根據(jù)集熱介質(zhì)的不同,太陽能輔助熱泵一般可分為直膨式和非直膨式兩大類。直膨式系統(tǒng)系統(tǒng)中,制冷劑作為太陽能集熱介質(zhì)直接在太陽能集熱/蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā),然后通過熱泵循環(huán)將冷凝熱釋放給被加熱物體。直膨式系統(tǒng)系統(tǒng)中,這種系統(tǒng)極具小型化和商品化發(fā)展?jié)摿?,但是由于太陽能輻射條件受地理緯度、季節(jié)轉(zhuǎn)換、晝夜更替及各種復雜氣象因素的影響而隨時處于變化中,而工況的不穩(wěn)定必將導致系統(tǒng)性能的波動。
太陽能熱水器的原理主要包括了以下2個原理:
(1)水循環(huán)原理,就是水會自動流動,這是利用冷水比熱水密度大,冷水下沉,熱水上升,形成自然對流循環(huán)、使水箱中的水逐漸變熱,達到設(shè)定的水溫為止。當太陽強度不足以滿足循環(huán)需要的時候,可以在水循環(huán)閉路加一水泵,實現(xiàn)強制循環(huán)。
(2)集熱器吸熱原理:太陽能熱水器的集熱器表面,有一特殊的涂層,此涂層對太陽能可見光范圍具有很大的吸收率,吸收為熱以后,集熱器的散熱熱輻射波長在長波范圍,該涂層對長波的發(fā)射率很低,這樣就有效的保留了太陽能的熱量。再通過這種熱量將冷水逐漸加熱為熱水。
自然循環(huán)系統(tǒng)是利用傳熱工質(zhì)內(nèi)部的溫度梯度產(chǎn)生的密度差所形成的自然對流進行循環(huán)的熱水。其結(jié)構(gòu)簡單不需要附加壓力。但為保證熱虹吸壓頭,儲水箱應置于集熱器上方。 這是一種比較常見,普遍采用的一種太陽能熱水系統(tǒng)。其優(yōu)點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,運行安全可靠,不需要輔助能源,管理方便。其缺點是貯熱水箱必須置于集熱器的上方才可進行熱量交換。大型太陽能熱水系統(tǒng)不適宜采用這種自然循環(huán)方式。大型系統(tǒng)中要將儲熱水箱置于集熱器上方,在建筑布置和荷重設(shè)計上都會帶來很多問題。