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全玻璃真空管直插式太阳热水器的工作(集热)原理

太阳能直插式全玻璃真空管太阳热水器,是把由真空集热管组成的集热单元和储热水箱连为一体,利用真空集热管所具有的高太阳吸收比和低发射比涂层,将吸收的太阳辐射转换成热能,加热真空集热管里的水:利用冷水比重大、热水比重小的特点,在真空集热管内形成冷水自上而下,热水自下而上的自然循环(也称为热虹吸循环),通过这种循环,使整个水箱内的水温逐渐升高。


太阳能热水器的节能效果

随着经济的发展和人民物质生活水平的提高,热水的供应和使用量已经成为小康生活的重要标准。而解决中国老百姓生活热水的唯一可行有效的途径是发展和使用节能效果显著、运行成本较低的太阳能热水器。
中国目前有13.5亿人口,约合4亿个家庭,假设家庭生活热水全部用电获取,每家安装一个1500W的100升电热水器, 每年耗电:6度/天×365天×4亿=8760亿度按每度电平均0.5元计算,折合人民币4380亿元。如果其中50%的家庭使用太阳能,每年可以节电4380亿度,合2190亿元人民币。每户家庭每年节电折合人民币1000元左右,三年左右既可以收回一台优质太阳能热水器的投资。

太阳能热水器得热量及温升的理论计算

太阳能热水器的集热效果,直观上看,体现为相同日照情况下热水器水温的升高情况。相同容积的产品,温升的高低取决于热水器总得热量。而总得热量的多少与单位面积得热量和总集热面积大小有关。
目前,国家有关标准规定:在17兆焦(MJ)太阳辐照情况下,太阳能热水器的单位面积(即每平米)得热量达到7.5兆焦为合格。
牛牌产品经国家检测中心测试,单位面积得热量为9.5兆焦以上。
以NP-110热水器为例,计算每日理论温升情况(为方便计算,净出水按100升计算):基本物理知识:焦耳—能量单位  卡—热量单位
1焦耳=0.24卡
1千卡(大卡)=1000卡
1兆焦=106焦耳(即100万焦耳)
1兆焦能量可以转换为240千卡热量
1克水温度升高1℃需要1卡热量
1千克(公斤)水温度升高1℃需要1千卡(1大卡)热量
NP-110热水器集热面积为1.4平米
经测试,每平米日有用得热量为9.5兆焦/平米
总得热量=1.4平米×9.5兆焦/平米=13兆焦=13兆焦×240千卡=3120千卡
结论:按目前NP-110产品配置情况,即47-1500真空管加密排列16支,在17兆焦太阳辐照(北京春天正常的天气状况)情况下,每天升温3120千卡/100千克=31.2℃。
如果将水箱内径改为315mm,长度加长,容积仍为100升,则可以排列24支真空管,这种产品在相同的情况下的温升计算如下:
热水器集热面积为2.1平米
经测试,每平米日有用得热量为9.5兆焦/平米
总得热量=2.1×9.5≈20兆焦=20×240=4800千卡
结论:每天升温48℃。

 
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