[团结拼搏力达高峰][团结拼搏力达高峰]太阳能热水器(Solarwaterheater)是指以太阳能作为能源进行加热的热水器。是与燃气热水器、电热水器相并列的三大热水器之一。2019年9月16日星期一2前言[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一31.简介2.太阳能热水器的分类3.组成以及制造材料4.一体式太阳能原理及结构特点5.分体式太阳能原理及结构特点6.太阳能热水工程原理及结构特点7.我国太阳能热水器发展历史8.技术发展9.市场分析10.相关常识2019年9月16日星期一3目录[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一4太阳能热水器把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器是由集热管、储水箱及相关附件组成,把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热器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。2019年9月16日星期一41.简介[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一5太阳能热水器的好处,是显而易见的。节能,环保,安全。就其结构来说,大体可分为以下几类:1).从集热部分来分:真空玻璃管太阳能热水器或金属平板太阳能热水器2).从结构来分类:一体式太阳能热水器或分体式热水器3).从水箱受压来分:非承压或承压2.太阳能热水器的分类[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一61)、从集热部分来分:真空玻璃管太阳能热水器:是目前吸热效率最高的集热部分,它的优点在于,不需要在集热部分在增加保温层,而且现在的真空玻璃管无论在抗高温,抗打击和保温上,性能都是一流的,也被绝大部分太阳能热水器生产厂家所采用。其缺点在于体积比较庞大,管中容易集结水垢。2.太阳能热水器的分类[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一7金属平板太阳能热水器:是在传热性能极佳的金属片上,覆盖上吸热涂层,利用金属的传热性,将吸收的热量传于水箱中。其优点是:外观美观,安装方便,可以做成平板,而且不容易损坏。缺点在于:保温要花很大的代价,成本高,间接的就是增加消费者负担;2.太阳能热水器的分类1)、从集热部分来分:[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一8一体式太阳能热水器:就是将集热管管直接插入水箱中,利用加热水的循环,使得水箱中的水温升高,这是目前厂家较多采用的。也是一直流行到现在的最常规的热水器。2)、从结构来分类:2.太阳能热水器的分类[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一9分体式热水器:分体式热水器是为了解决不是顶层用户也能使用太阳能热水器而诞生的。分体式的循环有2种,一种是靠水的自然循环,这种热水器热交换效率很低;另一种是靠泵循环热交换,这也是为了解决自然循环效率低的问题,使用泵循环,可以明显改善水的热交换。2.太阳能热水器的分类2)、从结构来分类:[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一10●承压式太阳能热水器:缺点是:集热部分的密封性能要求高、制造承压水箱成本高,存在安全性问题,一般要求耐压7个大气;优点是:解决了水的循环问题和使用水时的方便性。2.太阳能热水器的分类3)、从水箱受压来分[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一11非承压式太阳能热水器:装在屋顶的普通太阳能热水器都是属于非承压式热水器;它的水箱有一根管子与大气相通,是利用屋顶和家里的高度落差,使用水时产生压力。其安全性,成本,使用寿命比承压式要好。用户使用的舒适性,水的洁净度没有承压式的好。3)、从水箱受压来分2.太阳能热水器的分类[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一12组成以及制造材料太阳能热水器是由真空集热管、保温水箱、支架、连接管道等组成的。3.组成以及制造材料[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一13◆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。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时候。目前中国市场上普及的是全玻璃太阳能集热真空管。结构分为外管、内管、选择性吸收涂层、吸气剂、不锈钢卡子、真空夹层等部分。全玻璃太阳能集热真空管一般为高硼硅3.3特硬玻璃制造,采用真空溅射选择性镀膜工艺。可分为铝氮单靶镀膜工艺和铜、铝、不锈钢三靶镀膜工艺。3.组成以及制造材料[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一14国外成熟的集热器多是平板集热器,平板集热器具有寿命长、稳定性高、可回收的优点,缺点是较真空管集热器成本稍高;国内生产的很多价格低廉的平板集热器性能不理想,但是平板集热器在太阳能行业的发展势不可挡。3.组成以及制造材料[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一15◆保温水箱: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。太阳能热水器保温水箱由内胆、保温层、水箱外壳三部分组成。水箱内胆是储存热水的重要部分,其用材料强度和耐腐蚀性至关重要。市场上有不锈钢、搪瓷等材质。保温层保温材料的好坏直接关系着热效率和晚间清晨的使用,在寒冷的东北尤其重要。目前较好的保温方式是进口聚氨脂整体自动化发泡工艺保温。外壳一般为彩钢板、镀铝锌板或不锈钢板。保温水箱要求保温效果好,耐腐蚀,水质清洁,使用寿命可长达20年以上。3.组成以及制造材料[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一16◆支架:支撑集热器与保温水箱的架子。要求结构牢固,抗风吹,耐老化,不生锈。材质一般为彩钢板或铝合金。要求使用寿命可达20年。3.组成以及制造材料[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一17◆连接管道:将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温水箱输送到集热器的管道,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;管道质量必须符合标准,保证有10年以上的使用寿命。3.组成以及制造材料[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一18一体式太阳能原理及结构特点:工作原理图:4.一体式太阳能原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一19一、吸热过程玻璃管集热器的吸热过程:太阳辐射透过玻璃盖板,被集热板吸收后沿肋片和管壁传递到吸热管内的水。吸热管内的水吸热后温度升高,比重减小而上升,形成一个向上的动力,构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部,同时通过下循环管不断补充温度较低的水,如此循环往复,最终整箱水都升高至一定的温度。4.一体式太阳能原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一20一、吸热过程:平板集热器的吸热过程:现有的平板式集热器,基本上都采用结合良好的多管组合方式,如滚压或压延方法等,其中走水管子与吸热板之间的热阻几乎可以忽略。影响平板式集热器板芯性能的主要因素,一是结构设计,二是表面吸收涂层。设计良好的集热器的板芯肋片效率应该在93%以上。集热器的板芯肋片效率与板芯结构、表面处理以及集热器整体结构有关。集热器整体结构的影响可以用总传热系数来描述,其影响程度与自身的几何尺寸(肋片厚度、材质)是一样。也就是说,在同等效率的情况下,集热器热损小时板芯可以薄一些。选择性吸收表面可以提高集热效率,但是市面上这类产品为了提高经济效益,往往肋片较薄。用于热水器场合时,这类产品的实际集热效果与选择性差一些(甚至没有选择性)但肋片厚一些的集热器不会有太大的区别。4.一体式太阳能原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一21二、循环管路家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作,没有外在的动力,设计良好的系统只要有5~6℃以上的温差就可以循环很好。水循环管路管径及管路分布的合理性直接影响到集热器的热交换效率。多数情况下,自然循环家用热水器系统管路中的流态都可以视为层流。集热器内管路系统的阻力主要来自沿程阻力,局部阻力的影响要小得多,其中支管的沿程阻力又比主管要大得多。当水温升高后,由于运动粘度减小,沿程阻力变小,局部阻力的影响变大。在一定范围内,当主管管径不变时,加大支管管径,不仅沿程阻力迅速减小,而且局部阻力也将跟着减小。一般地,支管的水力半径应在10mm以上。当主管管径达到一定值以后,增加主管管径对减小系统阻力意义不大。4.一体式太阳能原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一22三、使用过程家用太阳能热水器的用水方式分为落水式(非承压)和顶水式(承压式)。落水使用方式不受自来水供水影响,其缺点是使用过程中水温先低后高,掌握不好的话容易造成突然缺水的尴尬。顶水方式则是水温先高后低,容易掌握,使用者容易适应,但是要求自来水保持供水能力。在自来水有保证的情况下,推荐使用顶水方式。家用太阳能热水器设计成顶水方式时,必须对水箱内部结构进行合理的设计,以保证出水均匀,避免形成水路“短路”或死角。使用管路最好设计成可以转换成落水式的连接方式,在自来水压力不足或停水时应急用。4.一体式太阳能原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一23一、结构特点集热器+承压式保温水箱+自动循环工作站+热交换介质5.分体式太阳能原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一24二、运行原理冷水直接进入承压式保温水箱,集热器吸收阳光转化成热能使热管内介质升温。传感器测得集热器和保温水箱内的水温信号,分别传输到智能控制仪,通过微电脑系统处理,当温度差到达设定数值时,循环泵开始启动。把集热器内的换热介质循环至保温水箱内置换热盘管,使保温水箱内的冷水经过盘管换热水温升高,完成一次循环。循环往复使保温水箱内的冷水逐渐升温达到所需要水温。[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一25使用特点:结构设计科学,热水有保障,程序一经设定无需专人管理,热水承压出水。适用范围:适用建筑一体化小区工程和高档别墅。5.分体式太阳能原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一26太阳能热水工程介绍:简易型热水工程结构图:6.太阳能热水工程原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一27简易型热水工程原理及特点结构特点:自动上水控制箱+太阳能单机集热器+智能控制仪运行原理:冷水经自动上水控制箱进入太阳能集热器,集热器将光能转化成热能使冷水升温。集热器内设置有水温水位传感器。智能控制仪能够显示传感器测得的水温水位信号,当水温达到洗浴温度时,用户打开水嘴即可取用热水。使用特点:结构简单、运行可靠、晒热即用,运行成本几乎为零。适用范围:适用于热水需求量较小且使用不太频繁的单位、集体和个人。6.太阳能热水工程原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一28带电加热的热水工程:6.太阳能热水工程原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一29带电加热的热水工程原理及特点:结构特点:自动上水控制箱+太阳能单机集热器(带电加热)+智能控制仪运行原理:冷水经自动上水控制箱进入太阳能集热器,集热器将光能转化成热能使冷水升温。集热器内设置有辅助电加热装置和水温水位传感器。智能控制仪能够显示集热器内的水温水位,自由设定并控制电加的热温度和时间。使用特点:结构简单、运行可靠、无阴雨天之忧,设备投资和运行成本较低。适用范围:适用于热水需求量较大、定时洗衣浴的热水场所。6.太阳能热水工程原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一30分户集热分户储热热水工程:6.太阳能热水工程原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一31集中集热集中储热热水工程6.太阳能热水工程原理及结构特点[团结拼搏力达高峰]2019年9月16日星期一32集中集热分户储热热水工程6.太阳能热水工程原理及结构特点[团结拼搏