太阳能热水器结构

太阳能热水器的组成及工作原理2.1 系统总体结构设计图2-1系统结构图图2-1为系统设计的结构图，该图的系统控制原理图如下图2-2：T3T2图2-2 系统控制原理图注释：T1：热水箱的温度传感器T2：循环水管中的温度传感器T3：集热器中的温度传感器F1：循环水阀门F2：冷水阀门F3：热水阀门此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能：晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。

1.早晨水温控制由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。

为了提供温度不低于30摄氏度的水，热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下：首先，关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1，然后微机开始进行水箱的温度采集，同时进行温度的比较，当水箱的温度小于30摄氏度时，电热器D接通进行加热，同时微机继续对热水箱的温度进行采集。

当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开，如此反复循环保证了温度的稳定。

2.循环水集热过程早晨水温控制之后（7～9点），设定当日的水箱温度N（由两位次齿轮开关设定），输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。

具体控制过程如下：打开循环阀门F1，关闭冷水进水阀门F2，热水阀门F3处于空控状态。

然后开始比较温度，若（T31>5摄氏度，T2>T1）为止。

如若T1，那么循环水集热过程结束，进入冷水集热控制过程。

3.冷水集热控制此时热水箱温度已达到了N，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为T3，和当日的设定温度值相比较，若T3>N则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时段大概为9点～20点。

具体控制过程如下：关闭循环水阀门F2，打开冷水阀门F2，热水阀门F3处于可控状态。

若T3>N，打开热水阀门F3并将保持一段时间，若T3<N，关闭F3继续给太阳能集热器加热，知道温度答应N，当打开F3时此时比较水管水温T2与N的值，若T2>N阀门F3继续保持打开状态，否则关闭F3。

太阳能热水器控制器原理图家用太阳能热水器方便、节能、无污染,应用广泛;本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心,对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停,防止溢水；在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热,且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空,防止管道冻裂；具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能;一、系统结构太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示;在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上,引出交流电源线入户,由辅助控制系统的继电器控制通断电;水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中,通过电缆线接入用户室内控制器;进行管道排空时,由控制系统关闭排空控制阀,打开热水开关和淋浴开关,将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀;系统自动上水时,通过单项电磁阀上水;水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动,当淋浴开关打开用水时,系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源;二控制系统组成太阳能热水器控制系统的组成如图2所示;整个系统以AT89C51单片机为核心,对水温、水位等参数进行智能检测和显示,读取水流开关、排空阀门的状态,经键盘操作和单片机内部运算比较,控制相应得执行机构进行通、断电；进行防漏电、防干烧等保护,并进行相应得声光报警;对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20,它具有3引脚TO-92小体积封装形式,CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值;水流开关信号的检测采用开关式传感器,其内部是一个霍尔开关,排空阀是一个带行程开关的球型阀,由5W交流伺服电机带动,每旋转90度输出一个开关信号,排空阀的开闭状态对应于该开关信号;上水电磁阀采用12V直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制；排空阀由36V5W交流伺服电机带动,由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电;三、控制软件设计主程序流程图如图3所示;子程序流程图如图4所示;主程序首先完成串行口、定时器、中断源的初始化,设置初始运行参数、开中断,然后循环读取键盘状态、检测系统是否漏电;一旦检测到系统漏电,进行声音和显示报警,将所有执行机构断电；若系统不漏电则根据存储的键盘状态和检测的水温、水位等状态信号进行相应得处理并等待中断服务程序的执行;系统正常控制时,首先显示水温和水位,若检测到水流开关打开用水时,自动断开上水阀和电加热体电源,即实现水电联动,用水停电;当检测到水位过低时打开电磁阀上水；到达最高水位后,自动关闭电磁阀;在水位超过第二档时,将检测的实际水温与设置水温进行比较,若实际水温低于设置水温,则加热体通电进行辅助电加热；若实际水温高于设置水温时,切断加热体电源；若检测到水位低于第二档,不管设置温度高低,总是停止加热,以防止加热体干烧;。

太阳能热水器工作原理
太阳能热水器是一种利用太阳能进行加热的装置，其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 吸热器：太阳能热水器通常由一个吸热器组件组成，它通常由黑色的吸热板或管组成。

这些吸热器会吸收太阳光的能量，并将其转化为热能。

2. 管道系统：吸热器中的热能会通过管道系统传输到贮水箱中。

这些管道通常由导热性能较好的材料制成，以保证热能的传输效率。

3. 贮水箱：贮水箱是太阳能热水器中的储存设备，用于存储被热能加热过的水。

贮水箱内部通常设置有绝热层，以防止热能的散失。

4. 循环系统：太阳能热水器中还设置有一个循环系统，用于控制水的流动。

当太阳能热水器中的水温低于设定温度时，循环系统会启动，将贮水箱中的冷水抽入吸热器，经过加热后返回贮水箱。

5. 控制系统：太阳能热水器中还设有一个智能控制系统，用于监测水温和太阳辐射情况，并根据设定的参数控制循环系统的工作。

当太阳能的辐射强度较低或水温达到设定温度时，控制系统会停止循环系统的工作，以节省能源并保护设备。

总而言之，太阳能热水器通过吸收太阳光的能量，将其转化为
热能，并通过管道系统将热能传输到贮水箱中，从而实现对水的加热。

循环系统和控制系统能够使太阳能热水器能够根据需求自动工作，具有较高的能源利用效率。

太阳能热水器的工作原理图、分类及安装方法太阳能热水器简介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、生产中对热水的使用需求。

太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。

真空管式太阳能热水器为多数，占据国内95%的市场份额。

真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成。

把太阳能转换成热能主要依靠集热管。

集热管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。

太阳能热水器分类1、从集热部分来分可分为：真空玻璃管太阳能热水器和金属平板太阳能热水器。

真空玻璃管：是目前吸热效率最高的集热部分，优点不需要在集热部分在增加保温层，现在的真空玻璃管在抗高温，抗打击和保温上，性能都是一流，被大部分生产厂家采用。

缺点体积比较庞大，管中容易集结水垢。

金属平板：传热性能极佳的金属片上，覆盖上吸热涂层，利用金属的传热性，将吸收的热量传于水箱中。

优点外观美观，安装方便，可以做成平板，而且不容易损坏。

缺点：保温要花很大的代价，成本高，间接的就是增加消费者负担。

2、从结构上来分可分为：普通式太阳能热水器和分体式太阳能热水器。

普通式：将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水循环，使水箱中水温升高，是目前厂家都采用的。

也是流行的最常规的。

该类热水器只有顶层能用，除非顶层用户和你楼下的关系特铁，而且屋顶的面积是有限的。

分体式：解决不是顶层用户也能使用太阳能热水器。

分体式循环有2 种，一种靠水自然循环，热交换效率低，远远不能满足用水要求；一种靠泵循环热交换，解决自然循环效率低的问题，用泵循环，可以明显改善水的热交换。

3、从水箱受压来分可分为：承压式太阳能热水器和非承压是太阳能热水器。

承压式：无论哪种分体式热水器，都有一个致命缺点，必须用承压式水箱，制造承压水箱直接考验集热部分的密封性能；是所有分体式热水器的基本思路，成本极高，存在安全性问题，要求耐压7个大气；循环效果不是很理想。

太阳能热水器的结构平板型太阳能热水器主要是由平板集热器、水箱、水管、支架及配件等部分组成。

（一）平板集热器平板集热器是平板型太阳能热水器的核心，包括吸热器、盖板、保温层、外壳四大部分。

1、吸热器：也叫集热器或集热芯子，其作用是吸收太阳的辐射能量并向水传递热量。

1）吸热器的结构：吸热器由吸热板（也叫肋片）和水管组成（如图2-3所示），水管有排管和集管之分。

排管夹在肋片之间，用来传递热量使水温升高；集管与所有排管相接相通，并且通过水管与水箱连通，使排管中水进入水箱，水箱中的冷水进入排管被加热。

吸热器在结构上有管板槽式（图2-4a）和翼片式（图2-4b）等多种形式。

将排管夹在肋片之间的方法很多：较为简单粗糙的方法就是在排管长度方向，隔一定距离用铁丝捆扎或铆接，也有在排管和吸热板交接处，沿管子长度方向锡焊的，也有在结合缝隙中填充各种导热胶的；随着太阳能热水器工艺水平的不断提高，市太阳能研究所引进了加拿大八十年代末的一条生产线，将两片铝带与一根铜管（在两铝带中间）轧制在一起，再用高压气体吹胀，形成铜铝复合式吸热板芯，如图2-5所示，其特点是：I热效率高；II寿命长，水质清洁；III节约铜材，降低成本；IV有很好的耐压性能。

正因为这些特点，铜铝复合板芯已经形成潮流，是平板型太阳能集热器的先进代表。

2）吸热器的材料：国外基本上都用铜和不锈钢，国内已大量采用铜材、铝合金、钢材、镀锌板，沿海水质较差的地区，那么可用塑料或玻璃来替代。

3）吸热器表面上的涂层：因为金属表面的反射率高，吸收率低（一般只有20~40%的太阳辐射能被吸收），为了增强吸收效果，必须在金属表面上刷涂层。

涂层有选择性和非选择性两种，所谓选择性涂料（因为这种涂料价格便宜），是对太阳光的短波辐射具有高吸收率（a），而本身所处温度的长波发射率（qT）却很低的一种涂料，可用a/qT大于1来表示。

若a/qT=1，那么称之为中性吸收层，也称为非选择性涂料。

平板型太阳能热水器的吸热板都采用非选择性涂料（因为这种涂料价格便宜），即涂上薄而均匀的无光黑漆，它们具有高的吸收率（a=0.92~0.96），但发射率也较高（qT=0.50~0.94），热损失较大。

太阳能热水器的工作原理引言概述太阳能热水器是一种利用太阳能将水加热的设备，通过太阳能的热量来取代传统的燃气或者电力加热方式，具有环保、节能的特点。

本文将详细介绍太阳能热水器的工作原理。

一、太阳能热水器的基本组成1.1 集热器：用于吸收太阳能并将其转化为热能。

1.2 储水箱：用于储存加热后的热水。

1.3 控制系统：用于控制水温和水流，保证系统正常运行。

二、太阳能热水器的工作原理2.1 光伏效应：集热器中的太阳能电池板吸收太阳光，并将其转化为电能。

2.2 热传导：通过导热管将热能传导至储水箱中的水。

2.3 循环系统：控制系统会启动循环泵将热水循环至集热器，实现加热循环。

三、太阳能热水器的加热过程3.1 吸收太阳能：集热器吸收太阳能，并将其转化为热能。

3.2 传导热能：热能通过导热管传导至储水箱中的水。

3.3 储存热水：加热后的热水储存在储水箱中，供日常使用。

四、太阳能热水器的优势4.1 环保节能：利用太阳能作为能源，减少对传统能源的依赖，降低能源消耗。

4.2 维护成本低：太阳能热水器结构简单，维护成本低，使用寿命长。

4.3 适合范围广：适合于各类建造，特殊是在阳光充足的地区效果更佳。

五、太阳能热水器的发展前景5.1 技术不断创新：太阳能热水器技术不断创新，效率不断提升。

5.2 政策支持：政府对太阳能热水器的支持力度增加，促进其在市场上的普及。

5.3 市场需求增长：随着环保意识的提高，太阳能热水器市场需求逐渐增长。

结语太阳能热水器作为一种环保节能的热水加热设备，具有广阔的应用前景。

通过不断的技术创新和政策支持，太阳能热水器将在未来得到更广泛的应用，为人们的生活带来更多便利和环保效益。

分体式太阳能热水器的原理及结构有哪些特点
家用太阳能热水器定义为：家用太阳能热水器是利用集热器吸收太阳光，将光能转化成热能，并通过储水箱将热水储存的热水器，其储热水箱容积低于600kg。

太阳能热水器是靠汇聚太阳光的能量把冷水加热成热水的装置，现在市场上的太阳能热水器品牌不少，大小、形状各异，但使用的技术大都为采用真空集热管汇聚太阳光，把光能转化为热能加热冷水。

和燃气相比，太阳能热水器不见火，安全系数高。

太阳能热水器的循环原理是利用冷水比热水密度大，冷水下沉，热水上升，形成自然对流循环、使水箱中的水逐渐变热。

当太阳强度不足以满足循环需要的时候，可以在水循环闭路加一水泵，实现强制循环。

分体式太阳能热水器的原理及结构特点有：
①结构特点。

金属真空集热管+承压式保温水箱+自动循环工作站+热交换介质。

冷水直接进入承压式太阳能热水器的保温水箱，集热器吸收阳光转化成热能使热管内介质升温。

传感器测得集热器和保温水箱内的水温信号，分别传输到智能控制仪，通过微电脑系统处理，当温度差到达设定数值时，循环泵开始启动。

把集热器内的换热介质循环至保温水箱内置换热盘管，使保温水箱内的冷水经过盘管换热水温升高，完成一次循环。

循环往复进行使保温水箱内的冷水逐渐升温达到所需要水温。

②使用特点。

结构设计科学，热水有保障，程序一经设定无需专
人管理，热水承压出水。

③适用范围。

适用建筑一体化小区工程和高档别墅。

太阳能热水器的工作原理图解与结构图解太阳能热水器具有安装使用方便、节能效果明显的优点，可以吸收太阳能辐射能，并且把能量转换成热能，从而产生热水的一种设备。

在家庭用热水、商业用热水、工业制造用热水等方面都有广泛的应用，下面小编就为大家介绍一下太阳能热水器的工作原理与结构图解。

太阳能热水器工作原理太阳能热水器工作原理图1、吸热过程真空管式太阳能热水器：太阳辐射透过真空管的外管，然后被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水，此时水受热而温度逐渐升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。

随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。

平板式太阳能热水器：其中介质在集热板内因热虹吸自然循环，随后将太阳辐热量及时传送到水箱内，介质也可通过泵循环实现热量传递，因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。

2、循环管路直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是因为通过重力的作用而提供动力；然而平板式则通过自来水的压力提供动力。

不过这两种太阳能集中供热系统均采用泵循环。

由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。

太阳能热水器自然循环集热原理示意图3、系统工作1）温差控制集热循环集热器温测器和水温感应器置入在太阳能热水地暖系统中，能够很好地吸收太阳能辐射后，促使集热管温度上升，然后当集热器温度和水箱温度水温差到达△t设定值时，通过检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，然而水被加热后又再次回到水箱中，使水箱内的水达到设定的温度。

2）地暖管道循环系统这个系统是增加热水循环泵作为不同点，然后通过控制器更好得控制地暖管道循环为工作原理。

然后再通过当水温达到设定温度时，自动启动地暖循环泵，使高温水通过地暖盘管在室内循环，从而使室内温度不断提高。

如果水箱水温开始低于某一设定值时，应当将地暖管道循环泵进行自动停止为最好的方式。

平板型太阳能热水器类型按平板型集热器吸热板的结构不同，可分为管板式、翼管式、蛇管式、扁盒式、圆管式和热管式。

按水的循环方式不同，可分为：自然循环、强迫循环、定温放水三种。

按平板型集热器聚光方式不同，可分为：聚光型和非聚光型。

按平板型太阳能热水器使用市场不同：家用市场和工程市场两大类型。

编辑本段平板型太阳能热水器结构平板型太阳能热水器由透明盖板、隔热材料、吸热板、外壳等几部分组成。

1. 吸热板也称吸热芯板，是吸收太阳辐射能并向水传递热量的部件。

（1）技术要求是有一定的承压能力，与水的相容性好，热工性能优良，加工工艺简单，成本合理。

常用材料是铜、铝合金、不锈钢、镀锌板、沿海水质较差的地方，也有用塑料或玻璃钢等材料。

（2）选择性涂层：为增加吸热板的热性能，往往在金属表面喷刷涂层。

涂层分选择性涂层和非选择性涂层两种。

2. 盖板（1）盖板的作用吸热板上表面需有盖板，要求它能透过可见光而不透过远红外线，这就使得进去的能量大于散失的能量，从而提高吸热板的温升，通常称盖板的这种作用为温室效应。

(2)盖板的技术要求高全光透射比、冲击强度高、良好的耐侯性能、绝热性能好、加工性能好。

3. 保温层（1）作用保温层的作用是减少集热器向四周环境的散热，以提高集热器的热效率。

（2）要求保温层的要求是保温性能好，即材料的热导率小，要求不大于0.055W/(m*℃)，不易变形或挥发，不产生有毒气体、不吸收。

（3）材料保温层的材料有岩棉、矿棉、聚苯乙烯、聚氨酯发泡塑料等。

4. 外壳保温层外壳的作用是将吸热板、盖板、保温材料组成一个整体，因此它应有一定的刚度和强度，并便于安装。

其材料一般用钢板、铝型材、玻璃钢或塑料。

为了确保外壳的使用寿命，有些外壳表面需进行喷涂处理。

一般涂层要求薄而均匀，有较强的附着力和抗老化性能，耐湿热，不生锈。

此外，表面要美观、无扭曲、污垢和伤痕。

编辑本段捷森平板太阳能热水器的产品优势如下：1. 流线型设计：分体安装，流线型的设计造型更优美，使得平板太阳能热水器成为屋顶一道亮丽的风景线，避免了其他太阳能所造成的视觉污染，实现了建筑一体化。