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太阳能集热系统设计介绍

时间:2019-05-28

铂金城账号注册太阳能集热系统的设计包括:太阳能集热器产品选型,太阳能集热器产品的效率计算、太阳能集热器面积的计算、太阳能集热器(及基础)平面布置设计等。


一、太阳能主要集热器产品介绍


铂金城账号注册现在,我国太阳热水系统中主要使用平板型太阳能集热器,全玻璃真空管太阳能集热器、热管真空管太阳能集热器三种类型。


1.平板太阳能集热器。


(1)结构及性能参数。


平板集热器主要由板芯、边框、玻璃盖板和背板等组成,各部分的材质及性能如图1和表1所示。

太阳能集热系统设计介绍

(2)产品特点及应用

太阳能集热系统设计介绍

平板型太阳能集热器和其他太阳能集热器相比具有三大特点:适合与建筑相结合,适合于做成承压系统;单位集热面积大,得热量高,全年同等单位面积产水量要高于其他类型太阳集热器。


铂金城账号注册由平板型太阳能集热器构成的太阳能热水系统,是最早使用且至今仍在广泛使用,并获得普遍好评的太阳能热水系统形式。平板型太阳集热器具有集热效率高,使用寿命长,承压能力好,耐候性好,水质清洁,平整美观等特点。平板型太阳集热器是使用最早且至目前仍在使用,被广泛应用并获得好评的太阳集热器形式。但平板型太阳能集热器是由铜铝等金属制造,冬季使用时有可能集热器内的水会结冰而使吸热板胀裂,因而容易被冻坏,过去常被用作三季太阳热水系统中使用。随着人们对太阳能产品使用要求的提高,同时考虑到平板型太阳能的优越性能和经久耐用的特点,尤其是对使用者投资来说,具有投入较低的费用而得到较大的产出热量的性能,与安装其他太阳能热水系统相比较可以节约大量的资金,有较好的经济性价比。


铂金城账号注册2.全玻璃真空管太阳能集热器


(1)单管结构


全玻璃真空集热管是由内玻璃管、外玻璃管、选择性吸收涂层、弹簧支架、消气剂等部件组成,形状如一只细长的暖水瓶胆。


铂金城账号注册全玻璃集热管采用一端开口,将內玻璃管和外玻璃管的一端管口进行环状熔封;另一端都密闭成半球形圆头,内玻璃管用弹簧支架支撑,而且可以自由伸缩,以缓冲它热胀冷缩引起的应力;内玻璃管和外玻璃管之间的夹层抽成高真空。弹簧支架上装有消气剂,在蒸散以后用于吸收真空集热管运行时产生的气体,保持管内真空度。目前我国已商品化生产的全玻璃真空集热管主要有外径Φ7mm、内径Φ37mm和外径Φ58mm、内径Φ47mm,长度为1500、1800m两种规格。玻璃真空管的内管外壁上镀有选择性吸收膜,外管为透哪破璃。其内管装满水,当接受太阳光照射时,管内的水由于密度差的变化,热水往上走、冷水向下去,从而形成循环换热。


(2)单管工作原理


铂金城账号注册白天在太阳照射下,太阳光透过集热管罩管后,全玻璃管的内管表面吸收涂层吸收转化成热能,并通过内管中的流体循环,最终将贮水箱中水加热。玻璃真空管太阳能集热器由于其采用了真空技术,可以使该产品一年四季都能够使用,解决了太阳能产品过冬抗冻的问题,也使太阳能产品在冬季的效率提高了许多:而且由于全玻璃直空集热管玻璃易得、工艺可靠、结构简单、成本较低,应用前景广泛。目前用该种产品制成的热水器已占我国太阳能热水器生产总量的80%以上。


铂金城账号注册(3)模块结构特点。


铂金城账号注册全玻璃真空管太阳能集热器其价格比较便宜官,且是真空技术与太阳能技术相结合的产物,在环境温度较冷的条件下也有较高的效率,因此它成为当今市场比较流行的太阳能集器产品之一,全玻璃真空管太阳能集热器主要由联箱、56支玻璃真空集热管、集热器支架、底托架、托碗等组成。全玻璃真空管太阳能集热器的联箱内胆一般采用优质SUs304不锈钢制作,厚度为0.5mm;联箱外壳采用SUS30不锈钢,厚度为0.3mm;内胆与外壳之间用厚度为50mm的聚氨酯发泡层填充。


全玻璃真空管集热器,采用的玻璃真空管集热器彩管面为圆柱形,真空玻璃集热管可采取横插式或竖向插入式放置。横插式对不同角度的太阳入射光都能保证由最大的采光面积。这样的条件也可以使集热器能够实现小角度安装,达到更好地利用建筑面积的作用。集热内实现的是热虹吸自然换热过程,将较热的水源不断地送入集热盒中。


铂金城账号注册3.热管式真空管集热器


(1)单管工作原理。


热管式真空管是我国开发成功的种金属吸热体真空管,于20世纪90年代中期投人市场,热管式真空管合应用了真空技术,热管技术,玻璃金属封接技术和磁控溅射涂层技术,不仅使用太阳能集热器能够全年运行,而且提高了工作温度、承压能力和系统可靠性,使太阳能热利用进入中高温领域。


铂金城账号注册热管式真空管的外形尺寸为Φ100mmx200mm,它主要由热管冷凝端、铜铝复合吸热片、热管蒸发段、外层玻璃管、金属端盖和消气剂等部件组成。


太阳光透过玻璃管,照射在吸热板上,高吸收率的太阳择性吸收膜将太阳辐射能转化为热能,吸热板吸收的热量迅速将热管内少量工质汽化,为保证汽化的工质迅速上升到冷凝端,真空管工作时与地面的倾角应大于15°,被汽化的工质上升到热管冷凝端向被加热的工质(水或空气)放出汽化潜热后,冷凝成液体,在重力作用下流回热管蒸发端,利用热管内少量工质的汽液相变循环过程,连续地将吸收的太阳辐射能传递到冷凝端加热工质。


铂金城账号注册作为高效传热元件的热管由蒸发段和冷凝段两部分组成。蒸发段与吸热板紧密连接。吸热板表面磁控溅射AL-NAl选择性吸收涂层,吸收比大于0.93,发射率小于0.08。先进的热压封技术应用于玻璃金属之间的封接。玻璃管采用硼硅玻璃,透射率大于0.90。每支热管真空管的冷凝端通过导热块的导热,将热量传递给集管,被加热的工质(或水)经过集管时,将热量带走。在这个工作过程中,真空管的冷凝端与导热块是刚性连接。被加热工质不流经真空管,因此真空管的安装十分简便,而且管子不与介质发生干扰,即便真空管发生损坏,太阳能集热器的工作并不因此而中断。保温盒内填充了保温材料,有效地控制了运行过程中的热量损失。


(2)模块工作原理


铂金城账号注册热管式真空管集热器由真空管、集管和保温盒等部件组成。热管式真空管内不走水,加热系统与循环系统独立分隔,整个系统全部为金属连接,运行稳定可靠。每攴热管真空管的冷凝端为铝制导热块,可以迅速将热量传递给集管,被加热的工质(水)经过集管时,温度升高。在工作过程中,真空管的冷凝端与导热块是良好导热。被加热工质不流经真空管,无炸管、工质外无危险,集热管不与介质发生干扰,即便真空管损坏,也不影响系统正常运行。保温盒内填充的保温材料,可以有效地控制了运行过程中的热量损失。


(3)系统工作原理


铂金城账号注册热管真空管集热器吸收太阳辐射能转化为热能,热量不断被集热器吸收,由循环泵将贮水箱中低温水输入集热器,水被加热后再回到贮水箱,不断循环,累积加热,使水箱中的水达到使用的温度,循环泵的工作由温差控制仪控制其运行,当集热器与储热水箱温度差运到设定值时,循环泵工作;当温度差达不到设定值时,循环泵不工作。


热管式真空管与集管之间采用“干性连接”的方法,即热管冷凝段通过特殊的结构与集管连接,真空管与集管内的液体是不相通的。当太阳辐射能使热管工质受热后汽化,工质蒸汽在冷凝段凝结,从而加热集管内的液体。其结果是,许多根真空管连续不断地将太阳辐射能转换成热能,并传递给集管内的液体,使集管内液体的温度逐步升高,并储存到储热水箱中以备使用。