太阳能热水器的原理-太阳能热水器原理
说到 heating the water with the sun,咱们先得搞清楚这玩意儿到底是个啥。别一上来就啃教科书,直接说大白话。
那玩意儿就是个大肚子铁皮桶,顶上一片大玻璃,下面还套个铜管子。
这光打过来,玻璃能挡,铜管传得开。核心嘛,就在那块受热玻璃上,温度能蹭蹭往上涨,热水就哗哗往外冒。 实际上原理就贼好办,也就是光的热量。忒阳晒,玻璃吸光,温度升,里面的水喝饱了。好办点说,就是把忒阳公公的能量,像倒水一样倒进桶子里。
不过,这可不是啥魔法,也不是哪位都能随意造出来的。要想把光变热,你得有“镜子”和“管子”配合。镜子上面涂了吸热材料,能让光能进去,并且不好办被阳光反射走(也就是不要老把光弹掉)。管子呢,得是铜做的,热得快传得快。玻璃是透明的,故此光能透进去;管子是金属的,光能传出去。
这两样东西搭配起来,热的效率就高了。 大量人问,光能转热能,效率到底咋算?实际上没那么玄乎。拿一台老式的忒阳能热水器算账,要是算上所有环节,从光打进来变成开水,整个链条的效率大约在 50% 左右。白天暴晒的时候,水温能蹭蹭往上涨,有时候能爬到 60 多度,关掉水龙头,连那种小水壶里的冷水都能咕嘟咕嘟冒泡,大约 60 度。
这时候要是拿个温度计测一下,会发现光越强,水温升得越快。
这就好比你把手伸进晒热的忒阳里,手周围的空气温度会变高,人摸上去也会认定烫,这就是热传导的效果。光越强,水温越高,这关系挺明显的。 不过,这光热能量能不能把水全体蒸发掉?这就看温度够不够高。
一般/平平的忒阳能热水器,水温升得高,但离沸腾还差得远。要想把水烧开,温度得赶紧涨上去,这时候就需求“压差”。
要是水箱里的水和外面的空气温差忒大,比如水箱冷得要命,外面的空气热乎乎,风一吹,冷风钻进来,那水就吸走了热量,反而变冷了。
故此,为了把水烧开,得把水箱的排气孔打开,让冷空气跑出去,要么把排气盖打开,制造个负压,让热水跑上来。
这时候,热空气跑出来,冷风钻进来,温差拉大了,热水升得更快,越烧越沸,一直烧到 100 度,水就开锅了。
这时候你要是赶紧关掉热水龙头,水反而会凉。 再讲讲那根铜管。
这管子不是死板的,它是弯弯曲曲地绕在玻璃下面,像个迷宫。
这迷宫的功能有两个,一是把忒阳晒到的玻璃热量,顺着管子传下去;二是把玻璃里的热量再甩回来,让玻璃更热,水温更高。管子要是软了,热量就传不开了。
故此,管子得是铜的,并且得固定好,不能晃悠。 还有个细节,那就是水箱。水箱得做成夹层式的,中间抽真空。出于真空隔热效果好,水一加热,热量就不好办散到外面去。
要是水箱没抽真空,热量散得快,水温就上不去。
故此,水箱的保温性能,直接拍板了能不能把水烧开。 最终吐槽一下,有时候这个忒阳能热水器用起来挺费事的。
不像电炉子,按个开关就出热水,忒阳能得你自己去开那个排气阀,还得盯着它烧,不然就烧不开。并且,冬天的时候,忒阳不出来了,水箱里的水可能还是冷冰冰的,你得等几个忒阳,要么换一桶新水,才能把它烧热。
这就好比冬天没暖气,光能也没法把室温热起来,得靠别的办法。 总的来说,忒阳能热水器就是个把光能抓过来,变成热能,再变成水压,最终变成热水的装置。它结构好办,材料便宜,主要是利用光热转换和热传导。要把它用得好,还得懂一点物理原理,比如如何制造热换,如何利用热压差。有了这些知识,别说你搞不成,连个简易版的都能搞出来。
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