BTE Solar: Принцип и компоненты солнечной водонагревательной системы

Принцип и компоненты солнечной водонагревательной системы

Использование солнечной энергии:

Солнечный водонагреватель — это нагревательное устройство, преобразующее солнечную энергию в тепловую, нагревая воду от низких до высоких температур для удовлетворения потребностей в горячей воде для повседневной жизни и производства. Солнечные водонагреватели по типу конструкции подразделяются на трубчатые и плоские.

Принцип работы:

Солнечный свет проходит через первый слой стекла в теплопоглощающей трубке и попадает на черный теплопоглощающий слой второго слоя, который поглощает солнечную энергию. Поскольку вакуумная изоляция между двумя слоями стекла значительно снижает теплопередачу (лучистый теплообмен все еще происходит, но теплопроводность и конвекция исключаются), большая часть тепла передается воде внутри стеклянной трубки, нагревая ее. Нагретая вода становится легче и течет вверх по нагретой поверхности стеклянной трубки в изолированный резервуар для хранения воды. Относительно более холодная вода в баке течет вдоль освещенной поверхности стеклянной трубки, пополняя запас воды. Этот цикл продолжается, непрерывно нагревая воду в изолированном резервуаре для хранения воды, таким образом получая горячую воду.

Компоненты солнечной водонагревательной системы

1. Плоский солнечный коллектор

Это теплоаккумулирующий элемент системы. Его функция аналогична функции нагревательного элемента в электрическом водонагревателе. В отличие от электрических и газовых водонагревателей, солнечные коллекторы используют тепло солнечного излучения, поэтому время нагрева ограничено достижением определённого уровня солнечной радиации.

В настоящее время наиболее распространённым типом солнечных коллекторов на китайском рынке является полностью стеклянная вакуумная трубка. Она состоит из внешней и внутренней трубок, причём на внутреннюю трубку нанесено селективно поглощающее покрытие. В плоских солнечных коллекторах используется теплопоглощающая плёнка, например, чёрный хром, на коллекторной панели, а металлическая трубка приварена к панели. Плоские солнечные коллекторы немного дороже вакуумных трубок, но их стоимость в последние годы растёт, особенно для солнечных водонагревателей, устанавливаемых на балконах в высотных жилых зданиях. Полностью стеклянные вакуумные трубки, как правило, изготавливаются из высокопрочного боросиликатного стекла толщиной 3,3 метра, а селективно поглощающее покрытие наносится методом вакуумного напыления.

2. Изолированный резервуар для воды

Резервуар для хранения горячей воды. Горячая вода, собранная коллекторными трубками, должна храниться в изолированном резервуаре для воды для предотвращения потерь тепла. Изолированный резервуар для воды солнечного водонагревателя состоит из внутреннего резервуара, изоляционного слоя и корпуса резервуара. Внутренний слой резервуара для воды является важнейшим компонентом для хранения горячей воды, а его прочность и коррозионная стойкость имеют решающее значение. Доступные материалы включают нержавеющую сталь и эмаль. Качество изоляционного материала напрямую влияет на эффективность теплоизоляции, что особенно важно в холодную погоду. Интегральный пенополиуретан является предпочтительным методом изоляции. Внешняя оболочка обычно изготавливается из стали с полимерным покрытием, оцинкованной стали или нержавеющей стали. Изолированный резервуар для воды требует отличной изоляции, коррозионной стойкости и качества чистой воды.

3. Кронштейн

Этот кронштейн служит для крепления коллектора и изолированного резервуара для воды. Он должен быть прочным, устойчивым и устойчивым к ветру, снегу, старению и ржавчине. Обычно он изготавливается из нержавеющей стали, алюминиевого сплава или стали с пластиковым покрытием.

4. Соединительные трубы

Солнечный водонагреватель сначала забирает холодную воду в бак для горячей воды, откуда она затем передаёт тепло через коллектор в изолированный бак. Бак для горячей воды подключается к внутренним линиям холодной и горячей воды, образуя замкнутый контур для всей системы. Правильно спроектированные и правильно подключенные солнечные трубы имеют решающее значение для оптимальной работы солнечной системы. Солнечные трубы должны быть изолированы. В холодных северных регионах нагревательные кабели следует устанавливать на внешних стенках труб, чтобы пользователи могли пользоваться солнечной горячей водой даже в холодную зиму.

5. Компоненты управления

Циркуляция тепла с управлением по разнице температур: система солнечного водяного теплого пола включает в себя датчик температуры коллектора и датчик температуры воды. После того, как коллектор поглощает солнечное излучение, температура труб коллектора повышается. Когда разница температур между коллектором и баком превышает заданное значение, система обнаружения подаёт команду на включение циркуляционного насоса, который перекачивает холодную воду из центрального водонагревателя в коллектор. Нагретая вода затем возвращается в бак, доводя воду до заданной температуры.