利用太阳能热水器的技术研究

太阳能开发利用概述

——39055217 王占鳌

摘要：能源是人类生存和发展的物质基础，随着矿物能源的逐渐匮乏和环境污染的日益严重，新能源的开发利用越来越引起人们的重视。太阳能是一种清洁的自然再生能源，取之不尽，用之不竭。开发和利用太阳能，既不会出现大气的污染，也不会影响自然界的生态平衡，而且只要阳光所及的地方，都有太阳能可以利用，太阳能以其长久性、再生性、无污染等优点备受人们的青睐。可以预见，在未来的发展中，太阳能将会成为最重要的能源之一。本文将介绍太阳能的特点及其利用技术当前的现状，以及我国对太阳能的开发和利用。

关键词：太阳能；利用；发展前景；社会意义

一．引言

新能源是21世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术之一，人类将面临现实社会经济和社会可持续发展的重大挑战。世界经济的快速发展，对能源需求逐年增长，而地球上以石油和煤炭为主的矿物资源日渐枯竭，能源已成为制约各国经济社会发展的瓶颈。因为能源争抢，本世纪已爆发多次地区冲突或大规模战争。同时，化石燃料的燃烧，致使每年有数十万吨硫的碳、氮、硫及其化合物的有害气体排放到大气环境中，使部分地区的环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；形成的酸雨对土地资源和水资源都造成了极大的破坏。矿石燃料燃烧所产生的二氧化碳排放至大气中，造成温室效应，引起全球气候变化，致使臭氧层出现大面积的空洞。随着人类社会的发展，人类对生活品质的要求日益增高，改善生态环境的呼声也越来越高，开发利用无污染的新能源，对促进社会文明与进步，发展经济以及改善人民生活具有重大的意义。由此不难看出，太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，如何实现其全面利用正必将成为世界各国可持续发展战略的重要内容。

二．太阳能的特点

第一，总量巨大。据估算，地球每年接收的太阳能总量为181010 kW·h，相当于14510桶原油，是探明原油储量的近千倍，是世界年耗总能量的一万余倍。

江苏建筑　２０１０年第４期（总第１３５期）　

太阳能集中热水系统与建筑一体化技术应用研究　

以江苏省为例　

韩大建　．江淳　（　江苏恒信置业有限公司，江苏南京２１０００９；　江苏省建设厅科技发展中心，江苏南京２１００３６）　

［摘　要】　太阳能建筑将在建设资源节约型社会中发挥重要作用，太阳能建筑将成为节能的重要途径。介绍了太阳能集中　

热水系统的概念，并通过工程实例阐述了太阳能集中热水系统在某小区太阳能热水系统示范工程中的应用。　

【关键词】　太阳能热水器；系统选择；一体化　

［中图分类ＮｌＴＵ８２２．１［文献标ｉ，ｑ￣－ｑｌＡ【文章￣］１００５—６２７０（２０１０）０４—００９４—０４　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｉｎｔｅｇｎａｔｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　

Ｓｏｌａｒ　Ｈｅａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　

——Ｔａｋｉｎｇ　Ｊｉａｎｇｓｕ　ｆｏｒ　ａｎ　Ｅｘａｍｐｌｅ　

ＨＡＮ　Ｄａ－ｊｉａｎ　ＪＩＡＮＧ　Ｃｈｕｎ　（１．Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｈｅｎｇｘｉｎ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｎａｍｉｎｇ　Ｊｉａｎｇｓｕ　２１０００９　Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｊｉａｎｇｓｕ　２１００３６　Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｌａｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｗｉｌｌ　ｐｌａｙ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｅｎｅｒｇｙ——ｓａｖｉｎｇ　ｓｏｃｉｅｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　

ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｗａｙ　ｆｏｒ　ｓａｖｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｓｏｌａｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｅｘ－　

太阳能电热水器原理

太阳能电热水器是一种利用太阳能将阳光能量转化为热能来加热水的设备。它利用太阳能热转换器，将太阳能热量转化为电能或直接转化为热能，从而加热水。

太阳能电热水器的基本原理是利用太阳能热转换器将太阳能转化为热能。太阳能热转换器是太阳能电热水器的核心部件，也是实现太阳能热转换的关键。

太阳能热转换器通常由太阳能电池板（太阳能光电转换器）、太阳能热水器水箱（太阳能热量转换器）、太阳能控制器和太阳能储能装置组成。太阳能光电转换器主要通过光电效应将太阳能转化为直流电能。太阳能热量转换器则利用太阳能将其转化为热能。太阳能控制器用于控制太阳能电热水器的工作状态，保证系统的安全稳定运行。太阳能储能装置则用于储存太阳能，以备不够阳光时使用。

太阳能电热水器的工作原理是这样的：首先，太阳能电池板通过吸收太阳辐射能将其转化为电能，并将电能输入太阳能热水器的启动装置。再者，太阳能启动装置将电能输入太阳能热量转换器。太阳能热量转换器利用太阳能将其转化为热能，并将热能传递给水箱中的水。经过一段时间的加热，水箱中的水被加热至设定的温度。最后，通过太阳能控制器的控制，太阳能电热水器将停止工作，以避免过热。

在太阳能热量转换器中，有几种常用的转换技术。一种是平板集热器技术，即通过平板的吸热面积和高热效率来实现太阳能的充分利用。另一种是真空管集热器技术，即通过真空管的特殊结构和高热效率来达到更高的热转换效率。还有一种是混合集热器技术，即将平板集热器和真空管集热器结合起来，充分发挥两者的优点。

太阳能电热水器的工作过程中，太阳能电池板起到了至关重要的作用。太阳能电池板通常由多个太阳能电池组成，每个太阳能电池由硅、磷和硼等材料构成。当阳光照射到太阳能电池板上时，太阳能电池会吸收太阳辐射能，并将其转化为电能。这些电能被输送到太阳能热水器的启动装置，从而启动整个系统。

在太阳能热量转换器中，热量的转换主要依赖于太阳能热水器的水箱。水箱是一个密封的容器，内部装有热量转换器。当太阳能热转换器吸收到太阳能后，热能会传递给水箱中的水。通过一段时间的加热，水箱中的水温会逐渐升高，直到达到设定的温度。

第１３卷第３期　２０１１年５月　石家庄学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖｏ１．１３．Ｎｏ．３　ｍａｙ　２０１１　

太阳能的开发与利用　

——一种承压壁挂式太阳能热水器的设计　

张元静　，李健飞　

（石家庄学院　ａ．高等教育研究所ｂ．学报编辑部，河北石家庄０５００３５）　

摘要：设计了一种承压式壁挂太阳能热水器，该热水器可安装在高层、多层、小高层楼房的　阳台上，通过实验测定其热水温度等同于非承压式的真空管太阳能热水器．　

关键词：太阳能热水器；结构设计；承压；阳台壁挂　文章分类号：ＴＫ５１９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—１９７２（２０１１）０３—００２６—０３　

０引言　

随着人们生活水平的提高，人们对生活用水的需求量越来越大，在中国发达地区的住宅中其生活用水能　

耗已占建筑总能耗的１５％一２０％ｔ”．中国既是一个以煤炭、石油以及天然气等常规能源消耗的大国，又是常规能　源短缺的国家，同时以常规能源为主的能源结构产生大量的污染物，给中国整体环境造成了巨大的污染，一次　

性能源为主的能源开发利用模式与生态环境矛盾的１３益激化，使人类社会的可持续发展受到严峻挑战．因此　大力开发利用清洁可再生能源一太阳能，是优化能源结构，改善环境，促进经济社会可持续发展的战略之一．　中国幅员辽阔，２／３以上地区年１３照总数大于２　２００　ｈ，每年照射在陆地面积上的太阳能辐射总量为３．３ｘ　

１Ｏ。～８．４ｘｌＯ　ｋＪ／ｍ￣２Ｊ．太阳能作为一种绿色环保型的可再生能源，可谓取之不尽，用之不竭，人们对太阳能技术　的研究也１３趋成熟．　在太阳能利用领域，包括光电和光热两大部分，其中光热技术是最成熟，应用范围最广泛，产业化最兴　旺的领域之一，其可靠的技术性能以及明显的经济价值，正日益为大家所接受．在世界范围内中国已是太阳　

能热水器生产的第一大国，但与发达国家相比，人均集热面积不到０．０６　ｍ　．因此推进太阳能热水器在建筑中　的应用，是一件利国利民的好事．在城市发展太阳能利用的最佳方式是生活热水供应．而且充分利用太阳能　供应生活热水，可减少一次能源的消耗和二氧化碳的排放，有利于建设资源节约型和环境友好型社会．