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  • 太阳能加热热水的原理介绍


    传热原理
    尽管太阳和地球相距如此之远,太阳能到达我们这里的过程被称为“辐射”。这种能量交换或转移的现象发生在任何两个物体之间,即使它们彼此远离,即使在这两个物体之间没有其他物质(固体、液体或气体)的情况下,它们也是面对面的。
    当一个固体的一边是高温,另一边是低温时,热量就从高温的一边交换到低温的一边。举个勺子放在锅里的例子,勺子的一边,在锅里,温度比手柄高。但是如果我们把勺子放在锅里浸泡太久,勺子柄?#19981;?#21464;暖。这种通过固体材料或在接触的两个固体材料之间交换热量的现象称为“传导”。
    当气体,如空气或液体,流过热的表面时,当它流过冷的表面时,就会被加热或冷却。热交换发生在液体或气体和那个表面之间。这种热交换现象叫做“对流”。
    太阳能热水原理
    让我们研究一下太阳能加热的现象。太阳以热和光的形式辐射能量。物体的深色表面暴露在阳光下时,会吸收大部分的热量,物体就会被加热。结果是相关材料的温度通过传导的方式上升。由于深色物体比周围的空气温度高,所以它通过对流与空气交换热量。同样,当黑暗物体暴露在大气中时,它通过辐射与大气交换热量。
    如果我们能够控制深色物体(收集器中的吸收体表面)与需要加热的材料(收集器中的水)之间通过传导或对流的方式进行的热量交换,那么这将被认为是一种理想的热交换。用于太阳能加热的装置,试图增加这种理想的热交换,减少对空气、大气或其他接触材料的不理想的热损失。用来控制热交换和将太阳能转化为有用热量的装置叫做“太阳能收集器”。
    地球上的太阳辐射有两个来源。一种是直接来自太阳的太阳辐射,另一种是被大气散射或以随机形式从周围物体反射的散射太阳辐射。有些太阳能加热装置既能利用扩散的太阳辐射又能利用直接太阳辐射,而有些则只能利用直接太阳辐射。太阳能热水系统两者都使用。太阳能集热器作为建造太阳能热水器的关键部件,接受太阳辐射,将其转化为热能,再通过太阳能热水器系统输送到水中。根据太阳能集热器的类型,太阳能热水器系统分为平板太阳能热水器、全玻璃真空管热水器和热管真空管热水器。
    这里介绍一种太阳能热水工程常用的集热器——平板太阳能热水器
    平板收集器!顾名思义,太阳能平板收集器有一个平板形状的表面暴露在太阳下。平板太阳能集热器由?#35813;?#30422;、吸收板、保温层和外层组成。
    热集合理论:
    穿透?#35813;?#30422;后,阳光投射到吸收板上。吸收板继续吸收太阳能,将其转化为热能,并将热能传递到管道内的传热介质。传热介质(这里是水)的温度升高。
    吸收塔板通常是铜做的。为了更好地吸收太阳能,吸收板上覆盖了一层选择性涂层。德国的TINOX涂层可以吸收95%的太阳能,只反射5%的热能。
    平板集热器各部件的意义:
    吸收板暴露在太阳下,通过吸收太阳辐射而被加热。钢化玻璃的作用是防止吸收塔与大气直接接触,防止热量通过对流的方式流失到空气中,同时允许太阳辐射到达吸收塔表面。收集器将玻璃固定在适当的位置。集热器箱与四周绝缘,以防止导热损失。底部联箱用于将冷水流进集热器,而顶部联箱用于将热水带走。顶部和底部封头由许多铜管连接。这些管子叫做立管。
     


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