真空管式太阳能热水器的工作原理是什么？

真空管式太阳能热水器主要有储水箱、集热管（真空管）、支架三部份组成。储水箱的外观为一个留有多个插孔的圆柱形物体，箱体由内外两层金属材料中间夹带体温层组成，它的作用为储水用；真空管象一个被拉长的热水壶内胆，由一大一小两支玻璃管套合而成，外层为透明，内层为涂有光普选择性的吸收涂层，内外管之间抽成直空，它是太阳能热水器的核心，用于最大限度地吸收太阳光辐射后的热能；支架支撑着整台太阳能热水器，用于固定储水箱和真空管。
太阳能是由于太阳发生热核聚变反应产生的强烈光辐射，其实质是电磁波。太阳能热水器的工作原理是根据太阳辐射能量按照波长分布情况，采用选择性吸收涂层，集中吸收可见光和近红外的太阳辐射能。水在集热器中接受太阳辐射加热，温度上升。在集热器和水箱中，因为水温不同而产生密度差，形成自然对流，温度相对较高的水不断进入太阳能保温水箱。
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很简单啊，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是又很多玻璃吸热管组成的集热器，玻璃管是双层真空的，与保温瓶的玻璃内胆结构基本相同，只是在内层玻璃的外表面涂了一层黑色的吸热层；另一部分是保温储水桶，下部与玻璃吸热管相通。其工作原理是：阳光穿过吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，热量不能向外传，只能传给玻璃管里面的水，使玻璃管内的水加热，加热的水变轻沿着玻璃管受热面往上进入保温储水桶，桶内温度相对较低的水沿着玻璃管背光面进入玻璃管补充，如此不断循环，使保温储水桶内的水不断加热，从而达到热水的目的。

1、设计：由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。
2、构造：由集热器、保温水箱、支架、连接管道、控制部件等部件。
3、工作原理：阳光穿过吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，传热将大大减小（辐射传热仍然存在，但没有了热传导和热对流），绝大部分热量只能传给玻璃管里面的水，使玻璃管内的水加热。加热的水便轻沿着玻璃管受热面往上进入保温储水桶，桶内温度相对较低的水沿着玻璃管背光面进入玻璃管补充，如此不断循环，使保温储水桶内的水不断加热，从而达到热水的目的。

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、生产中的热水使用。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主，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。　　吸热过程　　真空管式热水器的吸热时，太阳辐射透过真空管的外管，被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水。管内的水吸热后温度升高，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。　　平板式热水器，一般为分体式热水器，介质则在集热板内因热虹吸自然循环，将太阳辐射在集热板的热量及时传送到水箱内，水箱内通过热交换（夹套或盘管）将热量传送给冷水。介质也可通过泵循环实现热量传递。　　循环管路　　家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力。真空管式太阳能热水器为直插式结构，热水通过重力作用提供动力。平板式太阳能热水器通过自来水的压力（称为顶水）提供动力。而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。　　使用过程　　平板式太阳能热水器为顶水方式工作，真空管太阳能热水器也可实行顶水工作的方式，水箱内可以采用夹套或盘管方式。顶水工作的优点是供水压力为自来水压力，比自然重力式压力大，尤其是安装高度不高时，其特点是使用过程中水温先高后低，容易掌握，使用者容易适应，但是要求自来水保持供水能力。顶水工作方式的太阳能热水器比重力式热水器成本大，价格高。

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、生产中的热水使用。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主，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。
吸热过程
真空管式热水器的吸热时，太阳辐射透过真空管的外管，被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水。管内的水吸热后温度升高，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。
平板式热水器，一般为分体式热水器，介质则在集热板内因热虹吸自然循环，将太阳辐射在集热板的热量及时传送到水箱内，水箱内通过热交换（夹套或盘管）将热量传送给冷水。介质也可通过泵循环实现热量传递。
循环管路
家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力。真空管式太阳能热水器为直插式结构，热水通过重力作用提供动力。平板式太阳能热水器通过自来水的压力（称为顶水）提供动力。而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。
使用过程
平板式太阳能热水器为顶水方式工作，真空管太阳能热水器也可实行顶水工作的方式，水箱内可以采用夹套或盘管方式。顶水工作的优点是供水压力为自来水压力，比自然重力式压力大，尤其是安装高度不高时，其特点是使用过程中水温先高后低，容易掌握，使用者容易适应，但是要求自来水保持供水能力。顶水工作方式的太阳能热水器比重力式热水器成本大，价格高。

一、 吸热过程 　　太阳辐射透过玻璃盖板，被集热板吸收后沿肋片和管壁传递到吸热管内的水。吸热管内的水吸热后温度升高，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，同时通过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度 。 现有的平板式集热器，基本上都采用结合良好的多管组合方式，如滚压或压延方法等，其中走水管子与吸热板之间的热阻几乎可以忽略。影响平板式集热器板芯性能的主要因素，一是结构设计，二是表面吸收涂层。设计良好的集热器的板芯肋片效率应该在93%以上。集热器的板芯肋片效率与板芯结构、表面处理以及集热器整体结构有关。集热器整体结构的影响可以用总传热系数来描述，其影响程度与自身的几何尺寸（肋片厚度、材质）是一样。也就是说，在同等效率的情况下，集热器热损小时板芯可以薄一些。选择性吸收表面可以提高集热效率，但是市面上这类产品为了提高经济效益，往往肋片较薄。用于热水器场合时，这类产品的实际集热效果与选择性差一些（甚至没有选择性）但肋片厚一些的集热器不会有太大的区别。 　　二、 循环管路 　　家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力，设计良好的系统只要有5~6℃以上的温差就可以循环很好。水循环管路管径及管路分布的合理性直接影响到集热器的热交换效率。 多数情况下，自然循环家用热水器系统管路中的流态都可以视为层流。 集热器内管路系统的阻力主要来自沿程阻力，局部阻力的影响要小得多，其中支管的沿程阻力又比主管要大得多。当水温升高后，由于运动粘度减小，沿程阻力变小，局部阻力的影响变大。在一定范围内，当主管管径不变时，加大支管管径，不仅沿程阻力迅速减小，而且局部阻力也将跟着减小。一般地，支管的水力半径应在10mm以上。当主管管径达到一定值以后，增加主管管径对减小系统阻力意义不大。　　三、 顶水式使用过程 　　家用太阳能热水器的用水方式分为落水式和顶水式。落水使用方式不受自来水供水影响，其缺点是使用过程中水温先低后高，掌握不好的话容易造成突然缺水的尴尬。顶水方式则是水温先高后低，容易掌握，使用者容易适应，但是要求自来水保持供水能力。在自来水有保证的情况下，推荐使用顶水方式。 家用太阳能热水器设计成顶水方式时，必须对水箱内部结构进行合理的设计，以保证出水均匀，避免形成水路“短路”或死角。使用管路最好设计成可以转换成落水式的连接方式，在自来水压力不足或停水时应急用。

一、原理：1.壁挂式太阳能热水器是通过平板集热器的翅片集热的，就是通过它将太阳的辐射装换成了热能，这样使得水箱中的水温不断的增高。
2.壁挂式太阳能热水器利用了热液密度小、冷液密度大的特点，然后通过壁挂式太阳能热水器的循环水管路线，在集热器和水箱之间形成一个冷热循环的自然循环使得水箱里面的温度升高，达到水加热的目的。热水系统是平板集热器里面的翅片将吸收的太阳辐射转换成热能，使得集热器换热管内中的工质的温度不断升高，利用热液密度小，冷液密度大的特点，通过循环管路，在集热器与水箱之间形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环。通过这种循环，使水箱内的水逐渐升温。由于平板集热器内的工质为抗低温液体，能保持在零下40度不冻。所以即使高寒地区，一年四季也可正常运行。二、构造此种太阳能热水器，其结构部件主要由6部分组成，分别为：1、太阳能集热器。其主要完成太阳能由光能到热能的接收和转换。应用在阳台壁挂上的太阳能集热器形式主要有平板型、U型真空管型和热管真空管型三种。平板型太阳能集热器在欧美地区得到广泛使用，我国由于全玻璃真空管的大规模发展，所以平板集热器在我国的占有比例较低。但它具有热效率高、承压性好、不存在过热隐患等优点，是一种非常理想的与建筑结合的太阳能集热器。U型真空管型太阳集热器是在全玻璃真空管中插入弯成U型的金属管，在U型管和玻璃真空管之间有与两者紧密接触的金属翅片，作为二者之间的传热体。这种真空集热管有两种形式，一种是选择性吸收涂层在玻璃管上，真空集热管吸热后通过翅片把热量传递给U型管中的介质，另一种是选择性吸收涂层在U型管的金属翅片上，U型管直接吸热传给介质。热管真空管型太阳能集热器的热管元件安装在全玻璃真空管内，热管上有紧密接触的金属翅片，直接由翅片吸热，然后传递给热管中的流体介质，继而加热联集管中的水。热管真空管型太阳集热器是一种非常有前途的集热器，也非常适合与建筑进行结合设计。2、贮热水箱。用于贮存由集热器转换而来的热量，供用户使用。水箱密闭承压，带温度表、压力安全阀，有的还配备电辅助加热器。目前市场上贮热水箱结构按换热方式的不同，主要分为三种：一是双层内胆结构。在原热水器内胆外增加一个封闭夹层空间，该空间用于贮存换热介质，通过介质把太阳能集热器吸收的热能传递到内胆里的水中，从而把内胆里的水加热。该结构的优点是换热速度快，换热介质在双层内胆的夹层里，能够把太阳能集热器吸收的热量快速地传递给内胆里的水。缺点是：焊缝较多，易出现焊接缺陷，同时由于夹层的间隙较小(一般在10mm左右)，夹层内壁上无法进行防腐处理，夹层结构抗腐蚀性较差，影响使用寿命。二是内置盘管结构。该结构是在原热水器内胆里增加换热盘管。换热介质在盘管内流动，通过盘管把热量传递给内胆里的水。此种换热结构的水箱在市场上占有率较高。该结构的优点是盘管用铜管弯曲成形，防腐性能可靠，使用寿命长。缺点是：铜管的价格较贵，成本较高；由于盘管与内胆里的水接触面积一般会小于双层内胆结构的换热接触面积，因此换热速度比双层结构的换热方式慢。三是内置小内胆结构。该结构是在原热水器内胆内再增加一个小内胆，用于换热。该结构的优点是采用这种结构可对大内胆和小内胆都做搪瓷防腐处理，解决双层内胆夹层内不能做防腐处理的缺点，延长了使用寿命，同时又比铜盘管结构节约成本。缺点是：一般是在小内胆和大内胆焊接成形后，再进行搪瓷，但这很难保证大内胆内壁和小内胆外壁上的搪瓷层厚度均匀；而如果先搪瓷小内胆，再把搪瓷后的小内胆焊接在大内胆上，最后搪瓷大内胆内壁，但是这个工艺不仅会造成小内胆二次搪烧，而且小内胆与大内胆焊接处的搪瓷质量也难以保证。
3、控制器。控制器是整个系统的大脑，通过各个位置传感器的电信号来控制整个系统的运行，目前有两种形式，一种是直接安装在水箱上的控制器，另一种为了用户的使用方便，安装在便于操作的卫生间或其他客户要求的位置。控制方式有多种，可通过温差控制、最高温控制、定时加热控制等方式来调节水箱水温。
4、泵站。泵站内设置循环泵、流量指示调节器、单向阀、泄压阀和压力表等[2]。循环泵一般采用屏蔽式热水循环泵。流量指示调节器指示系统循环时的流量值，并根据流量的大小调节循环泵的转速。单向阀能在泵停止运转后防止倒流。泄压阀能保证系统的安全，当系统内的压力超过所能承受的最大值时开阀泄压。压力表显示系统中的压力值。泵站和控制器可以组合成一体化的太阳能工作站。
5、膨胀罐。整个系统是闭式液体循环系统，运行压力一般设在0.6～0.8MPa。介质被加热时会出现体积和压力的膨胀，为了平衡容量和压力，系统中需要使用膨胀罐。膨胀罐是一个由隔膜将气体(一般是氮气)与系统分成两部分的密闭式容器，它可以吸收和容纳因受热而体积膨胀的液体，平衡系统的容积和压力。系统冷却时，预充氮气的压力将隔膜推到底部；系统升温时，压力增大，系统液体压力高于预充氮气的压力，加热膨胀的介质流入膨胀罐。
6、连接管路。集热器与贮热水箱，还有其他部件之间的连接一般采用铜管或者PP-R管，外面包裹保温材料减小热损。

阳台壁挂式太阳能热水器是由集热器、承压储热水箱、辅助加热系统、智能控制系统等组合而成，太阳能集热器安装在室外，储水箱安装在室内或阁楼，采用二级热管热传递技术，实现集热器和水箱的热量交换，在阴雨天时自动启动电能加热，满足用户全天候定量或恒温用水需求。阳台集热器为U形管集热器，也就是在真空管里有U型铜管，铜管里有介质，太阳辐照集热器使铜管里的介质温度升高，由水泵强制循环把热介质循环到水箱内通过盘管换热从而使水箱内的水温度升高。热水系统是平板集热器里面的翅片将吸收的太阳辐射转换成热能，使得集热器换热管内中的工质的温度不断升高，利用热液密度小，冷液密度大的特点，通过循环管路，在集热器与水箱之间形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环。通过这种循环，使水箱内的水逐渐升温。由于平板集热器内的工质为抗低温液体，能保持在零下40度不冻。所以即使高寒地区，一年四季也可正常运行。

1、系统运行原理：    四季沐歌激光阳台壁挂式太阳能是分离式的承压用水系统，平板集热器通过选择性吸收涂层吸收太阳辐射，加热平板流道内的导热介质。通过热虹吸原理，将平板内防冻液的热量传输到水箱夹套层内，再通过夹套换热的方式，提升水箱内水的温度。
2、构造系统原理图3、产品安装图

原理：热水系统是平板集热器里面的翅片将吸收的太阳辐射转换成热能，使得集热器换热管内中的工质的温度不断升高，利用热液密度小，冷液密度大的特点，通过循环管路，在集热器与水箱之间形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环。通过这种循环，使水箱内的水逐渐升温。由于平板集热器内的工质为抗低温液体，能保持在零下40度不冻。所以即使高寒地区，一年四季也可正常运行。
结构：
阳台壁挂太阳热水器集热器挂在阳台上，首先要考虑安全，真空集热管里不能走水，不能让系统有炸管跑水的隐患。水箱是一个承压容器，要考虑非正常使用中发生的种种意外，首先是内胆焊接质量必须过硬，试压工段不能马虎，搪瓷工艺必须严格，水箱必须配备质量可靠的泄压阀，水箱配备的电加热部分要做到智能控制，水电分离，确保用户人身安全。如果集热器部分是通过热管导热，那热管的生产工艺就更加严格了。

太阳能热水器的原理，筒单说，就是隔着双层玻璃管之间的真空把水晒热。
大家知道，在冬天不可能把一盆冷水晒到烫手的程度，这是因为盆里的水晒得稍有热，就立刻会散发到寒冷的环境中，所以总也晒不热。要想把水晒得足够热，就必须设法阻止晒热的水向外散热。于是有人设计出一种双层玻璃管，双层玻璃管之间的空隙抽成真空形成真空管，这样阳光可以透过真空晒热真空管内的水，而真空管内晒热的水却无法透过真空向外散热。真空管内不断地吸收太阳能加热而无处散热，其温度必然会不断上升。
真空管里的水被晒热后会因热胀而减轻比重，继而上浮到真空管顶端的水箱中；原水箱中相对较凉的水，会因为比重较大而下沉到真空管。如此不断的热水上升冷水下沉，最终把太阳能水箱里的自来水全部加热。
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，双层玻璃管之间的空隙抽成真空形成真空管，这样阳光可以透过真空晒热真空管内的水，而真空管内晒热的水却无法透过真空向外散热。真空管内不断地吸收太阳能加热而无处散热，其温度必然会不断上升。
真空管里的水被晒热后会因热胀而减轻比重，继而上浮到真空管顶端的水箱中；原水箱中相对较凉的水，会因为比重较大而下沉到真空管。如此不断的热水上升冷水下沉，最终把太阳能水箱里的自来水全部加热。

我来说两句：
首先纠正一下太阳能热水器是光热转换原理，水也不可能超过100度的，70-90自来水容易结垢！
目前我过的全玻璃真空管主要是利用管壁膜层将吸收的太阳能辐射转换成热能；在水箱里，利用冷水比重大、热水比重小的特点，在真空管里形成冷热循环，把水箱水不断升温！
一种是太阳直接照射在黑色外壳体上，通过光产生热！现在的太阳能一般都采用第一种！因为比较简便而且实用！
太阳能热水器的原理是收通过真空管收太阳收集太阳光发出的热量,把水加热.
真空管是黑的,有利于吸收太阳光的辐射热.由于真空管是两层且真空的,又使得热量不易散发到外面.
简单的说,就是吸热和保温.
太阳能是辐射能量，真空管是内表面涂有吸收辐射的涂层，管中有传热效果良好的金属（铜）通过热传导传至水箱，在水箱中有换热器（相当于“小型暖气片”），通过换热加温凉水水通过对流在进行热交换.....如此循环这一箱水就热了。