太阳能热水器的起源
20世纪70-80年代,由于国家经济发展落后,人民生活水平较低,居民多用闷晒式热水器(汽油桶式、汽车油箱式等)。由于存在效率低,散热快,储水量少,冬季无法使用等缺点,现已退出市场。20世纪80—90年代,在国家相关部门支持和领导下,北京太阳能研究所开始从事太阳能热利用的研究,早期开发以平板式太阳能热水器为主。1984年,清华大学发明“磁控溅射渐变铝—氮/铝太阳选择性吸收涂层”,使太阳能集热管的大规模生产和商业化应用成为可能,直接催生了中国太阳能热利用产业化,使真空管式太阳能热水器成为适合中国国情的主力产品。
21世纪以来,中国太阳能热水器进入成熟阶段,产量与市场保有量一直保持快速增长。根据《中国太阳能热利用产业发展研究报告(2008-2010)》,2009年热水器年产量4,200万㎡,同比增长35.5%,其中4,000万㎡为真空管集热器,约占95%,社会保有量达到1.45亿㎡,同比增长16%,年节省能源约2,175万吨标煤,年减排二氧化碳约6,000万吨。2009年太阳能热水器生产量占世界78%,保有量占全世界54%。2010年中国太阳能热水器行业总产量达到4900万㎡。在中国95%以上的产品为全玻璃真空管式太阳能热水器。太阳能热水器行业是比较专业化的产业,目前已基本形成从技术研发、产品设计、原材料加工、设备制造、产品生产、检测认证、工程设计到营销服务的产业体系,带动了玻璃、金属、保温材料、机械制造、物流等相关行业的发展。
太阳能热水器是由集热部件(真空管式为真空集热管,平板式为平板集热器)、保温水箱、支架、连接管道、控制部件等组成。
一、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。和电热水器、燃气热水器不同的是,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太阳照射度达到一定值的时候。
目前中国市场上最常见的是全玻璃太阳能真空集热管。结构分为外管、内管,在内管外壁镀有选择性吸收涂层。平板集热器的集热面板上镀有黑铬等吸热膜,金属管焊接在集热板上,平板集热器较真空管集热器成本稍高,近几年平板集热器呈现上升趋势,尤其在高层住宅的阳台式太阳能热水器方面有独特优势。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,选择性吸热膜采用真空溅射选择性镀膜工艺。
二、保温水箱
储存热水的容器。通过集热管采集的热水必须通过保温水箱储存,防止热量损失。太阳能热水器的容量是指热水器中可以使用的水容量,不包括真空管中不能使用的容量。对承压式太阳能热水器,其容量指可发生热交换的介质容量。
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保温效果,在寒冷季节尤其重要。目前较好的保温方式是聚氨脂整体发泡工艺保温。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。
三、支架
支撑集热器与保温水箱的架子。要求结构牢固,稳定性高,抗风雪,耐老化,不生锈。材质一般为不锈钢、铝合金或钢材喷塑。
四、连接管道
平板热水器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。
太阳能热水器至用户端也使用连接管道。热水管道必须做保温处理。
五、控制部件
一般家用太阳能热水器需要自动或半自动运行,控制系统是不可少的,常用的控制器是自动上水、水满断水并显示水温和水位,带电辅助加热的太阳能热水器还有漏电保护、防干烧等功能。目前市场上有手机短信控制的智能化太阳能热水器,具有水位水位查询、故障报警、启动上水、关闭上水、启动电加热等功能,方便了用户。
太阳能热水器在使用过程中应注意哪些问题?
1、注意上水时间。
2.根据天气情况,决定上水量,保证洗浴时适当的水温。
3.定期检查热水器的管道,排气孔等元件是否正常工作。
4.大气污染严重或风沙大、干燥地区定期冲洗真空管。
5.热水器安装后,非专业人员不要轻易挪动、装卸整机,以免损坏关键元件。
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