感受太阳能的温暖

河北省石家庄市二中实验学校 李千润

居家必备的太阳能热水器，是利用集热器把太阳能转变为热能的技术装置。它可以把水从低温加热到高温，从而满足人们对热水的需求。那么，你又对太阳能热水器了解多少呢？

捕捉太阳光的“利器”

在太阳能的利用中，把太阳的辐射能转换为热能是一个重要的途径。但由于太阳能比较分散，因此只有将其集中起来才具有实用的价值。那么，如何才能把分散的太阳辐射能收集起来转换为热能呢？

现在，把分散的太阳辐射能收集起来进行利用的技术装置主要为集热器。但由于其用途不同、应用场合不同，在实际应用中又分为许多类型。如太阳灶、太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能熔炉、太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等当中都可以看到集热器的身影。

太阳能系统的“发动机”

太阳能热水器通常由集热器、储水箱、支架、控制器和其他配件组合而成。我们不妨以真空管太阳能热水器为例，来说明集热器的工作原理。

真空管看起来也没有什么特别的地方，在外形上就如同一个拉长的暖瓶胆一样。不过，真空管内的科技含量却并不低。在太阳能热水器的构成要件中，真空管是全玻璃真空管集热器的核心部件，是整个太阳能系统的“发动机”，其性能的优劣决定着整个系统的得热性能和寿命。

全玻璃真空管在结构上由外玻璃管、内玻璃管、选择性吸收涂层、弹簧支架、消气剂以及保护帽等组成。在内玻璃管和外玻璃管的夹层中被抽成了高真空。光线照射在集热器内层后被吸收，并且由于内外层之间的真空防止了热量的散失，从而使得热量主要用来将集热管内的水加热。

需要强调的是，选择性吸收涂层是真空管的核心技术，其作用是最大限度地吸收太阳辐射能。普通真空管的选择性吸收涂层采用的是单靶渐变膜，而“三高”（耐高温、抗高寒、高效吸收）真空管采用的是三靶干涉膜，包括红外反射层、吸收层和减反层。其中，吸收层为主功能层，主要功能是最大限度地吸收太阳的辐射能；红外反射层的作用是把吸收层的红外辐射反射回去，以减少涂层向外的热辐射；减反层是靠近最表面的一层薄膜，能提高涂层对太阳能辐射的吸收率。

装在弹簧卡上的吸气剂，蒸散之后能吸收真空运行时产生的气体，以保持管内的真空度。

水“自动循环”的秘密

在太阳光的照射下，由于光子撞击真空管的涂层而把太阳能转化成热能，玻璃管内的水可以从涂层外吸热，从而使水温升高。

由于冷水的比重比热水的比重大，因此热水就会自动上升，然后形成一个循环动力。由于热水始终位于真空管的上部，因此储水箱中就储存了大量的热水。只要我们打开洗浴间的水龙头，热水器内的热水就会依靠自然落差流出了。