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  • 太陽能加熱熱水的原理介紹


    傳熱原理
    盡管太陽和地球相距如此之遠,太陽能到達我們這里的過程被稱為“輻射”。這種能量交換或轉移的現象發生在任何兩個物體之間,即使它們彼此遠離,即使在這兩個物體之間沒有其他物質(固體、液體或氣體)的情況下,它們也是面對面的。
    當一個固體的一邊是高溫,另一邊是低溫時,熱量就從高溫的一邊交換到低溫的一邊。舉個勺子放在鍋里的例子,勺子的一邊,在鍋里,溫度比手柄高。但是如果我們把勺子放在鍋里浸泡太久,勺子柄也會變暖。這種通過固體材料或在接觸的兩個固體材料之間交換熱量的現象稱為“傳導”。
    當氣體,如空氣或液體,流過熱的表面時,當它流過冷的表面時,就會被加熱或冷卻。熱交換發生在液體或氣體和那個表面之間。這種熱交換現象叫做“對流”。
    太陽能熱水原理
    讓我們研究一下太陽能加熱的現象。太陽以熱和光的形式輻射能量。物體的深色表面暴露在陽光下時,會吸收大部分的熱量,物體就會被加熱。結果是相關材料的溫度通過傳導的方式上升。由于深色物體比周圍的空氣溫度高,所以它通過對流與空氣交換熱量。同樣,當黑暗物體暴露在大氣中時,它通過輻射與大氣交換熱量。
    如果我們能夠控制深色物體(收集器中的吸收體表面)與需要加熱的材料(收集器中的水)之間通過傳導或對流的方式進行的熱量交換,那么這將被認為是一種理想的熱交換。用于太陽能加熱的裝置,試圖增加這種理想的熱交換,減少對空氣、大氣或其他接觸材料的不理想的熱損失。用來控制熱交換和將太陽能轉化為有用熱量的裝置叫做“太陽能收集器”。
    地球上的太陽輻射有兩個來源。一種是直接來自太陽的太陽輻射,另一種是被大氣散射或以隨機形式從周圍物體反射的散射太陽輻射。有些太陽能加熱裝置既能利用擴散的太陽輻射又能利用直接太陽輻射,而有些則只能利用直接太陽輻射。太陽能熱水系統兩者都使用。太陽能集熱器作為建造太陽能熱水器的關鍵部件,接受太陽輻射,將其轉化為熱能,再通過太陽能熱水器系統輸送到水中。根據太陽能集熱器的類型,太陽能熱水器系統分為平板太陽能熱水器、全玻璃真空管熱水器和熱管真空管熱水器。
    這里介紹一種太陽能熱水工程常用的集熱器——平板太陽能熱水器
    平板收集器!顧名思義,太陽能平板收集器有一個平板形狀的表面暴露在太陽下。平板太陽能集熱器由透明蓋、吸收板、保溫層和外層組成。
    熱集合理論:
    穿透透明蓋后,陽光投射到吸收板上。吸收板繼續吸收太陽能,將其轉化為熱能,并將熱能傳遞到管道內的傳熱介質。傳熱介質(這里是水)的溫度升高。
    吸收塔板通常是銅做的。為了更好地吸收太陽能,吸收板上覆蓋了一層選擇性涂層。德國的TINOX涂層可以吸收95%的太陽能,只反射5%的熱能。
    平板集熱器各部件的意義:
    吸收板暴露在太陽下,通過吸收太陽輻射而被加熱。鋼化玻璃的作用是防止吸收塔與大氣直接接觸,防止熱量通過對流的方式流失到空氣中,同時允許太陽輻射到達吸收塔表面。收集器將玻璃固定在適當的位置。集熱器箱與四周絕緣,以防止導熱損失。底部聯箱用于將冷水流進集熱器,而頂部聯箱用于將熱水帶走。頂部和底部封頭由許多銅管連接。這些管子叫做立管。
     


    (責任編輯:zjbn_zhenhai)
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