环保太阳能热水器：真实来源简介

16.环保的太阳能热水器

太阳能热水器的诞生

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近代的事。

20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其他太阳能装置。

那么，太阳能热水器的系统是由什么组成的呢？

1.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白昼。

2.保温水箱：和电热水器的保温水箱一样，是储存热水的容器。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。

3.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通道，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。热水管道必须保温处理，而且必须有很高的质量，保证有20年以上的使用寿命。

环保作用：每平方米平板太阳能集热器平均每个正常日照日，可产生相当于2.5度电的热量，每年可节约标准煤200公斤左右，可以减少700多公斤二氧化碳的排放量。太阳能热水器的广泛运用，包括生活用热水，采暖，空调，在省钱的同时也极大地改善地球的污染状况。

工作原理

1.循环原理：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，达到满意的水温为止。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。(www.xing528.com)

2.集热器吸热原理：太阳能热水器的集热器表面，有一特殊的涂层，此涂层对太阳能可见光范围具有很大的吸收率，吸收为热以后，集热器的散热热辐射波长在长波范围，该涂层对长波的发射率很低，这样就有效的“滞留”了太阳能的热量。

水循环的具体过程是：水在集热器的表面受热膨胀，密度变小，而循环回路中的“冷水”密度较大，热水上升至保温水箱，冷水下降进入集热器受热，如此循环。

早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外还有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环的方式太阳能热水系统可分两种：

1.自然循环式：此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳辐射的加热，温度上升，造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差，因此引起浮力，促使水在除水箱及收集器中自然流动。由于密度差的关系，水流量与收集器的太阳能吸收量成正比。这种型式因为不需循环水，维护简单，所以被人们广泛采用。

2.强制循环式：热水系统的用水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时，控制装置将启动自动阀门将水向高温流动。入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流，引起热损失。在大型热水系统或需要较高水温的情形，选择强制循环式，一般大多用自然循环式热水器。

知识链接

法国奥德约太阳能发电站是世界上第一个实现太阳能发电的太阳能电站。虽然当时发电功率才64千瓦，但它为后来的太阳能电站的研究与设计奠定了基础。

20上世纪60年代，科学家们就已经将太阳能电池应用于空间技术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于太阳能发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、太阳能水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇路标、高速公路路标等。欧美等先进国家还将太阳能发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。

太阳灶就是把太阳能收集起来，用于做饭、烧水的一种器具。太阳灶的灶体表面形状为旋转抛物面凹面，上面粘贴反光材料。旋转抛物面是由抛物线绕它的对称轴旋转180度而形成的。众所周知，抛物线具有这样的性质：当平行光线沿着主光轴（抛物线对称轴）方向入射到它的表面时，反射光线都通过它的焦点。旋转抛物面具有同样的性质。由于太阳光基本上属于平行光线，所以当太阳灶的（旋转抛物面的）主光轴指向太阳的时候，平行的太阳光线入射到旋转抛物面表面，经过反光材料的反射，这些反射光线都从它的焦点处通过，在这里形成太阳光线的高密集区。抛物面的焦点就在它的主光轴上。这样，当我们把炊具放到抛物面焦点附近时，就可以烧水做饭了。