一、分體承壓式太陽能熱水器組成
分體承壓式太陽能熱水器由集熱器、中央儲水箱、控制系統、管道系統四部分組成。許多并串聯結合的集熱器同時吸收太陽光,將光能轉化成熱能并傳遞給水,熱水儲存在中央儲水箱,由管道系統分配到各住戶。系統采取以太陽能為主,電能為輔的能源利用方式,作為補充手段的電熱棒包含在控制系統中,一般情況下全年90%的熱水來自太陽能,只需10%的電能作補充,365天全天候可以供應熱水。分體承壓式太陽能熱水器可在全國大部分地區使用,不僅適用于民用住宅,還可應用在賓館沐浴、工業用水等。
二、集熱器構造原理
不管是單戶型太陽能熱水器,還是分體承壓式太陽能熱水器,其核心部件都是太陽能集熱器。集熱器的功能是將光能吸收轉變成熱能,并通過傳熱工質傳遞至受熱物質(水),按結構的演變,集熱器經過平板式發展到了目前普遍使用的熱管式。
管式太陽能集熱器
管式太陽能集熱器由若干集熱管排列于集熱器基板組成,每根集熱管都有獨立的光熱轉換功能,即集熱管是該集熱器的組成單元。
集熱管結構相似于保溫水瓶的瓶膽,雙層結構,兩層之間抽成真空,因而又叫真空管。其外層材料(外管)是高透明度的玻璃,起保溫作用;內層(內管)是吸熱層,材料分為兩種,一種也是玻璃,構成“全玻璃真空管”,另一種為金屬材料,構成玻璃-金屬復合真空管,通常稱作“熱管式真空管”。內層材料外壁有光譜選擇性涂層,特別能吸收陽光,陽光被涂層吸收即轉換為熱量。由于兩層之間無氣體傳導熱量,真空層起到了非常好的保溫作用,可大幅度減少內管所生產的熱能的流失(熱損系數約為平板集熱器的1/6~1/7),從而使得熱能得到有效利用。真空管在太陽的照射下溫度不斷升高,一般陽光下空曬溫度有200℃左右,夏日高達280℃。
三、超導式太陽能真空管(熱管)
其原理是利用低沸點有機液體的吸熱汽化、放熱凝結性質來完成熱量傳遞。作為傳熱工質的低沸點有機液體封閉在真空管內腔中,被真空管吸收的熱能加熱至沸騰氣化,帶有熱能的工質氣化上升至真空管口外的冷凝端,在冷凝端放出熱能而液化,并重新回流到管內,如此不斷循環,實現熱量的傳遞。冷凝端通過連接件與水接觸,將熱量有效地傳給需加熱的水。
采用超導式集熱器可制成全封閉承壓式太陽能熱水器,具備容積式電熱水器的特性,徹底屏棄了水位顯示儀、電磁閥、浮球閥、熱水增壓閥、副水箱等輔助裝備,并且因熱效率的提高而使寶貴的樓頂采光面積得到充分利用,為全樓住戶進行集中供熱水成為可能。
四、技術水平
分體承壓式太陽能熱水系統的特點主要是實現了一體化、系統性及智能化。
1、一體化是指太陽能熱水器與建筑屋面在設計、材料與施工上實行結構一體化。彩色框架不同形狀的集熱器與目前流行的彩色坡屋面構成一體,使屋面形成色彩斑斕的各種幾何圖形,與目前市場單戶型產品相比,不僅美化了城市建筑,而且完全避免了屋頂附屬設施在風暴的襲擊下生產的不安全因素。一體化設計的太陽能熱水系統除了集熱器暴露給陽光以外,其余部分全部安置在建筑內部,可延長系統壽命。
2、系統性指以單元或整幢建筑為對象實現集中供熱水的特性。分體承壓式太陽能熱水器與建筑內部的水、電、通訊系統進行統籌設計,同步施工,布線布管在整體建筑中事先安排,使太陽能熱水系統和水、電、通訊系統一樣成為建筑的一部分,這不僅避免了事后安裝對建筑物的破壞,而且使得安裝更為方便,成本降低。系統化設計的另一個特點是有效利用有限的屋面面積,使整幢樓內的所有居民都能享受太陽能資源,擴大了太陽能利用率。
3、智能化是通過自動測控系統啟動電輔助加熱來實現,保證全年全天候的熱水供應。