太阳能热水器是利用太阳能集热器将太阳光转化为热能进行水加热。可以以不同的成本获得多种配置,以提供不同气候和纬度的解决方案。太阳能热水器广泛用于住宅和一些工业应用。

安装太阳能热水器是房主减少电费的一种常用方法。这些系统使用可再生能源来减少对电网的需求,同时提供大量的热水。

什么是太阳能热水器?

与传统热水器不同,太阳能热水器不使用来自电网的能量来加热水。取而代之的是,这些高效电器在屋顶上使用专用的太阳能收集器来吸收太阳能。收集的太阳能然后用于加热您家中的水。

过去,太阳能热水器非常受欢迎,因为它们可以减少电费,并允许您使用清洁能源加热水。太阳能集热器直接加热您的水,并且不向您的房屋提供任何其他太阳能。

最近,人们一直在选择与家用太阳能电池板系统结合的电热泵热水器。电动热泵利用电网能量来加热水,但是,与家用太阳能系统配对后,它们仍然可以依靠太阳能运行。

如果您无法安装完整的家用太阳能系统,或者如果您的房屋没有电网,那么独立的太阳能热水器将是一个不错的选择。

太阳能热水器如何工作?

太阳能热水系统可以产生足够的热水,以满足您日常的大部分家用热水需求。

有两种主要类型的家用和商用太阳能热水器:

  • 主动式太阳能热水器
  • 被动式太阳能热水器

这些工作方式各不相同,并且由不同的设备组成。

主动式太阳能热水器

有源太阳能热水器使用泵将热水从太阳能集热器或吸收器循环到您的家中。这些通常安装在气候较冷的地区,因为水会被储存在一个可以保存在室内以防止结冰的水箱中。

有两种不同类型的有源太阳能热水器:

  • 主动直接系统,其中的水在集热器中直接加热,然后被送到水龙头和莲蓬头。太阳能收集器通常是金属或玻璃管。
  • 主动间接系统,其中热交换流体(如丙二醇)在太阳能收集器内被加热,然后通过闭环系统中的热交换器将热量传递到供水系统。在传输流体循环系统时会发生一些热损失。

被动式太阳能热水器

被动式太阳能热水器不使用循环泵来输送热水。取而代之的是,它们依靠对流作为循环系统,在循环系统中,较热的水上升到地表,冷水下沉,以使水循环。

被动式太阳能水系统通常比主动式太阳能系统便宜,因为它们不需要专门的设备来抽水。

被动式太阳能热水器有两种主要类型:

  • 整体式集热器太阳能热水器是大型的黑色蓄水箱,内置在一个隔离的盒子中,盒子的顶部可以让阳光直射。阳光直接加热黑色水箱中的水,然后在您需要热水时流入您的管道系统。
  • 被动式热虹吸系统使用金属平板集热器加热屋顶上的少量水。打开热水阀时,批次收集器顶部的热水从屋顶向下流到水龙头。这些通常设计为包含40加仑的水。

许多无源系统都包括一个无罐加热器作为备用能源,它可以是天然气或电力。

储罐和太阳能收集器

大多数太阳能热水器都需要一个保温良好的储水箱。太阳能储罐有一个附加的出口和入口,分别与收集器连接。在双水箱系统中,太阳能热水器在水进入传统热水器之前会对其进行预热。在单罐系统中,后备加热器与太阳能储罐组合在一个储罐中。

三种类型的太阳能收集器用于住宅应用:

平板集热器

玻璃平板集热器是隔热的,防风雨的盒子,在一个或多个玻璃或塑料(聚合物)盖下包含一块深色的吸收板。未上釉的平板式集热器-通常用于太阳能池加热-具有深色的吸收器板,该吸收器板由金属或聚合物制成,没有盖子或外壳。

集成式收集器-存储系统

也称为ICS或批处理系统,它们在一个绝缘的玻璃盒子中具有一个或多个黑色的水箱或水管。冷水首先通过太阳能收集器,该太阳能收集器将水预热。然后,水继续流向传统的备用热水器,提供可靠的热水源。只能在严寒的气候下安装它们,因为室外管道在严酷的寒冷天气下可能会结冰。

真空管太阳能集热器

它们具有平行的透明玻璃管行。每个管包含一个玻璃外管和一个连接到散热片的金属吸收管。鳍片的涂层吸收太阳能,但抑制了辐射热损失。这些收集器在美国商业应用中使用更为频繁。

太阳能热水系统几乎总是需要备用系统来应对阴天和需求增加的时间。传统的储水式热水器通常提供备用,并且可能已经成为太阳能系统包装的一部分。备用系统也可以是太阳能收集器的一部分,例如带有热虹吸系统的屋顶水箱。由于整体式集热器存储系统除了收集太阳能外还已经存储了热水,因此可以将其与无罐式或按需式热水器包装在一起作为备用。

购买指南

在为您的房屋选择太阳能热水系统时,必须考虑几个因素。

系统容量

您选择的系统应满足您的需求。例如,如果您每天经常需要500加仑的水,请确保您选择的系统能够满足这些要求以及更多要求。

使用方便

选择系统时,请对其进行一次转换,以确保易于设置,使用和维护。这样做可以帮助您避免购买后出现问题。

耐用性

由于太阳能加热器安装在室外,因此它们必须耐用且由优质材料制成。因此,选择一种既可以让您物有所值的产品,又可以承受自然变化的产品。