蓄熱材料主要包括相變儲熱材料、顯熱儲熱材料等。利用相變材料的固-液或固-固相變潛熱來儲存熱能的潛熱蓄熱技術,因具有蓄熱密度大、儲熱過程近似等溫、過程易控制等優(yōu)點而成為目前實際發(fā)展?jié)摿?、應用多和重要的蓄熱方式。許多物質作為潛在的相變儲熱材料(PCM)已經被研究過,但只有部分物質實現了工業(yè)化生產,其中制冷與低溫范圍的技術與產品相對比較成熟,很多已實現商品化。
吸熱過程
真空管式熱水器的吸熱時,太陽輻射透過真空管的外管,被集熱鍍膜吸收后沿內管壁傳遞到管內的水。管內的水吸熱后溫度升高,比重減小而上升,形成一個向上的動力,構成一個熱虹吸系統(tǒng)。隨著熱水的不斷上移并儲存在儲水箱上部,同時溫度較低的水沿管的另一側不斷補充如此循環(huán)往復,終整箱水都升高至一定的溫度。
平板式熱水器,一般為分體式熱水器,介質則在集熱板內因熱虹吸自然循環(huán),將太陽輻射在集熱板的熱量及時傳送到水箱內,水箱內通過熱交換(夾套或盤管)將熱量傳送給冷水。介質也可通過泵循環(huán)實現熱量傳遞。
循環(huán)管路
家用太陽能熱水器通常按自然循環(huán)方式工作,沒有外在的動力。真空管式太陽能熱水器為直插式結構,熱水通過重力作用提供動力。平板式太陽能熱水器通過自來水的壓力(稱為頂水)提供動力。而太陽能集中供熱系統(tǒng)均采用泵循環(huán)。由于太陽能熱水器集熱面積不大,考慮到熱能損失,一般不采用管道循環(huán)。
使用過程
平板式太陽能熱水器為頂水方式工作,真空管太陽能熱水器也可實行頂水工作的方式,水箱內可以采用夾套或盤管方式。頂水工作的優(yōu)點是供水壓力為自來水壓力,比自然重力式壓力大,尤其是安裝高度不高時,其特點是使用過程中水溫先高后低,容易掌握,使用者容易適應,但是要求自來水保持供水能力。頂水工作方式的太陽能熱水器比重力式熱水器成本大,價格高。