有分析人士認為:在太陽能熱水應用領域,我們很難離開水箱,當前的太陽能熱水系統,絕大多數是以水箱做為太陽能熱的主要貯存地,沒有水箱無法貯存熱量,就構不成太陽能熱水器,但笨重的“水箱”給太陽能安裝帶來相當多的麻煩,尤其在小戶型或者單身公寓裝修設計中使用頗為不便。
因水箱無法在立面墻上安裝,故整體式太陽能熱水器只能安裝于陽光房或者其他建材的屋頂,應用范圍受到限制;而安裝在屋頂的水箱對建筑是一個潛在的隱患,尤其在臺風到來時尤為突出,所以不同的水箱面積占據的空間都是不同的,水箱具有較大的迎風面,容易造成屋面的損毀;安裝于室外的水箱冬季散熱較大,熱效率較低,而電伴熱太陽能熱水器在冬季的耗電量甚至超過電熱水器。無水箱太陽能熱水器,包括熱水器和支架,熱水器包括熱水出水管、集管保溫箱、冷水進水管、保溫輔料和真空管、換熱器和相變蓄熱材料,集管保溫箱內有保溫材料、熱水出水管和冷水進水管;換熱器為U型管,其進水口與冷水進水管連接,出水口與熱水出水管連接;整個熱水器由支架支撐,真空管管尾套在支架上的支撐套內;真空管空腔內可以再填裝有彈性元件。新型的無水箱太陽能熱水器不同的使用場合采用相應的相變蓄熱材料得到合適的熱水溫度,可廣泛應用于日常的生產生活中。
分體式太陽能熱水器的水箱雖然可以放入室內,但因集熱器只能放在室外,集熱器收集的熱量需要向水箱內轉移,如果靠自然循環的方式,要求水箱只能處于高處位置,系統的應用受到很大的限制;另一種是依靠強制循環的方式,但采取這種方式容易造成系統復雜、成本高、故障率高等問題。
再者,水箱是熱水器主要成本之一,水箱優劣直接決定太陽能熱水系統的壽命,搪瓷水箱容易爆瓷、不銹鋼水箱容易被腐蝕、銅水箱太貴。而在城市房價上漲的今天,水箱的成本也是一種不必要的負擔,只有足夠蓄水功能的水箱才能保證淋浴房和廚房用水的需求。
科研人員表示:水箱替代的相關實驗
太陽能行業研究人員一直都沒有放棄試圖去掉水箱的嘗試試,不少企業做了大口徑的真空集熱管,試圖在真空管內多裝一些水,增加真空管內的熱容,相當于把水箱內的水均分至大口徑的真空管內。但這種嘗試比較難以成功,這種真空管太粗,熱效率相對較低,且由于水的沸點較低,一旦缺水后,存在較大的過熱問題,大口徑真空管聯箱的散熱也是一個很大的問題。利用高性能的蓄熱材料,把高性能的蓄熱材料用一種有效的方式裝入太陽能真空集熱管里,把太陽能真空集熱管變成太陽能真空集熱蓄熱管。
利用真空管內容積做為熱量的貯存場所,把真空管的單一集熱功能向集熱蓄熱轉變,從而為去掉水箱提供了可能與方向。把高性能的蓄熱材料置入真空管內,將熱可靠的貯存在真空管內,可以去掉水箱并省去保溫的思考;“在位貯熱”可以省去強制循環裝置,太陽能熱水系統將會變的簡單,整個太陽能熱水器的系統并不簡單,運轉是一環扣著一環。不過隨著系統的簡化使的太陽能的裝置將不再受到空間的限制;
同時,增大的太陽能真空管的熱容,還有望解決真空管的“過熱”問題。水箱問題的解決將會給太陽能行業帶來一次新的革命。“無水箱”太陽能熱水器結構簡單,只需在墻地面設計處安裝一片集熱器即可,能夠與建筑一體化設計,后期不用維護,與現行的電熱水器、燃氣熱水器相比,不僅節約能源和售后服務支出,還節省高昂的城市空間成本,讓熱水大鍋爐時代一去不復返,結合新一代相變儲能(PCM)材料的應用,太陽能熱水器徹底丟掉了笨重的水箱。沒有了水箱的太陽能,安裝將會不再受到空間的限制;而沒有了水箱占地問題的制約,太陽能系統也將會大大簡化。
未來無水箱太陽能熱水器的特點:
1、無水箱設計不占空間,可安裝在陽臺、陽光房、墻內或者飄窗裝修設計等地方
2、陽光照射直接悶曬集熱,熱效率高于普通的分體壁掛式的50%以上
3、承壓運行,出水溫度均勻、強勁,滿足按摩式洗浴
4、串管式(不銹鋼內管)設計,不混水
5、防凍設計,不凍管,自動測溫
6、安裝靈活簡便,保證冬季熱水使用,避免夏季溫度過高。
總之“在位貯能”使真空管太陽能的熱使用率大幅度提升,并且不用擔心過熱問題。大幅提升熱效率的真空管太陽能,如果再加配特殊設計的“緩沖、熱水水箱”,這將能夠完美解決熱水循環與熱水供應的水分離與結合。其實太陽能熱水器是一種智能舒適系統設計的主要組成部分,只有在各個環節使用更加的人性化了,那么,太陽能熱水器將會迎來一個“美好的時代”。