太阳能集热器的分类和各自特点
太阳能集热器的类型与特点分析
太阳能集热器的类型与特点分析作者：夏伟淳来源：《中国科技博览》2018年第13期[摘要]随着环境的破坏和能源的大量消耗，发展新能源技术已经成为21世纪的重点领域，与传统能源相比，太阳能取之不尽、用之不竭，无污染，是一种理想的能源。
太阳能集热器是一种将分散的太阳辐射能集中起来并转换为热能的装置，在多个领域都有应用，本文就太阳能集热器的类型与特点进行分析。
[关键词]太阳能集热器类型特点中图分类号：R735 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0040-01太阳能集热器是一种将分散的太阳辐射能集中起来并转换为热能的装置，是太阳能热利用系统中的关键装置和核心部分。
太阳能集热器可以应用于太阳能热水器、太阳能干燥器以及太阳能热电站等不同的领域。
要想更好地利用太阳能集热器，就必须了解太阳能集热器的分类及特点。
一、太阳能集热器的分类电子技术的发展为太阳能集热器类型的多样化发展提供了可能。
首先，按照进入采光口的太阳辐射方向可以把太阳能集热器分为聚光型集热器和非聚光型集热器；而依照传热工质类型，可以把太阳能集热器分为液体型集热器和空气型集热器；有真空空间的太阳能集热器是真空管型集热器，不存在真空空间的为平板型太阳能集热器。
其中平板型太阳能集热器和真空管型太阳能集热器是我们日常生活中最为最为常见的类型。
1.平板型太阳能集热器平板型太阳能集热器的主要构件有吸热体、透明盖板、隔热层和外壳等，在太阳能低温热利用体系中属于基本器件。
太阳光透过透明盖板投射在吸热体上，大部分太阳辐射能会被吸热体吸收，而后自动转换为热能，然后将热能传递给吸热体内的传热工质，温度会随着太阳辐射的增多而逐渐升高，有用热能慢慢在集热器中聚集。
同时，随着吸热体内温度的升高，透明盖板和外壳向会将吸附的热量向周围环境缓慢疏散，成为平板型太阳集热器的重要的热损失途径。
2.真空管型的太阳能集热器真空管型太阳能集热器是以平板型太阳能集热器为基础而研发的新型集热装置。
第四讲太阳集热器
盖板的材料
有玻璃、抗老化透明玻璃钢、抗老化透明塑料板 等。 常用的盖板以普通玻璃为多。出口或高档产品都 使用钢化玻璃盖板。 在北方使用的集热器采用双层盖板时，一般采 用玻璃加聚碳酸酯薄膜。盖板的层数由使用地区气 候条件和工作温度而定，一般为单层，只有在气温 较低或工作温度较高的工况才采用双层盖板。有条 件时使用透明蜂窝材料，效果非常好。 盖板与吸热板的距离应考虑大于 25mm。 距离 太小会降低集热效率。
（三）保温层
保温层的作用是减少集热器向环境散热，以提高集热器 的工作效率。 保温层的技术要求是：（1）保温性好， 即材料的导热 系数小， 一般要求 0.55W/m2. ℃；（2）不易变形或挥 发，不产生有毒气体，不吸水。 保温层的材料有岩棉、矿棉、聚苯乙烯、硅酸铝纤维、 聚氨酯发泡塑料等。 保温层的厚度一般控制在 15－30mm，也可用下面经验 公式来计算：
吸热涂层的性能直接影响吸热板的热性能。涂层 分为选择性和非选择性2种。普通黑板漆是一种非选 择性涂料，其太阳吸收率 与长波发射率 相等， 它可用于低温集热器。对于中高温集热温度（集热温 度大于环境温度 30℃以上）的集热器应采用选择性 涂料。北京生产的TXT太阳能涂料 对太阳能涂料的技术要求：有较高的选择性能， 即 ；附着力强，不起皮；耐候性好。 目前，还没有一种较理想的太阳能涂料被集热器 生产厂家所接受。
（二）透明面盖
盖板的作用是让太阳可见光透过（0.3－3μ m) 而不让吸热板产生的远红外线透过(长波辐射 3.0μ m以上），使集热器内获得较高的温升，这 种作用也称之为温室效应。
盖板的技术要求： （1）具有高全光（太阳）透过率； （2）红外透射比低； （3）有较高的耐冲击强度； （4）有良好的耐候性；（适应各种气候条件） （5）导热系数小，隔热性能好； （6）便于加工。
太阳能集热器
2、太阳选择性吸收涂层 3、真空夹层 5、支承件 6、吸气剂 7、吸气膜
全玻璃真空管的生产流程
真空管选择性吸收涂层
采用选择性涂层作为吸热体的光热转换材料， 要涂层有高的太阳吸收比，低的发射率，良好 的真空性能，耐热性能。
采用磁控溅射技术的多层（渐变）铝－氮/铝 选择性吸收涂层，光吸收率可达0.93，红外发 射率约为0.05（80℃）
主要特点：减少集热器的传导、对流和 辐射热损失
从受力情况和密封角度，所以通常将真 空太阳集热器基本单元做为圆管形状， 而不是平板
真空管集热器分类
全玻璃的真空管集 热器吸热体由玻璃 管组成
金属吸热体真空管 集热吸热体由金属 材料组成，如热管 式真空管集热器
全玻璃真空管的结构
1、内玻璃管 4、外玻璃管
➢ 集热器效率是变数，不是常数，与集热器工 作温度、环境温度和太阳辐照度有关
➢ 效率曲线在y轴上的截距表示集热器可获得的 最大效率
➢ 效率曲线的斜率值表示集热器总热损系数的 大小
➢ 效率曲线在x轴上的交点值表示集热器可达到 的最高温度
三、真空管型太阳集热器
真空集热器：将吸热体与透明盖层之间 抽成真空的太阳集热器
➢平板集热器 ➢真空集热器
二、平板型集热器
吸热体——吸收太阳辐射能 ，将其转换为热能，并向工 质传递热量
透明盖板——光学性能好、 机械性能好、耐老化性能好
隔热层——降低集热器热损 失提高其热效率
壳体——将吸热体、透明盖 板和隔热层装配成一体
平板太阳集热器构造示意图
平板型集热器传热示意图
热管式真空管的特点
➢ 热效率高：最高运行温度可达 100℃.最高闷晒温度可达250℃. 工作温度为70℃-120℃
太阳集热器
太阳集热器太阳集热器是吸收太阳辐射能并向工质（水或空气）传递热量的装置，它是太阳热水器最重要的组成部分，其性能与成本对太阳热水器的优劣起着决定性作用。
太阳集热器的分类1、根据收集太阳能量方法分类（1）聚光型太阳热水器它是利用抛物面或凹面镜收集太阳的直射辐射能量。
由于吸热面积小于采光面积，所以热损失小，适用于高温集热。
其装置结构可分为跟踪与不跟踪两种。
（2）平板型太阳热水器它的采光面积与吸热面积相等。
它不仅可接收直射辐射还可接收散射辐射，因此一般不需要跟踪。
2、根据吸收太阳能的工质不同分类（1）工质为液体（水）它称为液态集热器，太阳热水器大部分集热器均以水为工质，也有部分集热器采用耐低温防冻介质。
（2)工质为气体它称为空气集热器，是太阳能干燥装置的重要部件。
其干燥温度范围一般为40～70℃。
3、根据集热器吸热体的不同结构分类（1）平板集热器它是以金属或非金属做成吸热板的集热器，其集热温度一般为中温或低温，即环境温度为θ0＋（20～40）℃或环境温度为θ0＋（10～20）℃。
特种平板集热器集热温度可达中高温为θ0＋（40～70）℃。
（2）全玻璃真空管集热器它是以全玻璃真空集热管组合而成，其集热温度范围为中温或中高温，即θ0＋（20～40）℃或θ0＋（70～120）℃。
当然，中低温也可以应用，但却未能充分发挥其特性。
（3）热管真空管集热器它是以热管真空管组合而成。
其集热温度范围为中温或中高温，即θ0＋（20～40）℃或θ0＋（40～70）℃。
太阳集热器的结构实例全玻璃真空管集热器和热管真空管集热器的结构将在相应的章节中予以叙述。
这里仅重点介绍几种平板型集热器结构实例。
1、常用平板型集热器单层玻璃并带有黑色涂层的集热器；表面涂层为选择性吸收膜；盖板采用塑料薄膜，质量轻耐冲击，但抗老化差些；在盖板和吸热体之间放入垂直蜂窝透明材料，以减少热损失；均考虑在寒冷地区使用。
2、特殊用途平板集热器当平板集热器用于中高温（如制冷需在90℃左右）集热时，则必须做成选择性涂层并加入透明的玻璃棉，以减少热损提高集热温度，这种结构是为了减少盖板一侧的热损；而同时也是为了减轻质量。
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。
全玻璃真空管太阳集热器的分类及特点
全玻璃真空管太阳集热器的分类及特点目前市面上全玻璃真空管太阳集热器主要有三大系列产品，分别是：普通型全玻璃真空管太阳集热器、热管式全玻璃真空管太阳集热器和U型管式全玻璃真空管太阳集热器三大系列产品。
目前仍然以普通型全玻璃真空管太阳集热器为主，下面就三大系列产品的结构和特点逐一介绍。
（一）普通型全玻璃真空管太阳集热器1、组成：真空管、联箱、尾座、支架组成。
分横管和竖管两种。
（1）真空管构造：真空管是全玻璃真空管集热器的核心部件、是整个太阳能系统的发动机，其性能优劣决定着整个系统的得热性能和寿命。
真空管构造图④③⑦⑥⑤②①①罩玻璃管②内玻璃管③卡子④吸气剂⑤真空夹层⑥选择性吸收涂层⑦吸气膜（2）真空管材质要求：真空管采用硼硅玻璃3.3（氧化铁含量5%以下；热稳定性好；热膨胀系数低为3.3×10-6/℃；耐热冲击性好，耐热温差大于200℃；有较高的机械强度；较好的抗化学腐蚀性能；具有良好的光学性能，透光率≥ 0.89）（3）真空管技术要求：①材料采用硼硅玻璃3.3；②空晒性能参数y≥175m2•℃/kW（当太阳辐照度G≥800W/ m2,环境温度t在8～30℃之间）③闷晒到水温增加35℃所需的太阳能曝辐量≤3.8MJ/ m2（当太阳辐照度G≥800W/ m2,环境温度t在8～30℃之间）④平均热损失系数≤0.9W/ m2·℃⑤真空度≤5×10-2Pa；⑥耐热冲击应能承受25℃以下冷水和90℃以上热水交替反复冲击3遍而不损坏；⑦耐压冲击应能承受0.6Mp的压力；⑧抗冰雹要求应在径向尺寸不大于25mm的冰雹袭击下不损坏。
（4）真空管镀膜技术目前真空管的镀膜工艺有两种：渐变镀膜工艺和干涉镀膜工艺，过去常用的“晒乐”真空管就是采用渐变镀膜工艺，为真空管式太阳能热水器的推广和普及奠定了坚实的基础；皇明太阳能推出的干涉镀膜工艺是真空管的镀膜技术得到进一步的发展，吸收率更高、散热率更低。
真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点
8.平板式太阳能的工程应用事例（分别是广东省内各家较大太阳能公司的平板式太阳能热水工程）和带来的危害：据笔者所知，
H.由于平板太阳能与真空管太阳能相比具有很大的缺点，2006年之前广东各个较大的太阳能企业极力推广的平板式太阳能均在公司网站上大篇幅的阐述平板式太阳能的优点，而现在，他们在网站上宣传平板式太阳能的优点时只是轻描淡写，这也就就证明平板式太阳能真的要淘汰了。
真空管太阳能特点：
二． 真空管太阳能的几种集热器：
真空管集热器；三高真空管集热器；真空热管集热器共三种。
二．真空管太阳能集热器的特征：
真空管太阳能集热器的结构：分内外管，内管内壁有水银涂层，内管外壁有吸热涂层，内外管之间是真空层；外管是透明的玻璃，内外管均采用高硬度的高硼硅玻璃；一端有进出口，另一端封闭。
真空管太阳能的特点：
1.平板式太阳能在70年代就已经发明和应用，自从80年代发明真空管太阳能后，在整个业界平板式太阳能就慢慢退出市场现在在我国只占不到5%的份额，太阳能热水器也经历了60年代的焖晒式太阳能，平板式太阳能，真空管式太阳能，真空热管式太阳能的发展历程，现在真空管已经发展到了三高真空管，真空热管真空管。
高技术少
吸热面积
受安装位置影响前排遮后排
受安装位置影响前排遮后排
受安装位置影响前排遮后排
一个平面，全面利用
调试情况
简单
简单
简单
有技术要求
性价比（主要受企业盈利影响）
差
优
(2021年整理)太阳能集热器类型对比
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本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请下载收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步,以下为 <太阳能集热器类型对比（推荐完整)〉这篇文档的全部内容.一、集热器的选型：根据用户实际用水状况,终端用水温度为45℃左右，由于平板型集热器在中温热水利用中，存在产水量高、不易结垢、可承压运行、故障率低、使用寿命长等优势.由于近年来真空管热水在使用中出现了炸管导致系统瘫痪、管内结垢及无法承压使用等问题.综合以上因素，建议贵单位的太阳能热水系统工程选用平板型太阳能集热器。
1。
1平板集热器产品特点：（1）集热器的关键部件－板芯选用国内优质铜材并采用国际先进的超声波焊接技术焊接而成，成型质量好，热阻小，使用寿命可达30年以上；（2）板芯涂层采用国内最先进的涂层，吸收率93—95%,发射率为9-10%；能够达到更高的吸热效果；（3)板芯制作完成后进行0.9Mpa压力试验，确保集热器质量可靠，系统可承压运行;（4）集热器边框采用特殊工艺加工而成的铝合金制做，外观大方，经久耐用；（5）玻璃盖板采用4mm厚国内优质品牌的钢化玻璃,透光率高达87％以上，抗冰雹、抗老化；（6）集热器背板保温采用岩棉保温层设计，边框保温采用橡塑，保温效果好散热损失小；（7）平板集热器结构效果图:平板集热器材料表序号名称材料1集热板芯集管Φ25×0.6，竖管Φ12×0.52吸热涂层高效涂层，吸收率低,发射率高3保温岩棉底部δ=30mm，侧部δ=25mm4玻璃盖板钢化玻璃δ=4mm，强度1KG重钢球自1米高自由落体，不破碎，可抵抗风砂、冰雹5集热器边框材质6063(LD30,LD31）铝合金，氧化着色,耐腐蚀性强，σ=270N/MM2【真空管、热管与平板太阳集热器性能对比表】【设备的布置方案】太阳能集热器安装于建筑屋面，安装形式为屋面镶嵌式：集热器与坡屋面结合设计，嵌入南坡屋面并和瓦面相平，各种管线均为暗装（表面设可拆开排水板）与瓦屋面浑然一体。
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太阳能集热器的分类和各自特点
作者：北京同享阳光太阳能科技有限公司谢和兴太阳能集热器从大的方面可分为：真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器，其中的真空管集热器可分为三种：全玻璃真空管集热器.热管式真空管集热器和玻璃-金属结构型真空管集热器; 平板集热器按吸热体结构可分为管板式.翼管式.扁盒式和弯曲式,一般吸热体传热工质流道多为并联体流道,而弯曲式平板集热器则为串联式流道。
真空管太阳能集热器的优点：结构简单易于制作.价格相对经济.环境温度低下时集热效率仍然比较高。
缺点：材质遇撞击易碎，不能承压运行。
平板型太阳能集热器优点：水质清洁，能承压运行，安全可靠，吸热体面积大，易于与建筑相结合，耐无水空晒，缺点是没有抽真空，环境低温或工质高温时集热器效率低下，价格相对较高，风阻较大，需做好防风固定。