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太阳能热水系统热管和平板式太阳能集热

文章出处:东莞热水工程网 人气:发表时间:2020-11-20 10:10

  太阳能热水系统中热水器其构造主要分为集热器和蓄热器两大部分。其中集热器是技术关键,它直接关系到太阳能热水器的性能。目前广泛应用于日常生活中的太阳能热水器,根据集热器的不同按使用季节来分,基本上可分为平板和热管两类。

太阳能集热器

  平板型太阳能集热器以其简单、价廉和安装方便的优点,在全世界都获得了广泛的应用。普通平板型太阳能集热器由吸热体、壳体、透明盖板和隔热材料等组成。当太阳照射到集热器时,集热器板上水道中的水被加热而发生膨胀、变轻、产生“水往高处流”的现象,就像热烟气从烟囱中冒出一样,这就是所谓的“热虹吸”现象。系统中水流的循环运动完全依靠自身各部位温度不同而形成自然循环,即只要有太阳照射,就能实现这种循环。水在集热器中受热变轻,由集热器底部上升至顶部。再经上循环管流入保温水箱,水箱下部的冷水由下循环管流入集热器底部。如此循环,使整个水箱中的水温升高。这种集热器的优点是:

  (1)工艺不复杂,加工成本低;

  (2)水流的循环和加热全部依靠集热器的吸热作用,不需要泵和其它能源,运行成本低,确实是一次投资,长期受益;(3)水流系统常压运行,无需带压设备,没有任何安全隐患;

  (4)整个系统没有运转设备,水对吸热板没有腐蚀作用,故使用寿命很长。

  缺点:

  (1)由于白天、晚上的温度不同,集热器易产生倒流;

  (2)在高温段效率偏低,表面热损大;

  (3)在冬季低于0℃时,因集热器中的水结冰膨胀,容易将管子胀裂;

  (4)流动阻力分布不均,抗冻性能差;

  热管真空管式太阳能集热器

  80年代以来,国内外越来越重视热管真空管式太阳能集热器的研究,它是一种新型的太阳能集热装置。太阳辐射穿过真空管玻璃外壳,投射在金属吸热板上,吸热板将太阳辐射能转化为热能,使热管蒸发段内的传热介质汽化。蒸汽上升到热管冷凝段后,通过导热块将热量传递给集热管内的工质,而自身又凝结成液体,依靠重力流回蒸发段。上述过程重复循环,使集热管内的工质不断升温。与此同时,被加热的吸热板和集热管则不可避免地经由各种途径向周围环境散失一部分热量。由于运用了真空技术,大幅度降低了集热器的热损失,因而使其在高工质温度或低环境温度的运行条件下仍具有良好的热性能。同时运用了热管技术,被加热工质不直接流经真空管,因而跟普通平板式集热器和真空管式集热器比较,热管真空管式集热器除了工作温度高,承压能力大和耐热冲击性能好等优点。这种集热器的优点:

  (1)耐冰冻:热管由特殊的材料和工艺制成,即使在冬季长时间无晴天及夜间的严寒条件下,真空管也不会冻裂;

  (2)启动快:热管的热容量很小,受热后立即启动,因而在瞬变的太阳辐射条件下能提高集热器的输出能量,而且在多云间晴的低日照天气也能将水加热;

  (3)保温好:热管具有单向传热的特点,即白天由太阳能转换的热量可沿热管向上传输去加热水,而夜间被加热水的热量不会沿热管向下散发到周围环境中去;

  (4)特别适用于集中供热及全玻璃真空集热管产品不适用的高寒地区;

  缺点:

  1、当自来水进入到真空管后,会形成一层厚厚的水垢,影响热水器的能效。

  2、在集热的时候,热损小,因此,容易出现高温现象,造成系统损害。

  3、使用寿命只有短,危险系数大。

  4、适用于中、高温范围,低温也可以使用,但却无法发挥其优势。

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