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时间:2017-12-08
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1、几种太阳能吸热元件比较几种太阳能吸热元件比较太阳能集热元件种类太阳能集热元件种类目前应用于生活热水级的太阳能光热系统,目前应用于生活热水级的太阳能光热系统,主要有以下三种集热元件:主要有以下三种集热元件:¢平板集热器平板集热器¢玻璃玻璃--金属真空管热管式集热器金属真空管热管式集热器¢全玻璃真空管集热器全玻璃真空管集热器¢联集管式全玻璃真空管集热器¢U型管全玻璃真空管集热器¢热管式全玻璃真空管集热器在此将分别汇报以上三种集热管的优缺点。在此将分别汇报以上三种集热管的优缺点。平板集热器平板集热器¢优点优点:
2、:¢与建筑结合较好¢国内价格较低¢可靠性较高¢缺点缺点::¢热损系数较大,受环境温度影响大,工作温度较低,北方地区冬季效率很低,春秋两季也低于真空管效率。¢没有跟踪性能,早晚太阳斜射时得热很少。¢北方地区使用集热器本身也需要防冻。平板集热器平板集热器¢热损系数大原因:热损系数大原因:¢吸热板和玻璃盖板之间无法抽真空,当吸热板吸收太阳能温度上升后,平板和玻璃盖板之间的空气层形成对流,造成热损大大增加¢其热损系数可达真空管集热器的3~5倍因此,在北方地区很少使用平板集热器,2006年平板集热器仅占全国市场的1
3、2%,主要集中在广东、云南等中国南方地区。玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢结构特点:结构特点:真空玻璃管吸热体热管热管冷凝端玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢结构特点:结构特点:1、热管冷凝段2、金属连接件3、热管蒸发段4、玻璃管5、吸热板6、支架7、蒸散型吸气剂玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢结构特点:结构特点:¢玻璃罩管内抽成真空,吸热体和传热导管的蒸发段在真空内,以防止热损失。¢重力热导管将吸热体的热量传送到冷凝段的水或其他液体进行加热。¢玻璃和铜热管之间用不锈钢盖连接,
4、玻璃和不锈钢盖之间采用玻璃-金属封接进行密封玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢重力热管¢将密闭的管内抽成真空,充入适量工质,在热管的下端加热,工质吸收热量汽化为蒸汽,并上升到热管上端,再向外界放出热量,凝结为液体。冷凝液在重力的作用下,沿热管内壁流回到受热段,并再次受热汽化,如此循环往复,连续不断的将热量由一端传向另一端。¢由于是相变传热,因此热管内热阻很小,与银、铜、铝等金属相比,单位重量的热管可多传递几个数量级的热量,且结构简单,具有单向导热的特点¢由于热管内部抽成真空,工质极易沸腾与蒸发,热
5、管启动非常迅速。玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢优点:优点:¢玻璃管内没有水,即使管子破了,也不会有水流出。¢真空保温层使集热管热损系数非常小。¢可以承压使用。玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢缺点:¢由于是玻璃和金属封接在一起,当真空管温度升高后,由于金属和玻璃膨胀系数不同,反复温度变化后,会造成封接处漏真空,使真空管不能使用(目前仍有这种现象大量出现,当时看不出来,大概1~3年后可能发生)。该技术是从显像管的生产演变而来,但显像管采用的是钠钙玻璃,国外如ThermoMAX公司也大量生
6、产这种真空管,但他们使用的也是钠钙玻璃,其膨胀系数为9×106/℃,接近不锈钢10-19×106/℃,因此可靠性较好。而现在国内采用的是硼硅玻璃,热膨胀系数为3.3×106/℃,相差较大。采用的可阀等过渡材料还有耐温抗腐蚀等其他问题。玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢缺点:缺点:¢由于结构工艺复杂,除了生产过程中容易出现封接不好出现漏气等问题,高温排气过程中铜条带很容易被氧化,生产成品率较低,因此价格非常高。¢由于目前国内在条带上镀膜很多都采用阳极氧化法,该太阳能膜的选择性能较差,发射比较高,热损
7、较大。有些是进口国外条带,采用磁控溅射或电子束蒸发法制备,性能较好,但进口价格很贵。但目前也有厂家采用跟全玻璃一样的膜。但镀在铜上比镀在玻璃上要复杂一些。玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢缺点:缺点:¢只有太阳直射时得热量较高,当太阳斜射时,由于入射角较大,吸热体在垂直阳光方向的投影面积减小,得热量下降。因此实际得热量低于全玻璃真空管。玻璃管吸热体真空热管玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢缺点:缺点:¢由于制作热管的铜内含有磷,在长期使用过程,会因各种原因(包括本身表面和内部释放的气体)出
8、现不凝结气体(如氮、氧、氢、CO2等气体),如果热管清洗加工不好,不凝气体会产生很快。不凝气体会集中在热管顶端,造成顶端不热,导致传热效率下降。(在产品中曾大量出现该问题。和漏真空一样,都是当时发现不了,使用一段时间后才发生。)玻璃玻璃--金属真空集热管金属真空集热管¢由于寿命(可靠性)和性能价格比的问题,由于寿命(可靠性)和性能价格比的问题,目前市场上销量很少,目前市场上销量很少,20062006年市场上仅占年市场上仅占了了
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