太阳能热水器知识
太阳能热水器知识
（Solar water heater）
中 国 济 南 清 华 太 阳 能 厂
目  录
一、 太阳能热水器概念及原理
二、太阳能热水器的组成以及制造材料
三、太阳能热水器技术的发展
四、太阳能热水器市场分析
五、太阳能热水器知识
1. 基本知识
2. 选购常识
3. 安装常识
4. 使用常识
六、家用太阳能热水器选购指南
七、专家分析燃气 电 太阳能热水器使用性能优势
八、怎样清洗太阳能热水器?
一、太阳能热水器概念及原理
  以太阳能作为能源进行加热的热水器通常称为太阳能热水器。是与燃气热水器、电热水器相并列的三大热水器之一。
  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、生产中的热水使用。太阳热水器是由全玻璃真空集热管、储水箱、支架及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠玻璃真空集热管。集热管受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，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。
二、太阳能热水器的组成以及制造材料
  太阳能热水器是由真空集热管、保温水箱、支架、连接管道等组成的。
◆ 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有太阳照射的时候。
  目前市场上普及的是全玻璃太阳能集热真空管。 结构分为外管、内管、选择性吸收涂层、吸气剂、不锈钢卡子、真空夹层等部分。
  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，采用真空溅射选择性镀膜工艺。可分为铝氮单靶镀膜工艺和铜、铝、不锈钢三靶镀膜工艺。
◆ 保温水箱：
  储存热水的容器。因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的热水储存起来。容积是每天晚上用热水量的总和。
  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热效率和晚间清晨的使用，在寒冷的东北尤其重要。目前较好的保温方式是进口聚氨脂整体自动化发泡工艺保温。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，使用寿命可长达20年以上。
  ◆支架：
  支撑集热器与保温水箱的架子。要求结构牢固，抗风吹，耐老化，不生锈。材质一般为彩钢板或铝合金。要求使用寿命可达20年。
  ◆ 连接管道：
  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。热水管道必须做保温处理。管道质量必须符合标准，保证有10年以上的使用寿命。
三、太阳能热水器技术的发展
  我们国家追溯历史在1958年，天津大学有12.6平米的太阳能浴室。到1973年世界能源危机，
寻求可再生能源，我国在上世纪70年代末起，加大研发与生产太阳能集热器。1979年前后我国有些单位迎头研发全玻璃真空管集热器。清华大学运用电真空物理的背景，坚持了下来。结构就是一个拉长的暖棚，只不过在内玻璃管上有一层选择性吸收涂层。
  清华大学的发明专利就是铝—氮/铝太阳选择性吸收涂层，在世界上开创用单个铝阴极通过磁控溅射制备红外低发射率低层、铝—氮化铝吸收太阳光的陶瓷薄膜和淡化铝减反膜三个部分。使用真空管的集热器可在严寒、低太阳辐射下利用，很适合多种气候。这是一个选择性吸收涂层的结构，吸收层每层只有10到30个纳米，低发射层是到150纳米。
  太阳能热利用产业的发展。在突破了太阳选择性吸收涂层的核心技术，通过产学研结合，生产性能价格比较好的介质。
  2001年到2006年太阳能热利用产业快速发展。2006年销售额近300亿元，提供就业机会60多万个。中国太阳热水器2005年安装量为世界的77%。真空管型约占世界总产量的90%以上，硼硅玻璃3.3年产量约占世界70%，吸气剂约占世界95%以上，年约1.9亿支真空集热管用，年约0.9亿支显像管用。大量显像管都在中国生产，吸气剂也在中国生产。这三个方面我们已经走在前面。形成配套的产业链。3.3的玻璃30万吨其中用于真空管有28万吨。真空管
镀膜生产线1000条及配套设备，生产能力为2亿支，装配约2000万平方米太阳能热水器，还有配套设备。一些骨干企业做了技术改造，提高了企业的装备水平和条件。
四、太阳能热水器市场分析
  在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。太阳能以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点。在太阳能产业的发展中，太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的，其产业化进程也较光伏电池、太阳能发电等产业领先一步。但是目前市场还有待规范，消费体还有待培育，技术还有尚须改进，因而对于企业来说还有较大的成长空间。
  中国的太阳能热利用技术研究开发始于20世纪70年代末，其重点置于简单，价廉的低温热利用的适用技术，如太阳能温室，太阳灶，被动太阳房，太阳热水器，和太阳干燥器。这类技术在农村得到推广应用，为缓解农村能源短缺，改善农村生态环境和农民生活起了积极的作用，并收到了实效。20世纪80年代太阳能热水器列入国家“六五”和“七五”科技攻关项目。主要的研发项目是高效平板太阳集热器和全玻璃真空集热管。在90年代全玻璃真空集热管的
科技成果通过中试转化为生产力——形成自行设计和配套的集热管生产线是科技攻关的最杰出的成果。
  2007年，中国太阳能热水器产量的增长速度约为水管知识30%，年产量达2340万㎡（16380MWth），总保有量约为10800万㎡（75600MWth）（太阳能热水器寿命按10年计算，1997年前的保有量作废）。2007年，太阳能热水器市场销售额约为320亿元人民币，产值亿元人民币以上的企业有20多家；2007年，太阳能热水器的出口额增长约为28%，6500万美元左右，产品出口欧洲、美洲、非洲、东南亚等50多个国家和地区。
  中国太阳能热水器的年生产量是欧洲的2倍，北美的4倍，现已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和最大的太阳能热水器市场，并仍在以每年20％-30％的速度递增。但是中国太阳能热水器的生产企业有5000多家。随着国民经济和人民生活水平的不断提高，居民对家庭室内热水的需求越来越强烈，中国太阳能热水器市场潜力巨大。
五、太阳能热水器知识
 
基本知识

  太阳能热水器有没有保温功能？
  有保温功能。太阳能热水器的真空玻璃集热管是双层玻璃构成，内表镀上热吸收层，两层之间为真空，这样相当于一个拉长的保温瓶。热量只能进不能出，热水器水箱是采用双层不锈钢板构成，中间是聚胺脂整体发泡的保温体，保温作用十分明显，一般合格的太阳能热水器每天温度下降在5℃以内。
  什么是普通太阳能热水器？什么是全天候太阳能热水器？什么是全自动太阳能热水器？
  普通太阳能热水器就是最基本的热水器，在晴好天气可能出热水正常使用，但阴天时如果储藏的热水用完了，就不能出热水了。全天候的热水器常备有电加热系统，当阴天时打开电加热开关，就可以出热水了，阴雨天照样能使用。如果再配套一个小容量的电热水效果更好。全自动太阳能热水器就是能够对热水顺利进行简单管理的热水器，装有定时电加热装置和定时上水装置，这种热水器一般无须人专心管理，只要打开热水器就可以出热水。热水器往往配有水位、水温显示器，使您对屋上的热水器的工作状态基本了解，有的控制仪还有排空和循环功能使热水器更好使用。
  太阳能热水器能达到多少度？
  我们是按照冬季日温升50度来设计真空管与水箱容积配比的，正常情况下，太阳能能达到50-70度，如果夏天连续几天未用，太阳能中水温有可能达到70-90度。
  热水器能把水晒开了吗？
  普通家用热水器在上满水的情况下通常是晒不开的，因为当水温升高到一定温度时达到热平衡，此时吸收热量与散失热量相等，水温不再上升。要想热水器把水晒开必须减少贮水或增加集热面积。
  内胆装的水能否饮用？
  从理论上讲，内胆只要采用SUS304-2B不锈钢板，在烧开后都可饮用；但是这要结合实际，就是若水箱中的水是几天前并非新鲜的，那么建议不要用来饮用。
  太阳能热水器在阴天时能否使用？
  带有电加热辅助功能的太阳能就能用。
 
选购常识

 
  周围没有自来水，能不能安装太阳能热水器？
  在没有自来水的地区要使用太阳能热水器，一般可借助水泵上水，另外再增设一辅助水箱与太阳能同一高度，用以储存凉水，以便洗浴时况凉水。
  水质不好能不能安装太阳能？
  可以安装太阳能，但会缩短真空管和电加热的寿命。
  水压不够时能不能用太阳能？
  当地水压不够时，可以使用增压泵来解决这个问题。
  买多大容量的比较合适？
  一般家庭洗浴用水最低（水温为45-50度）；男30L女40L，若家庭用水包括厨房在内，则可按人均用水量40L估算用水总量；家庭太阳能热水器冬季水温一般按50-60度计算，折算热水器容水量（江苏华扬热水器标定容积为热水器实际可用水量，有些热水器标定容积则包括真空管等不可用水量在内），实际购买时还要根据热水器情况来决定。
  阴雨天怎么办？
  可以购买带电辅助的太阳能热水器，阴雨天手动或自动(需要配置控制器)启动电加热来辅助加热。
  电加热在何种情况下使用？
  在无阳光照射或太阳光照时间太少、用水量过大以及急需用热水时可以使用电加热。
  电加热能不能长时间使用？
  华扬采用了英格莱电加热器，表面经氮化处理有极强的抗腐蚀性；采用可更换阳极镁棒有效保护电加热器及水箱，产品寿命较长，其寿命是普通电加热管的3-4倍。一般100-250升容量的太阳能配置的是1500瓦的电加热功率，1-5小时可以将整箱水加热。在联系阴雨天情况下，是可以长时间使用的。
  电加热的“防干烧”是指什么？
  “防干烧”一是指电加热器选用的是英格莱阳极镁棒电加热管，本身具有承受一定时间干烧的能力；二是电加热集成了自动限温控制元件，达到限定温度时自己断电，使在无水状态下不致长时间运行而烧毁电热器。
  选用顶水式热水器还是落水式热水器好？
  顶水是指一边上水，一边用进来的冷水将热水顶出水箱进入管道。顶水式热水器亦称承压热水器，这种热水器出水压力较大。落水式热水器是指将热水器的水利用大气压力自然落入用水管道，等桶中的热水用完才再进水，这种热水器出水压力较小。由于太阳能对水的加热是有时间限制的，白天加热，晚上就停止加热了。所以当前情况下，还是选用落水式的热水器较好，当白天产生的热水器在晚上用光或停止用水后再加水，可以防止水温下降，达到始终有热水用的效果，笔者认为还是落水式热水器较适用。当然，随着科技的进步、工艺的改进，承压式热水器亦可能逐步取代落水式的热水器。

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