太阳能热水器原理及安装示意图[001]

太阳能热水器的工作原理图、分类及安装方法

太阳能热水器简介

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、生产中对热水的使用需求。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。真空管式太阳能热水器为多数，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成。把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管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。

太阳能热水器分类

1、从集热部分来分可分为：真空玻璃管太阳能热水器和金属平板太阳能热水器。

真空玻璃管：是目前吸热效率最高的集热部分，优点不需要在集热部分在增加保温层，现在的真空玻璃管在抗高温，抗打击和保温上，性能都是一流，被大部分生产厂家采用。缺点体积比较庞大，管中容易集结水垢。

金属平板：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。优点外观美观，安装方便，可以做成平板，而且不容易损坏。缺点：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、从结构上来分可分为：普通式太阳能热水器和分体式太阳能热水器。

普通式：将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水循环，使水箱中水温升高，是目前厂家都采用的。也是流行的最常规的。该类热水器只有顶层能用，除非顶层用户和你楼下的关系特铁，而且屋顶的面积是有限的。

分体式：解决不是顶层用户也能使用太阳能热水器。分体式循环有2 种，一种靠水自然循环，热交换效率低，远远不能满足用水要求；一种靠泵循环热交换，解决自然循环效率低的问题，用泵循环，可以明显改善水的热交换。

3、从水箱受压来分可分为：承压式太阳能热水器和非承压是太阳能热水器。

承压式：无论哪种分体式热水器，都有一个致命缺点，必须用承压式水箱，是所有分体式热水器的基本思路，直接考验集热部分的密封性能；制造承压水箱

成本极高，存在安全性问题，要求耐压7个大气；循环效果不是很理想。解决水的循环和用水时的方便性。

非承压式：目前装在屋顶的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，利用屋顶和家里的高度落差，使用水时产生压力。安全性成本，使用寿命比承压式显著多。屋顶有限。

4、就其水流方向来分可分为：循环式，直流式和整体式太阳能热水器。

5、从接入方式来分可分为：按接入方式可分为：闷晒式、平板式、真空管式、热管式、分体式（壁挂式）｛按承压能力又可分为承压式和非承压式｝、嵌入式

1）闷晒式

工作原理：水箱通过玻璃直接照射加热，一面受热，其余保温。

优点：阳光利用率高，吸热效果好

缺点：经空气导热，热损耗高

2）平板式

原理：金属吸热，水热传递微循环

优点：集热效率非常高，经久耐用

缺点：密封性能差，热损失大，易受环境影响，冬天热效率低，不防冻。

3）真空管式

真空管：双层玻璃管，管内抽成真空，内管表面镀膜（提高阳光吸收率，反射小，利用率高，热传递效果好），真空管一端开口接水箱。

原理：真空管吸热，管内水受热通过热传递及冷热微循环至水箱中储存并保温。

优点：阳光利用率高，吸热效果好，热能损耗低

缺点：出现坏管、爆管情况，影响整机使用（实际使用中较少出现此现象）4）热管式

原理：介质沸点低，在吸收太阳热能后，介质汽化上升，冷凝段置于水中。

在冷凝段受冷，传出热量，液化后下降至管下部继续受热，如此循环工作。

优点：热能利用高，不用担心爆管（热管为金属管，置于玻璃真空管内，真空管无水）

缺点：热管介质在使用一段时间后，会在冷凝段吸附，从而影响热传导，出不了热水。

5）分体式

原理：真空管内热管受热后，通过水箱内盘管冷却，循环工作。

优点：水箱位置随意摆放，可有效减少水管内滞留热水，热水利用率高，水管在室内杜绝冻管，不会受大风等灾害天气的影响。

缺点：造价高，售价高，实际太阳能利用率低。

（补：普通真空管热效率≥45%，壁挂式热效率≤28.5%）

实际使用热辅助加热，耗电量大。

非承压式的分体式太阳能热水器在使用热水时还需自己配置水泵。

6）嵌入式

原理：热水阀控制进水压力及流量，保证真空管正常工作。进水冷水顶出管内热水，保证用户使用热水。

优点：阳光利用率高，吸热效果好，保温时间长，热水传输无损耗。

6、细分的话，根据真空管的数量，可以分为15根管、18根管，20根管 (24)

根管，30根管。

根据水箱容积，可以分为100L，120L，150L，200L，300L……等多个类别。

根据真空管的外径，可分为45管，58管，70管。

根据真空管的长度，可分为1米五管、一米八管，一米九管……

平板型根据集热器的构造，可以分为横管、竖管两大类。

根据水箱规格，可以分为：60L、80L、100L、120L等多个类别。

太阳能热水器工作原理

1、吸热过程

真空管式太阳能热水器：太阳辐射透过真空管的外管，然后被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水，此时水受热而温度逐渐升高，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：其中介质在集热板内因热虹吸自然循环，随后将太阳辐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，因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。

2、循环管路

直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是因为通过重力的作用而提供动力；然而平板式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均采用泵循环。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。