能产生热水。

5)分体式

原理:实空管中的热管加热后，由水箱中的盘管冷却，循环工作。

优点:水箱位置随意放置，可有效减少热水在水管中滞留，热水利用率高。水管在室内防止结冰，不会受到大风等恶劣天气的影响。

缺点:成本高，售价高，实际太阳能利用率低。

(补充:普通真空管空管热效率≥45%，壁挂管热效率≤28.5%)

热辅助加热的实际使用消耗了大量的电力。

非承压分体式太阳能热水器在使用热水时也需要自带水泵。

6)嵌入式

原理:热水阀控制入口压力和流量，保证真空管正常工作。进水将管道内的热水推出，让用户使用热水。

优点:太阳光利用率高，吸热效果好，保温时间长，不损失热水输送。

6.再细分的话，按照真空管的数量，可以分为15管，18管，20管...24管和30管。

按水箱容积可分为100L、120L、150L、200L、300L等。

按真空管外径可分为45管、58管、70管。

根据真空管的长度，可分为1m五管、1m八管、1m九管...

根据集热器的结构，平板可分为横管和竖管两大类。

按水箱规格可分为60L、80L、100L、120L等类别。

太阳能热水器的工作原理:

1.吸热过程

True 空管式太阳能热水器:太阳辐射穿过true 空管的外管，然后被集热涂层吸收，沿内管壁传递给管内的水。此时，水受热时温度逐渐升高，比重下降上升，形成向上的动力，从而形成热虹吸系统。随着热水向上移动并储存在储水箱的上部，温度较低的水沿着管道的另一侧不断补充，整箱水最终会上升到一定的温度。

平板式太阳能热水器:其中介质通过集热板内的热虹吸管自然循环，然后将太阳辐射热及时传递到水箱，也可以通过泵循环介质实现传热，所以能保持水温稳定的人络绎不绝。

2.循环管道

直入式结构的真空管式太阳能热水器，热水靠重力提供动力；然而，平板型是由自来水的压力提供动力的。然而，两种太阳能集中供热系统都采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积小，考虑到热量损失，一般不采用管道循环。

3.系统工作

1)温差控制集热循环

太阳能热水地板采暖系统中放置集热器温度计和水温传感器，可以很好地吸收太阳辐射，进而促进集热管温度上升。然后，当集热器温度与水箱温度的水温差达到设定值△t时，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。但水被加热后，又回到水箱，使水箱中的水达到设定温度。

2)地暖管道循环系统

在这个系统中加入热水循环泵作为区别，然后控制器可以更好的控制地暖管道的循环作为工作原理。然后，当水温达到设定温度时，地暖循环泵自动启动，使高温水通过地暖盘管在室内循环，室内温度不断升高。如果水箱水温开始下降到某个设定值以下，最好的办法就是自动停止地暖管道的循环泵。

安装:人数≥2人。

准备工作:

1.准备施工工具。例如:螺丝刀、扳手、电钻等。

2.打开热水器的包装，根据装箱单检查附件是否齐全。1)真空管数量齐全，状态良好；2)电加热是否完好；3)罐体是否凹陷；4)配套附件是否齐全；5)只能控制仪器的包装是否完好等。

安装支架:

1.安装位置的选择。一般是在楼顶，方向是坐北向南，南偏西5 ~ 10，保证没有遮挡。进户管道也要减少，可以增加日照时间。

2.组装支架。安装时要按照谁把前片和后片组装在一起的说明，然后用扳手拧紧螺丝，不要松动。然后，前后面板将被斜撑以加固结构。

3.水箱和true 空管安装好后，检查所有螺钉并拧紧。

固定支架:

一般用水泥墩、膨胀螺栓或钢丝绳来固定支架。当然要有自己的屋顶才能选择最好的固定方式。钢丝绳固定法:将钢丝绳或大钢条套在前支架的左右框架和筒体支架的左右U形圈上，用螺母拧紧。将连接好的四根钢丝绳或钢筋伸到热水器的四个角上，在女儿墙或其他地方选择合适的位置，钻孔并压上膨胀钩，将钢丝绳或钢筋与膨胀钩对应的U型圈牢固连接。

true 空管道太阳能热水器固定图:

平板太阳能热水器固定图:

安装水箱:

1.安装电加热装置。首先打开电加热口的防尘保温盖，松开里面的螺丝，然后撬开底部的塞子，检查内置的密封胶圈是否拧紧，然后放入内置的电加热棒，拧紧后复原，拧紧螺栓。

2.先将水箱放在组装好的支架斗架上，用螺栓将水箱与斗架连接起来，拧紧支架与斗架的连接螺母，使水箱两端与支架左右两端的距离相等，且真空管的中心线与前支架的平面平行，然后将硅胶密封圈放入内筒的翻边孔中，并调平。

安装真正的空管道:

1.安装管座。先安装true 空管承口，集热管下部要安装，承口要安装在支架的指定位置。

2.插管。先检查保温水箱内胆的密封硅胶圈，再检查real 空管的尾角是否损坏，再检查水银状涂层的透明度，检查管口是否有加工毛刺和圆度。将true 空管的外密封胶圈逸入true 空管15cm左右，用肥皂水充分浸泡管口，右手抓住true 空管的尾端，以保护过程的尾角，并便于插管。将真空管沿管口垂直方向插入，均匀、轻柔地推入水箱，插入后再回到管承口，使所有真空管依次安装。

冷热水管:

1.在进水口和出水口周围缠上胶带，然后安装管件连接专用太阳能管道；

2.电伴带贴在管道外壁上，用扎带扎紧；

3.将传感器安装在水箱商场的水位计孔内，管道外侧用厚聚乙烯橡塑管保温；

4.太阳能水箱里的水是自来水接的。

布线:

1.电加热线路。红线是火线，双色线是接地线，另一根是零线。剥皮，露出约2cm铜线，套上热缩管绝缘防尘。然后，将电源线与这三条线进行彩色链接，连接牢固，并从外侧均匀包裹防水绝缘带，避免短路。

2.电伴热带的布线。在电伴热带的端口切一个斜面，使其两条线之间的距离较远，避免链接短路。用绝缘胶带包裹使其充分绝缘，将电伴热带的末端对准管端，用绝缘胶带固定在官道上，使其紧贴管壁。另一端是智能控制器的终端。如果有增压泵，水泵接线与电伴热并联。

安装智能控制器:

1.定位。在室内侧墙上打孔，然后插入塑料膨胀管，将测控仪器固定底座安装在墙面上；

2.传感器的信号线和控制箱的信号线按标记对接，插牢；

3.恒温混水电磁阀应水平安装，电磁阀的接线应分别连接到控制箱上的接线端子上。

调试:

安装后，打开控制器电源并运行。没问题的话，收拾工具，收拾干净。最后计算并记录室内安装部位和数量，并与业主核实。如无错误，请用户签字认可。

安装注意事项:

1.单门独户建筑是最好的安装。因为太阳能热水器本身体积就很大，占空，所以把热水器安装在单体房子里是最好的条件。可以用来做每层卫生间的热水管，在外墙上铺设管道。水塔的高度要比热水器水箱高一米以上。管道要保温，热水器要固定好，防止台风破坏。

2.考虑你新家的细节。一般用户搬进新居后，首先要考虑的就是热水管的入口和出水管的出口。如果选择有电加热和控制仪表的用户，应确定开关或控制仪表的位置，以达到方便、安全、和谐的目的。室外安装位置一般由供需双方协商解决。届时，经物业或相关邻居同意，即可开始安装。

3.管道的选择。由于太阳能热水器中的水温可以达到95摄氏度以上，为了防止管道老化或软化，最好选择优质的铝塑管。特别是不能使用聚苯乙烯保温材料，否则保温层会有较大空隙，最终导致严重收缩变形。

4.固定支架。安装太阳能时，一般用水泥墩、膨胀螺栓或钢丝绳来固定支架。当然要有自己的屋顶才能选择最好的固定方式。

5.安装太阳能电池板。如果去掉太阳能反射镜，整机的防风性能会大大提高，安装时可以和车顶牢固固定，同样可以抗台风。还有，台风来的时候，一定要把太阳能水箱装满，这样抗风能力更强。

6.安装防雷措施。安装热水器前，应有效抬高屋顶热水器旁的避雷针，使其高出热水器顶部半米以上，热水器的水箱必须有效接地。室内插座必须与接地线等电位连接；雷雨天气不要使用热水器。

太阳能热水器安装注意事项

1、管道设计要问清楚。

哪个阀门做什么，管道为什么这样设计等一系列问题都要问清楚。确保冷热水不会流入管道。因为有些冷水管进不了热水，一般来说，加个逆止阀就能解决这个问题。另外，冷热水进出口必须加总阀，否则维修起来会很麻烦。管道设计要尽量节省空空间，能走暗管的最好不要走明管。

2.室外管道保温

室外管道保温效果不好会导致管道冻裂。现在很多人用电热带，防止室外管道冻裂。冬天供电可以保证管道不结冰，但这种方式的缺点是要费电。事实上，您可以添加一个智能控制系统，仅在需要时通电，而不是长时间通电。

3.屋顶安装方向

太阳能热水器安装在屋顶时，必须选择正南方向。前方120内最好不要有高大的树木、建筑物等遮挡，防止阳光遮挡。此外，设计管道时应考虑保温，室外水管应避免过长。

4.固定式热水器

热水器一般安装在屋顶或其他高处，所以热水器的固定是关键的一步。必须严格操作，定期检查固定情况，防止发生意外。

5.避免空阳光暴晒。

安装后，第一次供水必须在早上或晚上，以防止真正的空管道因空阳光暴晒而温度非常高。这种情况下，突然冷水供应会造成“爆管”。水箱中保持一定的水量，避免空阳光暴晒，影响玻璃太阳能热水器的管道寿命。

本文来自网络，由暖通南社编辑。