平板型太阳能集热器资料课件.ppt

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1、第三章平板型太阳能集热器平板型太阳能集热器是太阳能低温热利用的基本部件，也一直是世界太阳能市场的主导产品。平板型集热器已广泛应用于生活用水加热、游泳池加热、工业用水加热、建筑物采暖与空调等诸多领域。用平板型太阳能集热器部件组成的热水器即平板太阳能热水器。平板型太阳能集热器主要由吸热板、透明盖板、隔热层和外壳等几部分组成吸热板是平板型集热器的主要部件，它吸收太阳的辐射能并将热量传给传热工质（水）。吸热板由排管、集管、传热平板组成，数根铜管平铺成排管，两端与集管焊接，在排管间焊有铜板，用来接收太阳辐射的热量，铜管与铜板有很好的导热性能。为了更好的吸收太阳辐射与减少反射

2、，在铜板与排管上覆盖有吸收太阳能的涂层，许多黑色涂层虽有较高的太阳吸收比但其发射率也很高，为减少热量向外辐射要用选择性吸收涂层，好的选择性吸收涂层太阳吸收比在0.95以上发射率在0.1以下。吸热板的制作与结构有多种，上述铜管与铜板焊接结构是最好的一种，因吸热铜板焊在铜管两侧像翼一样，故称之为翼管式结构；如果是整大块铜板焊在排管下面则称为管板式结构，太阳光照在吸热铜板上，热量传给排管，把排管加热，水从一侧的集管进入，在排管中流过时获得热量再从另一侧集管流出，图中每根集管两端都可以用，一般是单端接水另一端封死。当平板型太阳能集热器工作时，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在

3、吸热板上，被吸热板吸收并转换成热能，然后将热量传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有用能量输出。一、吸热板吸热板是平板型太阳能集热器内吸收太阳辐射能并向传热工质传递热量的部件，其基本上是平板形状。1.吸热板的结构形式在平板形状的吸热板上，通常都布置有排管和集管。排管是指吸热板纵向排列并构成流体通道的部件;集管是指吸热板上下两端横向连接若干根排管并构成流体通道的部件。吸热板的材料种类很多，有铜、铝合金、铜铝复合、不锈钢、镀锌钢、塑料、橡胶等。吸热板有如下主要结构形式。(1)管板式。管板式吸热板是将排管与平板以一定的结合方式连接构成吸热条带，然

4、后再与上下集管焊接成吸热板。这是目前国内外使用比较普遍的吸热板结构类型。(2)翼管式。翼管式吸热板是利用模子挤压拉伸工艺制成金属管两侧连有翼片的吸热条带，然后再与上下集管焊接成吸热板。吸热板材料一般采用铝合金。翼管式吸热板的优点：热效率高，管子和平板是一体，无结合热阻;耐压能力强，铝合金管可以承受较高的压力。缺点：水质不易保证，铝合金会被腐蚀;材料用量大，工艺要求管壁和翼片都有较大的厚度;动态特性差，吸热板有较大的热容量。(3)扁盒式。扁盒式吸热板是将两块金属板分别模压成型，然后再焊接成一体构成吸热板，吸热板材料可采用不锈钢、铝合金、镀锌钢等。通常，流体通道之间采

5、用点焊工艺，吸热板四周采用滚焊工艺。扁盒式吸热板的优点：热效率高，管子和平板是一体，无结合热阻;不需要焊接集管，流体通道和集管采用一次模压成型。缺点：焊接工艺难度大，容易出现焊接穿透或者焊接不牢的问题;耐压能力差，焊点不能承受较高的压力;动态特性差，流体通道的横截面大，吸热板有较大的热容量;有时水质不易保证，铝合金和镀锌钢都会被腐蚀。上层吸热板与下层板构成扁盒，被加热的水从扁盒内流过。因盒子面积较大，为加强盒子强度与承受水的压力，上层吸热板冲压了多条筋（焊接线）与下层板焊接。在扁盒两端有上集管与下集管与之密封连接，用于进水与出水。 由于盒很薄，整个盒都得到太阳辐射

6、，热量直接透过板壁传给水，效率较高，下图是扁盒式平板集热器的水流走向图。(4)蛇管式。蛇管式吸热板是将金属管弯曲成蛇形，然后再与平板焊接构成吸热板。这种结构类型在国外使用较多。吸热板材料一般采用铜，焊接工艺可采用高频焊接或超声焊接。蛇管式吸热板的优点：不需要另外焊接集管，减少泄漏的可能性;热效率高，无结合热阻;水质清洁，铜管不会被腐蚀;保证质量，整个生产过程实现机械化;耐压能力强，铜管可以承受较高的压力。缺点：流动阻力大，流体通道不是并联而是串联;焊接难度大，焊缝不是直线而是曲线。2.吸热板上的涂层为了使吸热板可以最大限度地吸收太阳辐射能并将其转换成热能，在吸热板

7、上应覆盖有深色的涂层，这称为太阳能吸收涂层。吸热板的涂层材料对吸收太阳辐射能量起非常重要的作用。因为太阳辐射的波长主要集中在0.3~2.5μm的范围内，而吸热板的热辐射则主要集中在2~20μm的波长范围内，要增强吸热板对太阳辐射的吸收能力，又要减小热损失，降低吸热板的热辐射，就需要采用选择性涂料。选择性涂料是对太阳短波辐射具有较高吸收率，而对长波热辐射发射率却较低的一种涂料，目前国内外的生产厂大多采用磁控溅射的方法制作选择性涂层，可达到吸收率0.93~0.95，发射率0.12~0.04，大大提高了产品热性能。太阳能吸收涂层可分为两大类：非选择性吸收涂层和选择性吸收

8、涂层。非选