不同安装角度下平板集热器阳台壁挂式太阳能热水系统性能分析
平板式太阳能集热器盖板的研究现状分析
2、国外研究现状
国外对平板式太阳能集热器盖板的研究主要集中在纳米技术、光电转化技术 等领域。例如，有些研究者将纳米技术应用于盖板材料中，以提高其光电转化效 率和保温性能；有些研究者则盖板的光电转化性能，将太阳能转化为电能，以提 高能源利用效率
。此外，国外研究者还对盖板的制造工艺进行了深入研究，探究如何提高生 产效率和降低成本。
一、研究背景
平板式太阳能集热器主要由吸热板、隔热层和外壳等组成，其中吸热板是集 热器的核心部分，用于吸收太阳辐射能。而盖板则位于吸热板上方，主要作用是 减少热损失、提高集热效率。在太阳能热水系统中，平板式太阳能集热器的使用 可以大大降低能耗，对节能减排具有重要意义。
二、研究现状
1、国内研究现状
在过去的几十年中，热管平板式太阳能集热器和太阳能热水系统已经得到了 广泛的研究。然而，由于太阳能的间断性和不稳定性，这两种技术仍存在一些问 题和局限性。例如，太阳能集热器的热效率不高，热水系统的存储和分配问题等。
因此，本次演示将提出一些研究问题和假设，旨在解决这些问题，提高太阳 能的利用效率。
本次演示的研究方法将包括文献综述和实验研究。首先，我们将对热管平板 式太阳能集热器和太阳能热水系统的相关研究进行梳理和评价，找出已有研究的 不足和局限性。然后，我们将设计实验，通过实际测试和分析，探究这两种技术 的性能和应用情
国内对平板式太阳能集热器盖板的研究主要集中在材料、结构和优化设计等 方面。在材料方面，研究者们主要盖板的保温性能、抗老化性能和抗紫外线性能 等。例如，有些研究者将高保温材料应用于盖板中，以提高其保温性能；有些研 究者则盖板的抗老化性能，探究不同材料的老化速度和机理。
在结构方面，国内研究者主要对盖板的形状、尺寸和构造等进行研究。例如， 通过对盖板的结构进行优化设计，减小集热器表面温度差异，从而提高集热效率。 此外，有些研究者还盖板的通风性能，以保证集热器在多云天气下仍能正常工作。
浅谈平板型集热器在太阳能热水系统中的应用
浅谈平板型集热器在太阳能热水系统中的应用作者：唐青来源：《现代企业文化·理论版》2010年第17期摘要:在太阳能的热利用中,关键是将太阳的辐射能转换为热能。
集热器是各种利用太阳能装置的关键部分,其性能优劣直接影响太阳热水系统的性能;同时也关系到投资者的经济利益。
文章着重谈了平板型集热器的性能及运用。
关键词:集热器;太阳能热水器;热水系统;平板型集热器目前市面上太阳能集热器的分类有多种:(1)按集热器的传热工质类型分:液体集热器、空气集热器;(2)按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分:聚光型集热器、非聚光型集热器;(3)按集热器是否跟踪太阳分为:跟踪集热器、非跟踪集热器;(4)按集热器内是否有真空空间分为:平板型集热器、真空管集热器;(5)按集热器的工作温度范围分为:低温集热器、中温集热器、高温集热器。
一、构造1.平板型太阳能集热器的性能参数。
平板型太阳能集热器主要有吸热板、透明盖板、隔热层和外壳等几部分组成。
用平板型太阳能集热器组成的热水器即平板太阳能热水器。
当平板型太阳能集热器工作时,太阳辐射穿过透明盖板后,投射在吸热板上,被吸热板吸收并转化成热能。
然后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。
与此同时,温度升高后的吸热板不可避免的要通过传导、对流和辐射等方式向四周散热,成为集热器的热量损失。
各部分的材质及性能见下表:集热器板芯是平板型太阳能集热器的核心部件。
板芯为采用阳极氧化涂层,附着力强,不退色,这种选择性吸收涂层吸收率高、发射率低,集热效率高。
2.平板式集热器太阳能系统性能特点及应用。
平板型太阳集热器和其他太阳集热器相比具有几大特点:(1)平板集热器最适合用于承压系统;(2)最适合于双循环的太阳能热水器;(3)最有利于实现太阳能热水器与建筑结合;(4)系统寿命长,维护费用低;(5)大多数情况下可以提供更多的生活热水;(6)平板集热器用于太阳能采暖系统时能较方便解决非采暖季节的系统过热问题。
太阳能热水系统的性能评价与研究
太阳能热水系统的性能评价与研究在当今能源紧张和环保意识日益增强的时代，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其应用越来越受到人们的关注。
太阳能热水系统作为太阳能利用的重要领域之一，已经在家庭、商业和工业等领域得到了广泛的应用。
然而，要想充分发挥太阳能热水系统的优势，对其性能进行准确的评价和深入的研究是至关重要的。
太阳能热水系统的工作原理其实并不复杂。
它主要是通过太阳能集热器吸收太阳辐射能，将其转化为热能，然后通过传热介质将热能传递给水箱中的水，从而使水升温。
太阳能集热器通常分为平板式和真空管式两种，它们各有优缺点。
平板式集热器结构简单、成本较低，但集热效率相对较低；真空管式集热器集热效率高，但成本也相对较高。
在对太阳能热水系统的性能进行评价时，我们需要考虑多个方面的因素。
首先是集热效率，这是衡量太阳能热水系统性能的关键指标之一。
集热效率越高，意味着系统能够更有效地将太阳能转化为热能，从而提供更多的热水。
其次是热水供应的稳定性和可靠性。
一个好的太阳能热水系统应该能够在不同的天气条件下，都能稳定地提供满足用户需求的热水。
此外，系统的使用寿命、维护成本、初投资等也是需要考虑的重要因素。
为了准确评价太阳能热水系统的性能，我们需要进行一系列的测试和分析。
其中，最常见的方法是通过现场测试来获取系统的实际运行数据。
在测试过程中，我们需要测量太阳能集热器的进出口温度、流量、太阳辐射强度等参数，并根据这些数据计算出系统的集热效率、热损失等性能指标。
此外，还可以通过模拟软件对太阳能热水系统进行建模和仿真分析，预测系统在不同条件下的性能表现，为系统的优化设计提供依据。
在实际应用中，太阳能热水系统的性能往往会受到多种因素的影响。
例如，天气条件是一个重要的因素。
在阳光充足的晴天，系统的集热效率通常较高，能够提供大量的热水；而在阴天或雨天，太阳辐射强度较弱，系统的集热效率会明显降低，热水供应可能会受到影响。
此外，系统的安装角度、朝向、周围环境等也会对性能产生影响。
不同太阳能集热产品热水系统得热量对比测试及分析
不同太阳能集热产品热水系统得热量对比测试及分析近年来，随着太阳能产业的飞速发展和太阳能供热工程的广泛应用，平板集热器和真空管集热器在外观、质量和性能方面都有了长足的发展，太阳能企业遍布全国各地。
在这种情况下，对于不同太阳能集热产品热水工程的系统得热量即系统热效率的高低也就成为各企业宣传的主要内容，有些企业认为平板集热系统得热量高，有些企业认为真空管集热系统得热量高，甚至有些企业和个人还提出平板集热器属于淘汰产品，真空管集热器是平板集热器的替代产品等观点。
为了验证这些观点正确与否，并得出实际可信的结论，我公司在2005年10月份投资数十万元建成了怀柔“多种太阳能集热系统热性能对比测试”试验基地，其主要目的是为了测试目前市场上主流太阳能光热产品的系统工程得热量的高低。
现将我公司此次测试的全部过程和部分测试记录及结果等信息公布并与大家共享：一、测试方案：1、测试设备：（1）五种四平米集热器：普通镀黑铬涂层平板集热器、普通TXT涂层平板集热器、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、真空管集热器（2）五台UPS15-90格兰富循环水泵（3）五台温差循环控制器（4）五个200升太阳能保温储水箱其中，普通镀黑铬平板集热器采用国内最先进的镀黑铬选择性涂层，其太阳光的吸收率为93%-95%，发射率为9－10%；普通TXT平板集热器采用TXT选择性涂层，该涂层太阳光的吸收率为90%，发射率为40%-50%；真空管集热器采用国内知名品牌真空管，质量可靠，其选择性涂层的吸收率大于90%，发射率不大于6%。
2、测试系统原理图（各系统均采用温差循环系统）：3、测试目的：在同等环境及同样温差循环系统条件下，各种太阳能集热系统产水温度对比，为新型集热器及太阳能采暖系统的开发提供基本数据参考，并把测试结果与以往测试结果对比，最终得出各种集热器年月平均产水量曲线图。
4、测试时间：2005年11月至2006年3月5、测试现场：五套温差循环系统集热器照片（从左向右依次为：普通镀黑铬涂层平板集热器、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、真空管集热器、普通TXT涂层平板集热器，每套系统均为四平米集热器）五套温差循环系统水箱照片（从左向右依次为：普通镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、真空管集热系统储水箱、普通TXT涂层平板集热系统储水箱）二、 测试记录：因此次测试数据较多，下面我们选择了比较典型的几天测试记录作为参考：多种太阳能集热系统热性能对比测试数据统计表（表一）多种太阳能集热系统温升曲线图（以12月14日为例）温度℃1h 2h 3h 4h 5h 6h普通平板双层玻璃保温单层玻璃保温真空管TXT平板多种太阳能集热系统得热量对比统计表（表二）***注：此对比表以普通镀黑铬平板集热器作为基数对比得出以上数据。
阳台壁挂太阳能阳台壁挂太阳能热水器优缺点分析
阳台壁挂太阳能阳台壁挂太阳能热水器优缺点分析说起热水器，我们首先都会想到太阳能热水器。
随着环境污染的加剧和资源能源的稀缺，太阳能产品逐步显现出它的强大实力，并逐步走进我们每个人的生活。
阳台壁挂太阳能热水器作为太阳能热水器的典型代表，不仅具有其他热水器的功能效果，更重要的是它节能环保、舒适便利、美观大方。
下面我就为您介绍一下阳台壁挂太阳能热水器的优缺点状况。
阳台壁挂式太阳能热水器是特地为高层、小高层住宅配套设计开发，弥补了传统的太阳能热水器由于先天不足无法实现与建筑及环境完善结合的圆满，这一开发真正体现了太阳能与建筑及环境一体化的完善结合。
阳台壁挂式太阳能主要由集热器、水箱（水箱自带掌握系统）、连接管道附件、集热器支架、防冻液、掌握器等构成。
阳台壁挂太阳能热水器的优点1、水压有保障。
阳台壁挂太阳能配备了承压水箱，这种水箱可以和自来水联通，不会存在传统太阳能上水等问题而且水压力还得到了保障。
2、受环境影响小。
阳台壁挂太阳能采纳热循环方式，所以就算是冬每天气冷到零下30也不会消失结冰的现象，而且系统平安性能比较的高。
同时可以光电齐用，假如没有太阳，也可以用电能加热，让没有太阳的冬天也能享受热水。
3、安装便利、敏捷。
安装位置便利，就算安装在一层或者地面也能向高层供水，无需任何外加动力装置，而且便于拆卸、修理。
阳台壁挂太阳能热水器的缺点1、价格高，安装成本高。
目前一般100升左右的价格在4千5千元左右不等。
比较的小，假如是一个人用可以用太阳能的热水，假如一家人的话那么只能用电加热了，水箱都在120升以下。
2、地区限制比较的强。
一般在南方还比较的有用而在北方的话基本上是如同鸡肋。
假如天气太冷要定期补充或者更换防冻液，增加了售后成本。
安装简单，不过这个一般都是工人在安装。
太阳能热水的功能有用效率不是很高。
阳台壁挂式太阳能热水器
阳台壁挂太阳能属于分体式太阳能热水系统，水箱放 置在阳台内，集热器放置在建筑南立面阳台上。其工 作原理为：利用集热管将吸收的太阳辐射转换成热能。 再通过水箱内换热器进行二次换热原理，从而使整个 水箱内的水温逐渐升高。
2． 工作原理
集热器里面的吸热器将吸收的太阳辐射转换成热能， 使得集热器换热管内中的工质的温度不断升高，再利 用自然循环系统，使水箱内的水逐渐升温。由于集热 器内的工质为抗低温液体，能保持在零下40度不冻。 所以即使高寒地区，一年四季也可正常运行。
光电互补 太阳能与其电能互补，保证用户随时使用热水。 安全可靠 平板（U型管或超导热管）太阳能集热换热技术，既提高了阳台壁挂产品的热
效率，又成功实现了产品与建筑一体化的要求，并且大大解除了传统太阳能热水器冰冻、 易炸管、易漏水、易结垢等隐患，从此使传统太阳能热水器告别了“不安全”时代。
4.具体配置
系统节能 工质循环系统为自然温差循环，无需电能，在阳光充足的情况下，提供用户热 水，整个系统为超低能耗。
单向换热 集热器换热管内不走水，集热器和水箱是换热式工作。并且换热属于单向换热， 因而水箱内的热量不会通过集热器向外流失。
智能控制 系统采用智能控制器，并具有防高温、防腐蚀、防干烧、防漏电等多种保护功 能，使用安全方便。
集热器类型 材质 吸热层
玻璃盖板
平板
U型管（超导热管）
铜铝复合、全紫铜
紫铜U型管或超导热管
阳极氧化膜、黑铬、磁控蓝膜、氮氧化 选择性吸收涂层
钛
普通钢化玻璃、布纹钢化玻璃、低铁布 玻璃真空集热管
纹钢化玻璃
边框及颜色 铝合金（香槟色、古铜色、银白色等颜 铝合金
色）
集热器保温材料 玻保温
发泡
阳台壁挂太阳能
阳台壁挂太阳能阳台壁挂式太阳能热水器是专门为高层、小高层住宅配套设计开发，弥补了传统的太阳能热水器由于先天不足无法实现与建筑及环境完美结合的遗憾，这一开发真正体现了太阳能与建筑及环境一体化的完美结合。
阳台壁挂式太阳能主要由集热器、水箱（水箱自带控制系统）、连接管道附件、集热器支架、防冻液、控制器等构成。
1集热器：材料：超白低铁钢化玻璃，磁控溅射涂层吸热板心、激光整板焊接、玻璃纤维保温，防锈铝板背板。
2水箱：承压水箱一方面解决了上水问题(顶水出水)，同时也解决了出水压力问题，保温水箱许多是“专利保护”带换热器的专用水箱。
非承压水箱结构简单、性能可靠、价格低廉，更易与建筑结合，但其却面临两个问题：一是上水问题；二是出水压力问题。
这两个问题制约了非承压水箱在阳台壁挂太阳能上的使用。
4系统循环方式壁挂太阳能热水系统多采用间接双循环、自然循环方式，用防冻液作为换热介质能够起到防冻、防结垢的目的。
5、平板阳台壁挂太阳能相对与真空管太阳能的优点：阳台壁挂太阳能集热器是最适用于承压系统和二次循环系统的太阳能集热器，同时在与建筑结合方面，具有易与建筑立面结合、便于安装运行和维护、寿命长，满足建筑安全、可靠、美观新要求等优势。
1、新型高效平板集热（器）系统优势显著——20项优势优点1---- 承压运行：高效平板式集热器及系统的工质在金属流道（铜管）内流动，从而可以承压运行，耐腐蚀，不泄漏。
优点2----实现分体式安装：高效平板式集热器可以与储热水箱分离，从结构上满足了太阳能与建筑一体化的要求。
优点3----与建筑一体化：高效平板型太阳能集热器可以作成建筑构件，实现太阳能与建筑有机结合，可以彻底解决太阳能安装的美观问题。
优点4----安装灵活方便：由于采用分体系统，各部件能够独立安装，施工时可以预留或预埋；太阳能热水系统的安装与建筑同步进行，屋面防水和保温问题容易妥善解决；储热水箱隐蔽在地下室、阁楼或楼梯间，不占室内空间，避免屋顶承重，对建筑没有伤害，系统各部件的安全性、可靠性符合建筑的相关要求。
平板太阳能热水器性能对比 (1)
3、换热问题 搪瓷夹套水箱的换热效率低，得热量少的很多问题。通常100L的夹套水箱分 析，一般直径为Φ370mm，夹套的长度为620mm~800mm，减去升降区实际 可以换热的长度只用500mm~650mm，实际换热面积为0.6m2左右。夹套水 箱为壁厚2mm的碳钢，其传热系数为32~41W/(m· k)，内有0.4mm厚的搪瓷涂 层，其传热系数为2W/(m· k)，按照傅里叶平壁传热方程计算其传热系数是非 常低的，再者由于水质问题，水箱内壁结构严重也导致了换热效率低，这两 大因素是造成夹套水箱水不热的主要原因。见（图三）国内一知名厂家生产 的搪瓷夹套水箱经过6个月的测试后解剖后的图片
图三
4、保温问题 一般水箱以100L为例保温层厚度为50mm,而搪瓷夹套水箱由于增加了夹套 15mm的厚度，实际保温层厚度为35mm左右，发泡时中心不准，再加上由于 夹套内为传热介质，当晚上夹套内介质冷却后水箱内的热水通过内胆壁向介 质传热，保温效果下降。图（四）国内一知名厂家生产的搪瓷夹套水箱解剖 后的图片，保温层厚度一边30mm一边40mm。
管板式平板集热器
无机超导平板集热器
二、承压水箱性能对比
搪瓷夹套承压水箱
搪瓷非夹套承压水箱
1、搪瓷夹套承压水箱结构
搪瓷水箱的整体结构由水箱内胆，材质为2mm碳钢，内胆内壁为高温涂搪、夹套， 材质为1.5mm碳钢，夹套层空间距离为12mm、聚胺脂保温层加外壳组成。
2、搪瓷夹套承压水箱生产工艺
1.“先焊夹套后烧结”的夹套内胆生产工艺。 1. 生产工艺是将整个水箱内胆和夹套全 部焊接好后再进行高温涂搪。（图二） 见（图一）
平板太阳能热水器性能对比
一、平板集热器性能对比
管板式平板集热器
无机超导平板集热器
平板式阳台壁挂太阳能应用浅析
平板式阳台壁挂太阳能应用浅析摘要：随着世界范围内的能源短缺和人们环保意识的增强，新能源和可再生能源技术将是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的技术领域之一，而太阳能作为取之不尽、生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源，有着能源总量大，又容易实现小型化的优点，被认为是21世纪最重要的新能源。
太阳能热水器将会成为改变人们生活的一大重要产品。
平板式阳台壁挂太阳能成功解决了传统太阳能热水器安装中存在的瓶颈问题，成功实现了建筑一体化。
本文就平板式阳台壁挂太阳能的应用方面做了一些探索研究。
关键词：可再生能源太阳能热水器平板太阳能平板阳台壁挂太阳能Abstract：Along with the shortage of energy and enhance of environment protection，renewable energy industry has become one of the most effective ones in the new century which can greatly affect people’s life. As a clean and renew able energy，solar energy has been considered as the most important new energy with the characteristics of renewable，endless and easy to reach. Flat panel solar heater greatly improved the traditional solar heaters shortcomings and realized the perfect combination with tall buildings. In this text，we have some study of the usage of flat panel solar heaters.Key words：renewable energy solar heater flat panel solar heater flat panel solar heater balcony style随着世界范围内的能源短缺和人们环保意识的增强，新能源和可再生能源技术将是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的技术领域之一，而太阳能作为取之不尽同时又是生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源，有着能源总量大，又容易实现小型化的优点，被认为是21世纪最重要的新能源。
平板太阳能热水器的热性能实验研究
平板太阳能热水器的热性能实验研究平板太阳能热水器已经被广泛应用于家庭热水供应系统中。
平板太阳能热水器利用太阳辐射能源向水进行加热，从而替代传统的电加热、燃气加热等方式，这样的绿色环保方式也符合当下社会的发展趋势。
然而，平板太阳能热水器的热性能问题一直是人们关注的重点之一。
本文旨在通过实验研究探究平板太阳能热水器的热性能，并探讨其如何更加合理高效地利用太阳能。
1. 实验设计为了研究平板太阳能热水器的热性能，我们设计了一个实验方案以收集相关数据。
实验器材包括热水器、温度计、液压仪器、电表等，实验过程包括两个阶段，一个是空晒阶段，即在没有水流经热水器的情况下，观察热水器在阳光下的温度变化；另一个是水流阶段，即将温度水通过热水器，再测量温度数据。
在实验中，太阳辐射的强度、时间和热水器与地球的距离等因素均会影响热水器的热性能，因此我们需要进行细致严谨的操作，确保数据的准确性。
2. 实验结果与分析在实验过程中，我们采集了热水器的温度数据，通过分析数据，我们得出了一系列结论。
首先，热水器的温度随太阳辐射的强度而变化。
在实验中，当太阳辐射较强时，热水器内部温度快速上升，而在太阳辐射弱的时候，热水器内部温度较为缓慢。
其次，我们发现热水器的温度随时间的增加而不断上升。
由于太阳辐射的特性，热水器的温度会在上午和下午高峰期不断上升，而在中午谷值期会有小幅下降。
在我们的多组实验数据中，热水器的温度达到了60℃左右。
这说明目前平板太阳能热水器在温度方面已经能够达到人们的需求，能够更好地满足家庭的用水需求。
最后，我们发现热水器在空晒阶段会有轻微的热损失，而当冷水流经热水器时，热水器的效率会有所下降。
该问题的原因是热水器在接受太阳能辐射的同时也会散失热源，有一定程度的热损失。
同时，在水流过程中，也会带走一部分热量，导致热水器的效率下降。
3. 总结通过实验研究，我们可以看到平板太阳能热水器具有很好的热性能，能够满足家庭用水需求。
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建设科技 ∣ 63䪮助鍒區建设科技CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY2018年1月下总第376期1 引言近年来太阳能作为清洁能源备受大家欢迎，阳台壁挂系统的成熟已然走进了千家万户，本着无动力自然循环，可靠、稳定、节能的优势，以及分户独立、方便管理的优点，加上天普公司的无过热技术、安全防护技术、智能控制技术，让用户使用做到舒适、安全、节能。
不少学者已对较多品牌的平板集热器不同结构和类型做过对比研究，本文将对一种管板式平板集热器的常用安装角进行分析。
┯⻎㴘鍯閤䍳┬䌐升겐搑㊮ꮒ⺬㚧䭨䑑㝛ꮒ茤搑寊笡缛䙎茤⮕卥丁海兵 白建祥 张广顺（天普新能源科技有限公司，北京 102611）[摘要]本文将对阳台壁挂系统太阳能平板集热器的安装角度（集热器与南立面墙的夹角分别为∠28°和∠0°）建立对比实验，依据国家相关规范及标准做详细的热性能研究，结果表明倾斜安装的平板集热器热水系统的水箱温升、日用得热量等明显高于平板集热器竖直安装（与地面垂直）的系统。
[关键词]阳台壁挂；平板集热器；倾斜安装；竖直安装Performance Analysis of Balcony Wall-mounted Solar Water Heating System with Flat Heat Collector under Different Installation AnglesDingHaiBing , BaiJianXiang , ZhangGuangShun(Tianpu New Energy Technology Co., Ltd., Daxing,Beijing,102612)Abstract : This paper will set up a comparative experiment on the installation angle of solar flat collector in balcony wall hanging system ( the included angle between collector and south facade wall is ∠28 and ∠0 respectively ). According to relevant national codes and standards, a detailed thermal performance study was conducted. The results showed that the temperature rise of the water tank and daily heat gain of the inclined flat plate heat collector hot water system are significantly higher than those of the flat plate heat collector vertically installed (perpendicular to the ground).Key words : balcony wall hanging, flat plat heat collector, inclined mounting, vertical installation2 研究背景阳台壁挂太阳能系统作为高层住宅的一种清洁能源解决方案得到了普及，现有的阳台壁挂式太阳能热水系统在安装时为保证系统的效率要求集热器必须与建筑立面有15~30°的倾角（如图1），而集热器在建筑立面上倾斜安装，会影响到整个建筑的外观，并且会对下层住户的采光造成一定影响，降低住宅使用功能的舒适性。
现在高端楼盘对建筑立面的效果要求越来越高，亟需解决壁挂太阳能与建筑完美结合的问题。
而集热器垂直安DOI: 10.16116/ki.jskj.2019.02.01164∣ 建设科技总第376期建设科技䪮助鍒區装、嵌入建筑的南立面是一种有效的解决方案。
我们对垂直安装与倾斜安装的太阳能热水系统热效率、日有用的热量、水箱温升等进行了研究。
图1 现有阳台壁挂式太阳能热水系统集热器安装方式Fig.1 Installation method of existing balcony wall-mountedsolar water heating system collector3 系统原理阳台壁挂式太阳能热水系统一般采用自然循环的原理，即：太阳能集热器吸收热量，使得集热板内的介质温度升高，由此引起密度差，高温介质靠重量差流到水箱中，将热量换给储热水箱中的水，介质温度下降以后，继续回流到集热板吸收热量（如图2、3所示）。
图2 系统原理图Fig.2 System schematic diagram图 3 阳台壁挂式太阳能热水系统安装效果图Fig. 3 Installation effect diagram of balcony wall-mountedsolar water heating system3.1 平板太阳能集热器介绍平板太阳能集热器是指吸热体结构基本为平板形状的太阳能集热器。
它具有结构简单，维护方便，集热效率高，使用寿命长，可利用直射和散射太阳光等优点。
它可用于产生40～80℃中等温度的热水，也可用于空气加热。
平板集热器的基本结构如图4所示，主要由透明盖板、吸热体、保温层、边框外壳组成。
其工作原理为：当太阳光透过透明玻璃盖板射到表面涂有太阳能吸收涂层的吸热体板上时，吸热体吸收太阳辐射能，并将吸收的太阳辐射能转换成热能。
热能用于加热从集热器进口流入吸热体流道内的工质，工质在吸热体流道内被加热后从集热器出口流走，并将集热器吸热体吸收的热能带走，表1为平板集热器参数。
表1 平板集热器参数Table 1 Plate collector parameters项目参数内容边框铝合金板芯铝板吸热涂层国产蓝膜流道铜管流道产品尺寸/mm 2400*800*80有效面积/m21.76图4 平板集热器结构示意图Fig. 4 Schematic diagram of the flat collector3.2 不同安装方式下的太阳能热水系统阳台壁挂式太阳能热水系统一般应用于满足4小时日照以上住宅建筑的热水供应。
较多情况为太阳能集热器（平板式）安装于建筑阳台外南立面墙上，储热水箱则多悬挂固定安装于阳台内侧承重墙上。
阳台窗外的太阳能集热器与储热水箱之间通过热媒介质的循环管道进行连接。
储热水箱配置有电加热辅助及温度显示、手动自动操作等功能。
用户使用热水时，直接打开热水阀门，冷水进入储热水箱将水箱内的热水顶出，热水流向用户用水末端的洗浴喷头。
安装于用户阳台外窗下的太阳能集热器一般情况2019 No.02丁海兵等： 不同安装角度下平板集热器阳台壁挂式太阳能热水系统性能分析䪮助鍒區下多为平板型太阳能集热器（也有部分用户使用安装U 型管真空管式太阳能集热器），平板集热器与用户南立面外墙之间有15-30度的倾斜角度以满足集热器较大面积接受到阳光照射。
如果采用垂直于地面的平行镶嵌安装于建筑南立面墙上时，接收到的阳光照射面积将被相应减少，会影响到太阳能热水系统的得热量和水箱温度。
针对这两种不同安装方式对太阳能热水系统热性能造成的不同程度影响，进行了实际测试和理论分析研究。
研究前，先建立两个实验测试模型，即系统1和系统2。
系统1和系统2所采用的系统模式、集热器类型、集热面积、储热水箱结构、容量、安装管道材质、长度、测试条件环境等情况完全相同。
不同之处在于，系统1和系统2采用的平板型太阳能安装的倾斜角度不同。
系统1为集热器与建筑南立面墙呈28度夹角。
系统2为集热器与建筑南立面墙呈0度夹角。
如图5、图6所示。
图5 两种不同安装方式下的系统原理图Fig. 5 System schematic diagram in two different installa-tion modes图6 两种系统集热器不同安装方式图Fig. 6 Different installation modes of two system collectors 4 实验装置及测量过程实验条件测试时间：2018.4.11—2018.4.12。
4月11日累计辐照量19.149 MJ/m2，风速1.1m/s，环境温度24.8℃。
4月12日累计辐照量19.117 MJ/m2，风速1.4m/s 环境温度21.9℃。
按照国家标准：平板集热器方向正南，累计辐照量大于16MJ/m2；白天试验期间的平均环境温度应大于15℃，小于30℃；温度传感器安装在水箱中部；总日射表传感器应安装在平板集热器高度的中间位置，并与平板集热器采光平面平行，两平行面的平行度相差应小于1°。
安装位置应避免太阳集热器的反射对其测量结果产生影响。
在整个测试期间，总日射表不应遮挡太阳集热器采光，并不被其它物体遮挡[1]。
实验装置组成及型号：相同的平板集热器2块（尺寸L×W×H为2400×800×80mm,采光面积1.76m2）；夹套式100L水箱2台；集热器循环管道采用不锈钢波纹管Φ16-22，单路循环管道长度小于1.5米。
混水循环水泵2台；太阳能测试系统一套；安装工具一套。
测试系统1：平板集热器的安装倾角与建筑南立面夹角∠28°（与地面夹角62°）；测试系统2：平板集热器的安装倾角与建筑南立面夹角∠0°（与地面夹角90度°）；试验开始前，需测储水箱的试验水量，测量如下：打开上水阀门给储水箱上水，当水箱热水出水口流量稳定后，说明水箱已注满水，关闭上水阀门。
随后进行储水箱放水试验，测量水箱能放出水的容量，测试结果：系统1储热水箱放水量97.5升；系统2储热水箱放水量97.4升。
接下来按照规范要求进行测试仪器安装。
测量该平板集热器的采光面积A C并记录。
然后利用遮光物将平板集热器遮盖住。
在早上8:00，实验开始，撤去集热器上的遮盖物，并记录此时的水箱温度t b、太阳辐照量H1、环境温度T1。
之后每隔一个小时记录一次数据，在此期间系统为自然循环，直到下午16:00时，开启混水循环泵将水箱混水15分钟后关闭循环泵（避免水箱内水温不均匀而影响测试数据），记录此时的水箱温度t e、太阳辐照量H2、环境温度T2。
所测数据填写在表2中，由以下公式计算出该系统的热效率[2]。
建设科技 ∣ 6566∣ 建设科技总第376期建设科技䪮助鍒區表2 测试记录数据（4月11日）Table 2 Test record data (April 11)水温时间08:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:00混水后温升系统1水温(℃)21.722.025.030.838.045.350.854.954.733.0系统2水温(℃)21.221.423.827.932.837.641.344.143.422.2第1天测试数据完成后没有进行水箱放水，而是进行储热水箱热损性能测试后，又进行了第2天的持续升温实验。