太阳能集热器热性能分析
太阳能集热器热性能分析
摘要：本文介绍了太阳能集热器的种类以及各自的特点。同时，阐述了太阳能集热器热性能的理论，包括影响太阳能集热器热性能的因素、太阳能集热器热性能的测试方法等。
关键字：太阳能集热器、热性能测试、影响因素
0 引言
随着能源的大量消耗和环境的急剧破坏，新能源技术已经成为21世纪世界经济发展中具有决定性影响的五个技术领域之一。太阳能因为具有取之不尽、用之不竭、无环境污染等诸多优点而受到各国重视。2011年，我国太阳能集热器生产量占世界产量的80%，占世界保有量的60%左右，说明我国已经成为太阳能利用大国。
太阳能集热器是将其接收的太阳辐射能向传热工质传递热能的装置，因此，太阳能集热器是太阳能利用的关键装置。所以，太阳能集热器的研究、开发与应用对太阳能资源的高效应用至关重要。
1 太阳能集热器的种类
随着太阳能利用的大力发展，太阳能集热器的种类也越发多样化。根据进入采光口的太阳辐射方向是否改变，分为聚光型集热器、非聚光型集热器；根据集热器的传热工质类型的不同，分为液体型集热器、空气型集热器；根据集热器是否跟踪太阳，分为跟踪集热器、非跟踪集热器；根据集热器是否有真空空间，分为平板型集热器、真空管型集热器；根据集热器的工作温度围的不同，分为高温集热器
（300℃～800℃）、中温集热器（80℃～250℃）、低温集热器（40℃～80℃）。其中，太阳能热利用产品最常见的有两种--平板型太阳能集热器与真空管型太阳能集热器。
1.1 平板型太阳能集热器及其特点
平板型太阳能集热器[1]的典型结构如图１所示，主要包括透明盖板、吸热板芯、流体流道、隔热层和箱体等部分.
图1 平板型太阳能集热器典型结构
透过透明盖板照射到吸热板表面，吸热板吸收大部分太阳辐射能，将其转化为热能，并将热能传递给流道的传热介质，传热介质携带热能进入储热设备。这样，传热工质被加热后，温度逐渐升高，作为集热器的有用热能输出。同时，由于吸热体的温度升高，通过透明盖板和外壳向周围环境散失热量，造成了平板型太阳集热器的各种热损失。
平板型太阳能集热器在我国的太阳能利用中已广泛应用，技术日趋完善，主要特点有可承压性好、大型集热系统性能稳定、建筑一体
化程度高等。同时还有不足，如热损失大、无保温功能、抗冻能力差等问题。
1.2 真空管型太阳能集热器
基于平板型太阳能集热器，发展出了真空管型集热器。根据吸热体材料的不同，可分为全玻璃真空管集热器和金属吸热体（玻璃—金属）真空管集热器两大类。主要有全玻璃真空管式集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器。近年来，由于真空管式太阳能集热器的优异性能，越来越受到重视。其主要特点有热损失小，保温效果好、使用寿命长、抗冲击抗冻能力强。同时还有安装复杂，承压能力弱，维护麻烦等不足。
1.2.1 全玻璃真空管型太阳能集热器
全玻璃真空管式太阳能集热管主要由外玻璃管、选择性吸收涂层、真空夹层、保护帽、消气剂等部件组成。其工作原理简单，形状如同拉长的保温瓶。典型结构如图2所示。
图2 全玻璃真空管型太阳能集热器典型结构
当玻璃管吸收太辐射升温时，圆头就形成热胀冷缩的自由端，因此缓冲引起管开口端的热应力。玻璃管装水，玻璃管的外表面涂上太阳选择性吸收涂层，用来吸收太阳辐射能。将外玻璃管之间的夹层抽成高真空，减少热损失，起到保温的作用。在外玻璃管尾端粘结一只金属保护帽，以保护抽真空后封闭的排气嘴。弹簧支架上装有消气剂，用于吸收真空集热管运行时释放出来的气体，以保持管真空度的作用。
1.2.2 U型管式太阳能集热器
U型管式太阳能集热器是基于全玻璃真空管式太阳能集热器改进而来的。由集管、隔热材料、集热流体、U型管等部件组成。其典型结构如图3所示。
图3 U型管式太阳能集热器典型结构
U型管式真空太阳能集热管是在普通真空玻璃管插入一根U型铜管，U型铜管外包铝型翅片，铝型翅片与真空管壁接触，真空管吸收太阳辐射能，通过U型管中流动的工质传递热能。因为真空管没有水，所以不会因一只管破损而影响整个系统的运行；真空管的热容大大减
小，同样的天气条件下可以获得更多的热量，因而提高了产品性能和运行的可靠性。
1.2.3 热管式真空管太阳能集热器
热管式真空管太阳能集热器同样是基于全玻璃真空管式太阳能
集热器改进而来的。热管式真空管太阳能集热器由热管、金属吸热板、玻璃管、金属封盖、弹簧支架、吸气剂等组成。其典型结构如图4所示。
图4 热管式真空管太阳能集热器典型结构
热管式真空管太阳能集热器是利用太阳辐射在表面镀有选择性
吸收涂层的金属吸热板上，将吸收到的太阳辐射能转化为热能，并传递给热管，热管吸收热能后并加热管工质使其迅速汽化，被汽化的工质上升到热管冷凝端，在冷凝端放热迅速凝结为液体，在重力的作用下液体流回蒸发端。太阳能转化的过程就是热管工质汽-液相变循环过程。
2 太阳能集热器热性能分析
2.1 影响集热性能的因素
集热性能是评价与选择太阳能集热器的关键性参数，所以，对集热器的研究基本上都围绕集热器热性能展开的。Samareh B[2]等研究了影响集热器热损失的主要因素，包括：风向、风速（自然对流、强制对流、混合对流）对热损失的影响，集热器自身维护结构以及安装位置对热损失的影响。卢郁等[3]对平板太阳能集热器热性能进行理论推导，引入效率因子，进行模拟，得出吸热体板芯结构、板芯用材对平板太阳能集热器热性能的影响。在不降低集热器效率因子的情况下，是翅片单位面积降低45.8%；在材料消耗相同情况下，集热器效率因子提高了0.03。静敏等[4]对影响集热器性能的因素—进入集热器的空气流量、辐射强度、环境温度、集热器的蓄热体和集热棚的高度等参数，进行了研究，并分析了各因素对太阳能热风发电系统空气集热器性能的影响。。小粉等[5]对热管真空管太阳能集热器的传热机理进行了分析，给出了其总热损失系数、效率因子、热迁移因子和顺势效率的表达式，并通过实例将顺势效率的理论值与实验值进行了比较，两者相对误差小于6.74%。王勇等[6]对平板太阳能集热器改进透明盖板、设置透明隔热层、改进吸收涂层、优化吸热板、采用纳米流体等因素，使集热器热性能得到提升。
2.2 太阳能集热器热性能测试
2001年颁布实施的欧洲标准给出两种太阳能集热器热性能测试方法：一种是稳态测试方法，另一种是动态测试方法。稳态测试方法
模型相对简单，该测试是在集热器达到稳定的工况条件下进行的，且测试过程中对天气等条件的限制非常严格，需要相当长的测试时间以及比较高的测试成本,使其应用的广泛性受到很大的限制。相反，动态测试法是在集热器实际运行工况条件下对集热器热性能进行测试，检测过程所要求的条件相对宽松，测试周期短，成本低。所以，相关的科研机构和科研工作者基本都是致力于研究太阳能集热器热性能的动态测试法。
由于稳态测试方法在测试过程中忽略了某些影响因素，所以对其的测试要求相当严格。所以，在放宽测试条件的动态测试方法中，必须考虑这些因素[7]，包括：入射角修正系数K∞（θ）对η0的影响、风速的影响、长波辐射的影响等。峙峰等[8]对同一个太阳能集热器热性能分别进行了动态和稳态测试，并对实验结果进行了分析和对比，结果表明在集热器基于入口温度的归一化温差低、中温差处，两种测试方法得到的效率曲线重合，得出太阳能集热器动态测试方法与稳态测试方法的结论基本相符。在集热器基于入口温度的归一化温差的高温差出，两种测试方法得到的效率曲线有偏差。这为进一步对太阳能集热器动态测试方法的研究打下了基础。
3 结语
太阳能作为一种蕴含量巨大的新能源，近几十年来，得到了迅猛的发展，并且应用越来越广泛。太阳能集热器作为太阳能光热系统中所研究的核心问题之一，虽说已取得丰硕的成果，但由于集热器复杂
的传热机理、集热器材料以及生产工艺的不完善，所以，还需要对集热器做更深一步的研究分析，提高其传热效率。从而对太阳能光热系统能够长期高效稳定安全的运行产生深远的意义。
参考文献
[1] GB/T6424-2007.平板型太阳能集热．：中国标准,2007.
[2] Samareh B, Yaghoubi M. Two Dimensional Numerical Simulation of the Turbulent Wind Flow around a Large Parabolic Solar Collector.In: Proceedings of APCWEVI, Korea, 2005,151. [3] 卢郁，于洪文等.平板太阳能集热器热性能数学建模以及模拟.
大学学报（自然科学版）.2013,27(3).
[4] 静敏、华等．太阳能热风发电系统集热器性能的影响因素分析．可再生能源，2008, 26(3).
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[7] Fischer S,Perers B,Bergquist P.Collector test method under quasi-dynamic conditions according to the european standard EN 12975-2. Solar Energy, 2004,76(1).
[8] 峙峰，瑞澄.太阳能集热器热性能动态测试方法研究.太阳能学报.2007,28(11).
太阳能集热器的设计与计算
华扬公司工程计算举例： 客户要求 1)、项目名称：河南郑州太阳能集中热水工程； 2）、用水类型：全天 3）、用水量：3吨/天 4）、用水方式：落水式 5）、辅助能源：电加热 设计气象参数依据 1)、河南郑州在我国为二等太阳能辐照度地区。太阳辐射强度高，但总量大，年辐射总量为 16.41 MJ/m2.a。 2)、郑州地理纬度为34°43′，东经113°21′左右； 3)、郑州地区全年自来水水温在5-12℃之间。（设计取值8℃，春分时节）； 确定总用水量 人均用水当量参照给排水设计规范,如下表：
选择初始水温：
参照下表，采用设计冷水水温为8℃。 集热面积计算 将已知条件“用户设计用水量3吨，日平均辐射量16.41MJ/㎡，，设计热水温度为50℃，初始水温8℃。，太阳能保证率取0.5（系统要求全年使用）”等参数代入国家标准 GB 50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中 直接循环系统计算公式，集热面积c A 为： )1()(L cd T i end w w c J f t t C Q A ηη--= c A ——直接系统集热器采光面积，㎡； w Q ——日均用水量Kg ；3000L end t ——储水箱内水的终止温度（用水温度）；50℃ w C ——水的定压比热容，4.18 KJ/（㎏2℃）； i t —— 自来水的初始温度，8℃； t J ——集热器受热面上春分时节日辐照量，取16410KJ/m 2 f ——太阳能保证率，无量纲，0.5；
cd η——集热器全日集热效率，无量纲， L η—管路及储水箱热损失率（按最寒冷季节取值），无量纲, 取0.3； 则： Ac＝Q W C W (t end - t i )f/J T η cd (1-η L )＝ 3000 ㎏34.18 KJ/㎏2℃3 (50℃-8℃)350%÷｛16410 KJ/㎡30.53(1-0.3)｝≈45.85㎡ 选择用全玻璃管联箱横插直接循环集热器，直径47*1500/每组50支（集热面积5.41，配水量300-500L平均每只管带6—10L）9组，从而提供3T热水，（即取每只带水箱水6.7L水箱水的容积。） 参数表
如何选择太阳能集热器类型
如何选择太阳能集热器类型 链接：https://www.360docs.net/doc/a74090410.html,/tech/11316.html 如何选择太阳能集热器类型 太阳能集热器的类型，目前国内市场上用的太阳能集热器的类型主要有：平板式、真空管式、热管式、U型管式四种，四种类型各有优缺点，没有一种是完美的、占有绝对优势的。用户选择太阳能集热器类型应根据安装所在地的气候特征以及所需热水温度、用途来选定。 对于广东、福建、海南、广西、云南等冬天不结冰的南方地区的用户，选取用平板式太阳能集热器是非常合适的，因为不需要考虑冬天抗冻的问题，而平板型太阳能集热器的缺点是不抗冻，所以在南方地区使用，该缺点不会表现出来，而平板型的优点却是非常突出的：热效率高，金属管板式结构、免维护、15年寿命、性价比高。长江、黄河流域地区的用户，因为冬天会结冰，而且冬天气温高于—20℃，所以选用真空管太阳能集热器是比较合适的，既可以抗冻，性价比也比热管、U型管高，但是真空管的主要缺点是：不承压、易结水垢、易爆裂。 在东北三省、内蒙古、新疆、西藏地区的用户就必须选用热管型太阳能集热器，因为热管抗—40℃低温，平板式、真空管都是无法抵抗如此低温，但是热管的造价很高，而且热效率最低。 对于工业用途的热水，最好选择平板型太阳能集热器。工业热水用量大，需要很大面积的太阳能集热器，要求集热器不易损坏、易维护、可承压，平板集热器在此方面具有显著的优越性。真空管、热管、U型管集热器都不能用于大工程，例如，真空管集热器平均每年有8‰的破损率，而一根管的破裂将导致整个系统瘫痪。 综上所述，不同类型的太阳能集热器没有绝对好、坏之分，重要的是要根据使用地区的气候特征和用途来选择最优性价比的类型，不要被某些厂家误导，多花冤枉钱。 太阳能热水系统中还会用到水管、保温水箱、控制系统等配件，配件的性能也直接影响到整个系统的优越性。可以选择铜管、不锈钢管和PPR管而不要选择镀锌管作为水管，其中，PPR管性价比最高；不要选择采用保温棉来保温的水箱，因为保温棉会吸水；集热板底可以用保温棉而不要用聚苯乙烯来保温；控制系统最好选用进口品牌。 原文地址：https://www.360docs.net/doc/a74090410.html,/tech/11316.html 页面 1 / 1
太阳能集热器的选型
太阳能集热器的选型 Abstract：An Introduction of the advantages and disadvantages of the flat plate solar concentrator, the glass vacuum tube solar concentrator and the heat pipe solar concentrator, comprehensively evaluating the different kinds of the solar concentrator. Key words: solar concentrator, type selection and comparison, comprehensive evaluation 摘要：对目前常用的平板型、玻璃真空管型及热管型等太阳能集热器的优缺点进行了介绍，并对各种太阳能集热器进行了综合比较。 关键词：太阳能集热器，选型比较，综合评价 1各种太阳能集热器的特点和应用范围 太阳能集热器的类型主要有：平板型太阳能集热器、真空管型太阳能集热器两大类。每一大类太阳能集热器又分多种品种，每一种的太阳能集热器各有其特点和应用范围。 平板型太阳能集热器类 平板型太阳能集热器俗称平板集热器，其基本结构由透明盖板、吸热板、保温层和外壳组成。 其工作原理为：当太阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收涂层的吸热板上时，吸热板吸收太阳的辐射能，将其转换成热能，并将热能传给吸热板流道内的工质，使流道内的工质温度升高；从集热器进口进入吸热板的较低温度的工质，在吸热体流道内被加热升温后，从集热器出口流走，并将有用的热能带走；与此同时，吸热板温度升高，透过透明板和外壳向周围环境散失热能，为减少散热，在平板太阳集热器底部和边框四周填充保温材料。 平板集热器的主要热损失是吸热板和透明盖板之间的空间存在空气对流换热损失。减少这部分热损失的最有效措施是将其间的空气抽去，形成真空。但由于平板集热器的结构和形状等原因，这一措施一时还难于实现，因此，平板集热器只能运行在60℃以下的工作温度，若运行温度较高时，集热效率明显降低。在冬季，环境温度较低，平板集热器的热损失很大，还面临被冻坏的危险。所以，在寒冷地区，平板集热
太阳能热水器的组成及工作原理
系统总体结构设计 排气管 图2-1系统结构图
图2-1为系统设计的结构图，该图的系统控制原理图如下图2-2： T3 T2 D F2 图2-2 系统控制原理图 注释：T1：热水箱的温度传感器
T2：循环水管中的温度传感器 T3：集热器中的温度传感器 F1：循环水阀门 F2：冷水阀门 F3：热水阀门 此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能：晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。 1.早晨水温控制 由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。为了提供温度不低于30摄氏度的水，热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下： 首先，关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1，然后微机开始进行水箱的温度采集，同时进行温度的比较，当水箱的温度小于30摄氏度时，电热器D接通进行加热，同时微机继续对热水箱的温度进行采集。当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开，如此反复循环保证了温度的稳定。 2.循环水集热过程 早晨水温控制之后（7～9点），设定当日的水箱温度N（由两位BCD次齿轮开关设定），输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。具体控制过程如下： 打开循环阀门F1，关闭冷水进水阀门F2，热水阀门F3处于空控状态。然后开始比较温度，若（T3-T1>5摄氏度，T2>T1）为止。如若T1=N，那么循环水集热过程结束，进入冷水集热控制过程。 3.冷水集热控制 此时热水箱温度已达到了N，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为T3，和当日的设定温度值相比较，若T3>N则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时段大概为9点～20点。具体控制过程如下： 关闭循环水阀门F2，打开冷水阀门F2，热水阀门F3处于可控状态。若T3>N，
太阳能热水的一般计算方法
1、真空管数量的计算： 真空管集热器(?47)10根可作为1平方米的集热面积，在一般光照下每天可产生45℃--65℃的热水90千克。如果每天要用热水X吨，太阳能集热器真空管的根数为Y，那么Y=(1000X÷90)×10。例如需要8吨热水，那么Y=(1000×8÷90)×10=888(根) 2、辅助电加热功率的计算： ①当阴雨天无光照时，需要热水，可通过电辅助加热的办法，其功率大小的运算如下： 一般情况下按每吨水5千瓦计算。例如8吨水需8×5=40千瓦。尽量采用三相电供电.大于10KW的电加热器若采用单相电,极易使供电线路偏相而跳闸断电. ②电加热导线的直径的计算方法( 铜线)： 一般每平方3安培。例如42千瓦(三相电)需要16平方的导线。公式：S(平方数)=P(功率)÷3(三相电)÷220(相电压)÷3(每安培平方数)。铝线及导线过长应适当增加直径。 ③防漏电的措施： a、电加热的水箱必须可靠接地，即使潮湿的地面，地线角铁必须打入2米以下。干燥的地面得4米以下，接触潮湿土壤为准。有的人想
用避雷线代替地线，这是绝对不允许的，其做法是，导致引雷，且不能防漏电。但可以用大楼的主地线代替(可以从大楼的配电柜中找)。 b、全自动控制柜里面应安装国家3C认证的名牌漏电断路器。 c、另外，采用加长纯塑料热水出水管道(8米以上PPR或PEX等管)，也是提高安全系数的办法。 3、循环泵、电磁阀的选购方法： ①循环泵应在估算每天循环次数和水箱总量的基础上计算出流量，根据流量计算和扬程去选循环泵。一般功率200E—3000W之间。或询问循环泵供应商，大于1KW应采用三相供电。②电磁阀：一般应采用220V交流电压，20W-60W瓦的功率，这样可防止电压波动带来的危害，直径可取?20—32mm。电磁阀一般无漏电之虑。 4、工程造价的计算方法： 1、按真空管的面积计算：一般每平方米1600—1900元左右。 2、按每日产热水(45℃以上)每吨按1.5—2.8万元左右。 管道防冻的方法： 1、定温控制伴热带的供电，当管道温度低于某值时(例如4℃，不要低于0℃再动作，这样费电)，给紧贴管道外壁的伴热带通电加温;当管道的温度到达另一值时(例如12℃，可根据实际调整)，伴热带断电。伴热带功率的计算方法：宽8mm-20MM，每米15瓦—30瓦，10米
自制简易太阳能热水器详细流程
自制简易太阳能热水器详细流程 黄志光 太阳能是取之不尽，用之不竭的清洁且廉价的能源。家庭利用太阳能的方式，主要是利用太阳能热水器提供生活用热的水。目前市售太阳能热水器的种类和品牌很多，质量也很好，但价格太贵，动辄几千元，要使广大城镇和农村居民普遍用上太阳能热水器仍然是可望而不可及的事情。 我于去年试制了一台简易太阳能热水器，经将近两年的使用，效果很好。这种热水器结构简单，造价低，适应性广，可以安装在楼顶，也可以安装在地面，有电无电，有无自来水，只要有阳光照射到的地方都可以使用。现对它的工作原理、结构和制作过程详细介绍如下: 图, 一、工作原理 如右图所示，吸热箱吸收太阳的辐射热(太阳能)使箱内水温升高，箱内热水向上通过上对流管流入保温桶并继续上升至最上层，保温桶底层的冷水通过下对流管自动流入吸热箱的下端被加热后又上升进入保温桶。就这样，通过冷热水的对流，
保温桶中的冷水不断自动进入吸热箱被加热后又自动进入保温桶保存起来，使保温桶中的水温不断升高，桶中的冷水也就逐渐变成了热水。 二、简易太阳能热水器各部件的制作 (一)吸热箱的制作 用1000X2000X0.8的不透钢板经裁剪并折边(如图,所示)后焊接成980X10的薄型水箱。为防止水箱注水后变形，在水箱内沿水的对流方向焊置5-6根长800的10X10的方形不锈钢管以增加强度，具体做法是::方管距水箱上、下两端的距离均等或与下端的距离稍小，管与管间及管与箱侧边的距离均等，并事先在箱底及箱盖上表面画好方管的位置，然后用”点焊”法将方管焊於箱底内，焊点距离应不大于100为好，置于箱底内的方管全部焊完后盖上箱盖(画有方管位置的一面朝外)，然后将吸热箱四周的接缝全部”点焊”固定，然后按照事先画好的方管的位置，以点焊法从箱外将方管与箱盖焊接在一起，最后再将四周接缝全部焊牢，绝不可出现漏焊或气孔，以防漏水。 在焊接四周接缝的过程中应用一适当的夹具(如图,)压住焊缝的两端，以减小箱体因焊接所造成的弯曲变形。箱体四周焊好后，在吸热箱的水的对流方的上表面(向阳面)的最上端的中央及下表面的最下端的中央各钻一直径为20的圆孔(必须在箱体四周焊好后才能钻而不能在焊接前先钻孔)，再将自来水管(4分管)连接用的(不锈钢)内接头的的一端插入孔中(不可插入太深以免与箱体的另一面靠得太近影响水的流动)，然后焊牢，也可以将”内接头”改为如右图所示的自制的”吸热箱水管接头”。 以上工完成后，必须注水检查所有焊点、焊缝，确保绝不漏水。方法:单个制作可用灌水法;批量制作可用”打气法。吸热箱上面的玻璃盖:平板无色玻璃，1050X1050，厚度随意。
平板太阳能集热器主要参数表
杭州临安乘易太阳能技术有限公司 平板太阳能集热器主要参数表 型号P-G(Y)/1.0-PX/NT-2.0-L 尺寸规格(G/Y)2000*1000*75mm/(Y)2500*800*75mm /Y2000*800*75/Y3000*1000*75 有效吸热面积 1.81㎡ 玻璃低铁超白布纹钢化玻璃，厚度3.2mm。 集热主流道管Φ25*1.2mm 整体吸热芯板口琴式多孔扁铝吸热板（口琴式太阳能集热器板芯实用 新型专利，专利号：201320667926.7） 吸热涂层钛纳米黑基吸热涂层（金属陶瓷纳米基体吸热涂层材料 发明专利，专利号：201310515802.1） 边框铝合金6063 T5 背板0.5mm镀铝锌板(宝钢)/0.5mm彩钢板(宝钢) 组装密封材料太阳能组件专用密封胶，确保25年使用寿命。 底隔热层侧隔热层聚氨酯整体发泡 接口密封圈Φ25mm硅胶圈 管口G1/2内螺纹 重量公斤35Kg 使用寿命20年
决定平板集热器品质的三大要素 一、平板的整体保温功能，是减少热能散发，提高产品热效率极为重要的环节。 二、集热器板芯流道结构设计的合理科学性，能提升热能的快速交换，达到吸收更多的太阳能转换成热能。 三、选择性吸热膜的使用性能致关重要，好的产品能用25年以上，很好地和建筑真正意义上的结合。但有的用3-5年就退色，导致产品无吸热效果，有的甚至1-2年就退色报废了。 结构技术特点 ☆整板吸热芯：板芯流道与膜层采用一体化设计（口琴式太阳能集热器板芯实用新型专利，专利号：201320667926.7、金属陶瓷纳米基体吸热涂层材料发明专利，专利号：201310515802.1）。集热效率高，热损小，吸收率高,发射率低。1㎡的吸热面积相等于进口的吸热面积蓝钛膜1.1㎡。这种结构有别于铜铝复合采用激光或者超声波焊接的结构。（铜铝复合结构传热特点是面与点之间、其最大的缺点会因为设备和人为的原因造成运输过程或使用若干年后铜铝脱开，使集热器的集热效率大大下降而报废。） ☆框体结构：采用四边铝合金型材，底板、玻璃盖板的无螺丝，无铆钉，无橡胶皮条的连接封装技术。外壳机构设计简洁美观，连接灵活，具有防水功能，适用于多种安装方式，易于和建筑结合，实现太阳能与建筑一体化。工业级的铝合金材料（铝合金6063 T5）的设计，结构合理，强度大，表面经氧化处理，耐腐蚀。☆保温措施：采用整体发泡技术处理，边框和背板及保温聚氨酯一体化，加强了防水防潮功能，有效减少集热器吸潮能力，使保温材料长久保持良好的隔热性能、热损小。 ☆玻璃盖板：采用钢化低铁超白布纹玻璃，透光率92%以上。 ☆板芯口琴式多孔流道及主流道管：采用特殊铝材料，耐腐蚀、可承压30kg、
太阳能集热器汇总
太阳能集热器 太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。 一、太阳能集热器概念 1.概念 在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等。 2.原理 效率比较高的集热器由收集和吸收装置组成。阳光由不同波长的可见光和不可见光组成，不同物质和不同颜色对不同波长的光的吸收和反射能力是不一样的。黑颜色吸收阳光的能力最强，因此棉衣一般用深色或黑色布。白色反射阳光的能力最强，因而夏季的衬衫多是淡色或白色的。因此利用黑颜色可以聚热。让平行的阳光通过聚焦透镜聚集在一点、一条线或一个小的面积上，也可以达到集热的目的。纸在阳光照射下，不管阳光多么强，哪怕是在炎热的夏天，也不会被阳光点燃。但是，若利用集光器，把阳光聚集在纸上，就能将纸点燃。集热器一般可分为平板集热器、聚光集热器和平面反射镜等几种类型。 3.平板集热器 平板集热器一般用于太阳能热水器等。聚光集 热器可使阳光聚焦获得高温，焦点可以是点状或线 状，用于太阳能电站、房屋的采暖（暖气）和空调 （冷气）、太阳炉等。按聚光镜构造有“菲涅尔”透 镜、抛物面镜和定日镜。 平面反射镜用于太阳能塔式发电，有跟踪设备， 一般和抛物面镜联合使用。平面镜把阳光集中反射 在抛物面镜上，抛物面镜使其聚焦。 二、定义 太阳能集热器的定义是：吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。这短短
太阳能集热器面积计算
太阳能集热器面积计算 2009-11-30 21:13:10| 分类：工作| 标签：|字号大中小订阅 关键词：民用建筑太阳能热水系统太阳能集热器一体化设计 1、前言 2005年笔者参与了由厦门市建设与管理局组织的《厦门市太阳能热利用与建筑一体化实施可行性报告》的课题研究，经过近一年的努力，调研、学习总结太阳能热水系统运用较好的云南、山东省份的工程经验，针对厦门太阳能资源及气候条件的实际情况，提出了在厦门地区太阳能热利用与建筑一体化的可行实施方案，课题针对不同的建筑形式提出了在厦门市太阳能利用推荐方案，对今后厦门市实施太阳能热利用与建筑一体化具有科学、实际的指导意义。近几年笔者多次参与厦门市太阳能试点工程的设计及专家论证会，并对工程进行跟踪调研，积累了一些经验。下面笔者就太阳能在民用建筑应用技术方面的设计要点进行阐述，供同行参考。中华太阳能 ２、我国目前太阳能热水系统应用技术现状 太阳能作为一种可持续使用的绿色能源，在我国已广泛开发使用，建设部根据国家可持续发展规律战略要求，已在民用建筑中积极推广使用太阳能热水器，并在全国范围内推广实施"阳光计划"。近年来，我国太阳能利用虽然取得了很好的节能效益，但在民用建筑中太阳能利用往往自成系统，作为建筑的后置设备安装和使用，即使是新建筑，也是简单的安装在屋面上。因为早期没有可执行的相关国家规范，太阳能热水器在建筑上布置极为随意，未预留管井，无位置随意占用烟道，集热器、热水箱的承载、防风、避雷等安全措施不健全，给城市景观、建筑的安全带来及不利的影响。笔者在参观昆明太阳能利用情况时，看到许多类似的情况，已大大影响了市容市貌和建筑安全，致使国内有些城市禁止在建筑上安装太阳能热水器，并要求拆除已安装的太阳能热水器，这些都将制约太阳能热水系统在建筑中的利用。为使太阳能热水系统安全可靠、性能稳定，与建筑和周边环境协调统一，并规范太阳能热水系统的设计、安装和验收，推动太阳能热水系统在建筑中的利用，近年来国家先后出台了一系列相关规范和国标图集，有GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》、GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》、GB/T20095-2006《太阳热水系统性能评定规范》、国标图集06J908-6《太阳能热水器选用与安装》06SS128《太阳能集中热水系统选用与安装》….及省标J10807-2006《居住建筑与太阳能热水系统一体化设计、安装及验收规程》（以下简称省标J10807-2006），以上标准都各具特色，特别是国标GB50364-2005是我国第一项有关太阳能热水系统在建筑中应用的国家标准，为我国太阳能热水系统在建筑中推广应用提供了技术依据。 ３、民用建筑太阳能热水系统设计要点及主要设计步骤 《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中（以下简称GB50364-2005）首先强调民用建筑太阳能热水系统设计应纳入建筑给排水设计中，建筑给排水专业人员在太阳能企业技术人员的配合下，依据规范GB50364-2005的要求，对太阳能热水系统进行设计，同时并应符合国家现行有关标准的要求。 3.1、民用建筑太阳能热水系统设计的基本条件： 根据我国太阳能资源分布情况，福建南部属于太阳能资源较丰富地区，福建北部属于太阳能资源一般地区。参照省标J10807-2006表3.1.2：福建省又可分为I类地区和II类地区，福州、厦门等城市属I类地区，太阳能资源较丰富，民用建筑宜设计选用太阳能热水系统。 3.2、民用建筑主要基本情况调查： 周围环境：建筑所处地点纬度、年日照时间、年太阳辐射强度、年环境温度等； 建筑功能：最高日热水量、供水方式、用水温度、用水点位置等； 安装条件：场地面积、形状、建筑结构承载力、遮挡情况等； 辅助热源情况：电价、气价 3.3、太阳能热水系统类型的确定： 设计人员应根据建筑物以上综合因素，依据规范GB50364-2005表4.2.6选择系统类型，选择其类型、色泽和安装
太阳能集热器面积计算说明
太阳能集热器面积计算 1、前言 2005年笔者参与了由厦门市建设与管理局组织的《厦门市太阳能热利用与建筑一体化实施可行性报告》的课题研究，经过近一年的努力，调研、学习总结太阳能热水系统运用较好的云南、山东省份的工程经验，针对厦门太阳能资源及气候条件的实际情况，提出了在厦门地区太阳能热利用与建筑一体化的可行实施方案，课题针对不同的建筑形式提出了在厦门市太阳能利用推荐方案，对今后厦门市实施太阳能热利用与建筑一体化具有科学、实际的指导意义。近几年笔者多次参与厦门市太阳能试点工程的设计及专家论证会，并对工程进行跟踪调研，积累了一些经验。下面笔者就太阳能在民用建筑应用技术方面的设计要点进行阐述，供同行参考。中华太阳能 ２、我国目前太阳能热水系统应用技术现状 太阳能作为一种可持续使用的绿色能源，在我国已广泛开发使用，建设部根据国家可持续发展规律战略要求，已在民用建筑中积极推广使用太阳能热水器，并在全国范围内推广实施"阳光计划"。近年来，我国太阳能利用虽然取得了很好的节能效益，但在民用建筑中太阳能利用往往自成系统，作为建筑的后置设备安装和使用，即使是新建筑，也是简单的安装在屋面上。因为早期没有可执行的相关国家规范，太阳能热水器在建筑上布置极为随意，未预留管井，无位置随意占用烟道，集热器、热水箱的承载、防风、避雷等安全措施不健全，给城市景观、建筑的安全带来及不利的影响。笔者在参观昆明太阳能利用情况时，看到许多类似
的情况，已大大影响了市容市貌和建筑安全，致使国内有些城市禁止在建筑上安装太阳能热水器，并要求拆除已安装的太阳能热水器，这些都将制约太阳能热水系统在建筑中的利用。为使太阳能热水系统安全可靠、性能稳定，与建筑和周边环境协调统一，并规范太阳能热水系统的设计、安装和验收，推动太阳能热水系统在建筑中的利用，近年来国家先后出台了一系列相关规范和国标图集，有GB/T18713-2002《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》、GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》、GB/T20095-2006《太阳热水系统性能评定规范》、国标图集06J908-6《太阳能热水器选用与安装》06SS128《太阳能集中热水系统选用与安装》….及省标J10807-2006《居住建筑与太阳能热水系统一体化设计、安装及验收规程》（以下简称省标J10807-20 06），以上标准都各具特色，特别是国标GB50364-2005是我国第一项 有关太阳能热水系统在建筑中应用的国家标准，为我国太阳能热水系统在建筑中推广应用提供了技术依据。 ３、民用建筑太阳能热水系统设计要点及主要设计步骤 《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中（以下简称GB50364-200 5）首先强调民用建筑太阳能热水系统设计应纳入建筑给排水设计中， 建筑给排水专业人员在太阳能企业技术人员的配合下，依据规范GB503 64-2005的要求，对太阳能热水系统进行设计，同时并应符合国家现行有关标准的要求。 3.1、民用建筑太阳能热水系统设计的基本条件：
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解 太阳能热水器具有安装使用方便、节能效果明显的优点，可以吸收太阳能辐射能，并且把能量转换成热能，从而产生热水的一种设备。在家庭用热水、商业用热水、工业制造用热水等方面都有广泛的应用，下面小编就为大家介绍一下太阳能热水器的工作原理与结构图解。太阳能热水器工作原理太阳能热水器工作原理图1、吸热过程真空管式太阳能热水器：太阳辐射透过真空管的外管，然后被集热镀膜吸收后沿管壁传递到管的水，此时水受热而温度逐渐升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。平板式太阳能热水器：其中介质在集热板因热虹吸自然循环，随后将太阳辐热量及时传送到水箱，介质也可通过泵循环实现热量传递，因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。2、循环管路直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是因为通过重力的作用而提供动力；然而平板式则通过自来水的压力提供动力。不过这两种太阳能集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。太阳能热水器自然循环集热原理示意图3、
系统工作1）温差控制集热循环集热器温测器和水温感应器置入在太阳能热水地暖系统中，能够很好地吸收太阳能辐射后，促使集热管温度上升，然后当集热器温度和水箱温度水温差到达△t设定值时，通过检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，然而水被加热后又再次回到水箱中，使水箱的水达到设定的温度。2）地暖管道循环系统这个系统是增加热水循环泵作为不 同点，然后通过控制器更好得控制地暖管道循环为工作原理。然后再通过当水温达到设定温度时，自动启动地暖循环泵，使高温水通过地暖盘管在室循环，从而使室温度不断提高。如果水箱水温开始低于某一设定值时，应当将地暖管道循环泵进行自动停止为最好的方式。太阳能热水器结构图解太阳能热水器结构图太阳能热水器的安装准 备工作（1）准备施工工具。比如：螺丝刀、扳手、电钻等。（2）打开热水器包装，按照装箱单检查配件是否齐全。1)真空管数目齐全且是否完好;2)电加热是否完好;3)水箱箱体是否有凹痕;4)支撑辅件是否齐全;5)只能控制仪包装是否完好等。1、安装支架（1）安装位置选择。一般选择在屋顶，方向是坐北向南，正向南偏西 5~10°，确保没有遮挡物。入户管线也应该减少，这样可以增加日照时间。（2）组装支架。安装时应当按照说明谁把前片和后片组装在一起，然后使用扳手上紧螺丝，无松
太阳能热水系统设计计算
.太阳能热水系统设计计算 .1基本参数 (1) 用水人数 404号楼共有住户21户，每户以2.8人计，用水人数共计约59人。 (2) 用水定额(热水定额) 404号楼有集中热水供应和淋浴设备，每人每日用热水定额以60℃热水计算，取100L/人·d。 (3) 用水时间 24小时全日供应热水 2设计计算 (1) 设计小时耗热量的计算 式中：Qh—设计小时耗热量(W) m—用水人数 qr—热水用水定额(L/人·d) Qh—水的比热，c=4187(J/kg·℃) tr—热水温度，tr=60(℃) tL—冷水温度，tL=10(℃) r—热水密度(kg/L)，r=0.983kg/L kh—小时变化系数，kh＝5.12 Qh=71951(W) (2) 设计小时热水量 式中：qrh—设计小时热水量(L/h) h—设计小时耗热量(W) tr—设计热水温度(℃)，tr=55(℃) tL—设计冷水温度(℃)，tL=10(℃)
r—热水密度(kg/L)，r=0.986(kg/L) qrh=1394.32(L/h) (3) 全日供应热水系统的热水循环流量 式中：qx—全日供应热水的循环流量(L/h) Qs—配水管道的热损失(W)，取设计耗热量的5% △t—配水管道的热水温度差(℃)，取5℃ qx= 615.6(L/h) (4) 热水供水管的设计秒流量q(L/s) 计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率 式中：Uo—生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率(%) qr—最高热水用水定额 m—每户用水人数 kh—热水小时变化系数 Ng—每户设置的卫生器具给水当量数 T—用水时数(h) 0.2—一个卫生器具，给水当量的额定流量(L/s) Uo＝0.012% 查《建筑给水排水设计规范》(GB50015－2003)得系统热水供水管的设计秒流量为q=2.51(L/s)。 3 设备选取 (1) 蓄水箱 对于太阳能热水系统，由于受自然条件(太阳辐射一天之内随时间变化)的限制，太阳能集热系统，不可能全天24小时满足设计小时用水量(qrh)的要求。为满足使用要求，根据实际情况，考虑蓄热水箱水量、太阳能集热板的功率和用户用水量之间的关系，设计水箱容量为4.5个最大小时用水量(qrh)，则必能满足用水量的要求。 水箱的有效容积vk＝4.5 qrh≈6.5m3。 (2) 太阳能系统水泵选择：
集热器面积选型计算过程
集热器面积的选型计算 长沙XXX 地产有限公司——XXX 一期项目：地理位置：纬度28°14′，经度113°06′，当地纬度倾角平面年平均日辐照量11061KJ/（㎡·d ）。 根据该建筑特点，使用间接式系统；按每日45℃总用水量1800㎏计，计算太阳能热水系统集热器面积及板式换热器面积： （1）直接系统集热器总面积可按下式计算 ) 1()(L cd f i end w w c J f t t C Q A ηη--= ………………………………（公式1） 式中： c A — 直接系统集热器总面积，㎡； w Q — 日均用水量，㎏，取1800㎏； w C — 水的定压比热容，KJ/㎏·℃，取4.187KJ/㎏·℃； end t — 储水箱内水的终止温度（用水温度），℃，取45℃； i t — 水的初始温度，℃，取15℃； f J — 当地集热器采光面上的年日均辐照量KJ/㎡，长沙取11061KJ/㎡； f — 太阳能保证率，%；根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用 户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%~80%，长沙取50%； cd η — 集热器的年平均集热效率；根据经验值宜为0.25~0.55，具体根据产 品的实际测试结果而定，取0.55； L η — 贮水箱和管路的热损失率；根据经验为0.10~0.20，取0.20； 经计算得：c A =23.23㎡。 （2）间接系统集热器总面积可按下式计算 )1(hx hx C L R C IN A U A U F A A +=……………………………（公式2）
式中： IN A — 间接系统集热器总面积，㎡； L R U F — 集热器总热损失系数，W/（㎡·℃）；对平板型太阳能集热器，宜 取4~6 W/（㎡·℃），取4.2 W/（㎡·℃）； hx U — 换热器传热系数，W/（㎡·℃），取2500W/（㎡·℃）； hx A — 换热器换热面积，㎡；公式3计算得：1.404㎡，实际取1.5㎡，型 号：BR01； c A — 直接系统集热器总面积，㎡；公式1计算得：23.23㎡。 经计算得：IN A =23.83㎡，实际安装面积为24㎡。 （3）公式2中，换热器换热面积换hx A 下式计算 j hx z r hx t U Q C A ?= ε………………………………………（公式3） 式中： r C — 热水系统的热损系数，r C =1.1~1.2，取1.2； z Q — 太阳能集热系统提供的热量，W ，公式4计算得：11700W ； ε — 结垢影响系数，ε=0.6~0.8，取0.8； hx U — 换热器传热系数，W/（㎡·℃），取2500W/（㎡·℃）； j t ? — 一般可根据集热器的性能确定，可取5~10℃，取5℃； 经计算得：hx A =1.404㎡。 （4）公式3中，太阳能集热系统提供的热量z Q 可按下式计算 Y i Z S C Q ???????= 36001000)t -t (ρq f k end r rd t …………（公式4） 式中： t k — 太阳辐照度时变系数，一般取1.5~1.8，取高限对太阳能利用率有利， 取1.8； f — 太阳能保证率，按照太阳能实际保证率计算，长沙取50%；
平板型太阳能集热器技术标准
平板型太阳能集热器技术标准 1 范围 本标准规定了胜强阳光公司平板型太阳能集热器的产品分类、标记、技术要求、标识包装等内容。 2 引用文件 GB/T 6424-2007 平板型太阳集热器技术条件 GB/T 4271-2007 平板型太阳集热器热性能试验方法 GB/T 26974-2011 平板型太阳能集热器吸热体技术要求 GB/T 12936-2007 太阳能热利用术语 GB/T 25969-2010 家用太阳能热水系统主要部件选材通用技术条件 GB/T 1800.1-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的基础 GB/T 1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 1720-1979 漆膜附着力测定法 GB/T 1527-2006 铜及铜合金拉制管 GB/T 3190-2008 变形铝及铝合金化学成分 GB/T 6892-2006 一般工业用铝及铝合金挤压型材 GB/T 14846-2008 铝及铝合金挤压型材尺寸偏差 GB 5237.1-2008 铝合金建筑型材第1部分基材 GB 5237.2-2008 铝合金建筑型材第2部分阳极氧化型材 GB 5237.3-2008 铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材 GB 5237.4-2008 铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材 GB 15763.2-2005 建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃 GB/T 2518-2008 连续热镀锌钢板及钢带 GB/T 14978-2008 连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带 GB/T 13448-2006 彩色涂层钢板及钢带试验方法 GB/T 3880.1-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分：一般要求 GB/T 3880.2-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能 GB/T 3880.3-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分：尺寸偏差 GB/T 26709-2011太阳能热水器用硬质聚氨酯泡沫塑料 GB/T 17795-2008 建筑绝热用玻璃棉制品 GB/T 24798-2009 太阳能热水系统用橡胶密封件 GB/T 11618.1-2008 铜管接头第1部分：钎焊式管件 GB/T 11618.2-2008 铜管接头第1部分：卡压式管件 GB/T 13384-2008 机电产品包装通用技术条件 GB/T 191-2008 包装储运图示标志 3 产品分类与标记 3.1产品分类
太阳能热水器安装图详解以及安装过程
太阳能热水器安装图详解以及安装过程 如今各类采用新型环保能源的电器受到广大群众的追捧，太阳能电器同样的也越来越受到大众的青睐。那么这类太阳能电器安装起来复杂吗？能够自己安装吗？新浪装修抢工长将为你讲解太阳能热水器安装图以及安装流程。 太阳能热水器安装图之一：手动控制太阳能热水器安装图
是最简单的太阳能热水器的安装图，在用户房间内，打开进水阀门4，自来水通过打开的手阀1进入太阳能水箱，待水箱的水装满了，就会通过排气口3外接的管道流出来，流到用户的接水槽，用户看到水流出的信号，关掉进水阀。太阳能热水器进水过程结束。太阳能的水经一天太阳的照射，水温逐步提高，晚上就可以使用了。 太阳能热水器安装图之二：机械式自动进水安装 减压阀控制的机械自动进水方案
由于手动进水存在不方便的地方，人们采用了一些机械式自动进水的方法，在这里我们介绍二种比较普遍，安装比较简单又比较可靠的方案：减压阀如上图，是一种经常用到的机械式自动进水的控制部件，它的可靠性较高。 太阳能热水器安装图之三：带太阳能控制仪的太阳能热水器的安装
这是是太阳能热水器安装中应用的最广的方案，太阳能的运行由太阳能控制仪8控制，当太阳能热水器水箱水位低于最低水位时，由控制器打开电磁阀1，使得水箱进水，当水位升到用户设定的最高水位时，控制器关闭电磁阀1，进水停止。用户可以指定上水时间，当指定时间到时，只要水位不超过最高水位，控制器就打开电磁阀1进水，直至水位达到最高水位为止。控制器也可以手动强制进水：当按下手动进水键时，控制器打开电磁阀进水直到水位达到最高水位为止。控制器还可以控制电加热，当按下电加热键时，控制器导通电加热器7的电源，电加热器工作，直到用户指定的温度为止。当温度下降到指定温度以下3-5度，控制器重新启动电加热，将水加热至指定温度。用户还可以指定加热时间，在某一时间，太阳能水箱的温度达不到设定的温度，控制器就会导通电加热器，将水箱的水加热至设定的温度为止。控制仪还有保护作用，当水位下降到某一点时，电加热停止，直到水位回升到该点以上。 安装流程： 1.安装向阳 太阳能热水器应安装在无遮阳的地方，主体朝阳（正南或偏西10度左右），并固定牢固以免恶劣强风天气刮倒热水器。 2.主体安装顺序
太阳能热利用模拟试题参考答案及评分标准
黄淮学院电子科学与工程系2013—2014学年第二学期期末考试《太阳能热利用技术》模拟试卷参考答案及评分标准 一、单选题（每小题1分，共20分） 二、填空题（每空1分，共22分） 1、显热储存潜热储存化学储存 2、热力参数 3、透明盖板隔热材料吸热板外壳 4、蒸发传热冷凝传热 冷凝液回流 5、空气水压 6、普通玻璃镜片高纯铝阳极氧化反光材料聚酯薄膜真空镀铝反光材料 7、传热、传质 8、吸收剂的质量分数 9、提高温室白天的太阳吸收量、减少温室夜间向外散热 10、太阳能集热棚太阳能烟囱涡轮机发电机组 三、简答题（每小题4分，共16分） 1、答：当平板集热器工作时，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上，被吸热板吸收转换成热能，然后将能量传递给吸热板内的传热介质，使传热介质的温度升高，作为集热器的游泳能量输出。同时，温度升高后的吸热板不可避免地要通过传导对流和辐射等方式向四周散热，成为集热器的热量损失。 2、答：作用：透过太阳辐射；保护吸热板不受外界损坏；形成温室效应，阻止吸热板对外界散热 技术要求：高全光透射比；耐冲击强度高；良好的耐候性能；绝热性能好；加工性能好； 3、答：良好的发泡车间温度；良好的保温环境；做好发泡前的准备；注意原料的储存温度；选用优质发泡原料。
4、答：收集阳光并将其聚集到一个有限尺寸面上，以提高单位面积上太阳辐射度，从而提高被加热工质的工作温度，即将太阳能辐射聚集，以提高其功率密度。 四、分析题（每小题5分，共15分） 1、答：如若出现白色，就是因为在镀膜过程中没有打开氮气瓶的气阀，氮气没进入镀膜机内，这可以通过检查氮气瓶气压表或管道等处来确保打开氮气瓶的气阀； 如若出现黄色膜层，则说明氮气量过多，应减少气流量或修正计算机输入程序。 2、答：（1）水箱必须在承受一定的水压时不能渗漏。根据国家标准要求，承受水压相当于工作压力的1.5~2倍。 （2）要求水箱在较高的温度（80℃~100℃）下能确保水的质量，即符合我国的生活饮用水标准； （3）水箱必须具有足够的机械强度和刚度； （4）水箱应根据建筑现场考虑与基础设施的配合，必须用隔热材料加以保温； （5）具有良好的耐候性能及较长的使用寿命，一般要求10~15年以上； 3、答：假设采暖热媒温度为40℃、回水温度为25℃时，集热器温度超过40℃，辅助加热工具就不工作；当集热器温度在25~40℃之间，辅助加热装置需提供部分热源；当集热器温度降到25℃以下，系统中全部水量只通过旁通管进入辅助加热装置，采暖所需热量都由辅助加热装置提供，暂不利用太阳能。 五、计算题（共11分） 1、（5分） 2、（6分） 根据题意已知：t f1=20℃，t f2=6℃，A=1m2,h1=7.5W/(m2·K),λ =0.8W/(m·K),h2=22.7W（m2·K）。那么各部分热阻分别为： R1=1/(h1A)=1/(7.5×1)=0.13333（K/W）
一 太阳能热水器工作原理
一太阳能热水器工作原理 太阳能热水器便是太阳能成果应用中的一大产业，它为百姓提供环保、安全节能、卫生的新型热水器产品，太阳能热水器就是吸收太阳能的辐射热能，加 热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。 系统组成 ◆集热器： 系统中的集热元件。其功能相当于电热水器中的电热管。和电热水器、燃气暖水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射暖量，故而加暖时间只能在有太阳照射的白昼。 ◆保温水箱： 和电暖水器的保温水箱一样，是储存暖水的容器。因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的暖水储存起来。容积是每天晚上用热水量的总和。采用同乐搪瓷内胆承压保温水箱，保温效果好，耐腐蚀，水质清洁，使用寿命可长达20年以上。 ◆连接管道： 将热水从集热器输送到保温水箱、将心灰意冷水从保温水箱输送到集暖器的通道，使整套系统形成一个闭合的环路。设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。热水管道必须做保温处理。管道必须有很高的质量，保证有20年以上的使用寿命。 环保作用 每平方米平板太阳能集热器平均每个正常日照日，可产生相当于2.5度电的暖量，每年可节约标准煤200公斤左右，可以减少700多公斤CO2的排放量。太阳能热水器的广泛运用，包括生活用热水，采热，空调,在省钱的同时必将极大地改善地球的污染状况。 二太阳能暖水器选购事项 -------------------------------------------------- ---------------------------- １、水箱的密闭性能良好，最好是采用自动氩弧焊或脉冲电阻焊加工的不锈钢水箱内胆耐晶间腐蚀强； ２、保温的材料及厚度最好采用聚氨酯整体发泡材料保温，并且要有一定的厚度、产品应采用50mm 以上； ３、真空管的品牌应选择质量和性能卓越的品牌，一次精心的选择，十五年不后悔； ４、真空管支数与水箱容积配比应合理以冬季天天能满足地享用热水为标准，春夏秋季一般都不成问题； ５、外型美观大方；