太阳能热水器的工作原理：阳光穿过吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，传热将大大减小（辐射传热仍然存在，但没有了热传导和热对流），绝大部分热量只能传给玻璃管里面的水，使玻璃管内的水加热，加热的水变轻沿着玻璃管受热面往上进入保温储水桶，桶内温度相对较低的水沿着玻璃管背光面进入玻璃管补充，如此不断循环，使保温储水桶内的水不断加热，从而达到热水的目的。
太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。
我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源，除了局部地区（如四川、贵州等地）不适合太阳能利用外，我国大部分地区都适合利用太阳能。据估算，每年中国陆地接收的太阳能辐射总量相当于24000亿吨标准煤，年均辐射量约为5900兆焦耳/平方米。我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心。青藏高原平均海拔高度在4000m以上，大气层稀薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。
在太阳能热利用方面，大多数分散的集热器与蓄热器之间的距离相对较远,因此导热系统仍是不可或缺的。导热材料主要有导热流材料和导热流管道材料，另外蓄热材料在液相或气相状态下也可作为导热流材料。国际研究倾向于在蓄热和导热过程中采用相同的材料，以降低热交换系统的复杂程度，从而达到降低系统成本的目的。未来的重点是新型热传导媒质的研发如离子流体，以及新型热循环管道材料如金属化塑胶管等。
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