使用太阳能热水器可以为家庭节省一大笔钱,并有助于减少当地和地区排放的空气污染。据美国能源部(Department of Energy)称,尽管它们在系统和安装上的初始成本都较高(与更换现有的电动或燃气热水器相比),但随着时间的推移,它们将节省50%至80%的水加热成本。
这取决于你购买的系统,以及你的家庭使用多少热水,这意味着他们可以在几年之内收回成本。如果你安装了一个,你还可以获得税收减免。
什么是太阳能热水器?
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太阳能热水器的工作原理是,利用太阳能直接加热水,然后在住宅中用于热水的需求,或者利用太阳能加热另一种液体,然后再用于加热水。它们可以是主动的或被动的,所有的系统都需要一个储罐。
太阳能热水器可以在寒冷的气候,阳光较少的地方,在各种条件下工作,虽然不如在阳光充足的地方有效。但是,即使你住的地方,你的太阳能热水器只在冬天预热一点水,在秋天和春天稍微预热一下,在夏天充分预热,你仍然可以省钱并减少排放。
在晚上和阴天,如果你没有足够的温水储存,你将需要一个额外的加热元件来提高水温。大多数在混合气候或季节性气候中使用太阳能热水器的人将其与按需热水器一起使用,以进一步提高水温。由于这些设备是在加热已经变热的水,所以它们比加热冷水的速度更快、效率更高。
通常,太阳能热水器被放置在朝南的屋顶上,这样它们就能获得最好质量的直射阳光。然而,它们也可以放在花园、草地或其他可以直接接受阳光的地方。
太阳能热水器的种类
主动太阳能热水器
主动太阳能热水器可以是直接或间接的。在直接系统中,水通过泵通过太阳能集热器(通常在屋顶上)循环,在那里被太阳加热,然后被送到一个绝缘良好的水箱储存。这些在很少结冰的气候中很有用。
间接主动太阳能热水器使用一种特殊的不结冰的热传导流体,由太阳加热,然后加热储存的水。这些在季节性结冰的地方很有用。
被动式太阳能热水器
被动系统比主动系统更简单、更便宜,但效率较低。有几种不同的类型,有些使用热冷水差来移动水,而不是泵。另一种是简单地利用从太阳获得的任何热能来预热水,然后使用传统的热水器将温度提高到所需的温度。
部分太阳能热水器
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每个太阳能热水器必须包括至少两个元素:一个收集太阳能的收集器和一个储罐。之后,系统的其他部分取决于所使用的太阳能热水器的类型。
太阳能收集器
任何太阳能水加热系统的主要组成部分是一个或多个收集器,以捕获太阳能和一个良好的绝缘储罐。当然,有几种类型的太阳能热水板。
平板集热器面板有一个玻璃或聚合物覆盖与一个深色板下面。当阳光照射在面板上时,它的热量被面板(以及水流经的深色管道)吸收并转移到水中。
整体存储系统是装满水的黑色水箱,被保存在一个绝缘良好的透明盒子里。这个系统通常用来预热水,然后通过一个额外的系统,如无缸热水器,将水完全加热到洗澡或做家务所需的温度。
第三种类型,真空集热器,包含透明管与金属内部,主要用于商业应用。
储罐
太阳能热水器储罐可以根据家庭的大小、太阳能收集器的数量和家庭所需的热水量而有所不同。通常,大多数系统都有一个大容量的水箱——80加仑(或更多)——这允许在阴天储存温水。有些系统包括两个储罐,一个用于立即使用,另一个仅用于储存。
太阳能热水器的优缺点
优点
- 大量的能源节约意味着大多数家庭有一个合适的太阳能热水器的设置或位置,将迅速节省他们的水电费账单。
- 房主不受家庭取暖用油或天然气价格上涨的影响。一旦安装了一个系统,它只需要维护(电力或燃气热水器也需要维护)。
- 与发电的太阳能电池板相比,它们的安装和维护相对简单。
缺点
- 在夏季,当你不太可能洗热水澡或泡热水澡的时候,太阳能加热器会产生大量的能量,而且长时间储存这些能量是不实际的。(相比之下,太阳能电池板可以发电,你可以在夏天卖回给电力公司,或用于空调)。
- 太阳能热系统相当简单,但它们有管道和泵(用于主动系统),这可能会故障并导致整个系统离线。
- 情况可能是这样的,随着效率的提高,它使用太阳能发电板更有意义在你的屋顶上,而不是用那个空间来加热热水。