全玻璃真空管集热器ppt课件
太阳能集热器
太阳能集热器1摘要 (1)2能集热器的分类 (1)2.1平板型太阳能集热 (1)2.1.1定义 (1)2.1.2应用领域 (1)2.1.3实际应用及相关计算 (2)2.2真空管型太阳能集热器 (4)2.2.1 全玻璃真空管集热器 (4)2.2.2 热管式真空管集热器 (4)2.2.3 CPC热管式真空管集热器 (5)3常见太阳能集热器的适用性分析 (5)3.1 太阳能热水供应 (5)3.2 太阳能采暖 (6)3.3 太阳能空调 (6)4太阳能集热器安装在不同建筑部位设计时应注意的问题 (6)4.1太阳能集热器安装在平屋面上 (6)4.2 太阳能集热器安装在坡屋面上 (7)4.3 太阳能集热器安装在外墙面上 (7)4.4 阳能集热器安装在阳台栏板上 (7)4.5 太阳能集热器安装在女儿墙上 (7)5太阳能集热器研究进展 (8)5.1 国内研究进展 (8)5.2 国外研究进展 (9)6总结 (9)参考文献： (9)1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。
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。
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。
这短短的定义却包含了丰富的含义：第一：太阳能集热器是一种装置；第二：太阳能集热器可以吸收太阳辐射；第三：太阳能能集热器可以产生热能；第四：太阳能集热器可以将热能传递到传热介质。
太阳能集热器虽然不是直接面向消费者的终端产品，但是太阳能集热器是组成各种太阳能热利用系统的关键部件。
无论是太阳能热水器、太阳灶、主动式太阳房、太阳能温室还是太阳能干燥、太阳能工业加热、太阳能热发电等都离不开太阳能集热器，都是以太阳能集热器作为系统的动力或者核心部件的。
平板与真空管太阳能集热器性能比较
1、集热器分类太阳能热利用系统中，接受太阳能辐射并向水传递热量的部件，成为太阳能系统的核心部件。
其集热效率、安全性、使用寿命、可维护性、经济性等方面因素影响业主选择。
按集热器吸热体的不同结构分为平板型集热器、全玻璃真空管集热器、直流(或U型)真空管集热器及热管集热器四大类。
1).集热器实景图片①平板集热器②全玻璃真空管集热器③直流式真空管集热器④热管集热器2).集热器结构图及原理①平板集热器②全玻璃真空管集热器1.平板集热器是以金属吸热板芯为吸热换热本体,并采用玻璃及金属围护结构辅以保温材料制成的外型似平板的一类低温集热器。
2.利用太阳辐射将集热器内闷晒加热.3.因其传递热能部件是金属结构，故使用寿命长，且能承压使用。
1.全玻璃真空管太阳能集热器俗称为拉长的保温瓶，内胆外壁有太阳能吸收涂层，内胆装水，内外玻璃层为高真空度，起到保温隔热作用。
2.利用玻璃管的冷热水分层的后热水上浮产生虹吸的原理，冷热水自然循环，将冷水逐步加热。
3.因其与容水金属部件需采用橡胶（通常使用耐老化的硅胶）连接，故不能承压。
③直流式真空管集热器④热管集热器直流管集热器是结合平板集热器承压特点与全玻璃真空管集热器真空保温效果好的特点制成的中高温类玻璃-金属太阳能集热器，故承压能力及保温效果均优于以上两类集热器1.热管集热器是利用热媒相变的热管技术制成的高温集热器.2.能制备250℃以上的高温蒸汽.3) 四种太阳能集热器特点集热器类型平板型集热器全玻璃真空管集热器直流真空管集热器热管集热器集热器产水量(最低、三月份、最高/全年) 每平方米（56L～74L～117L）/88L每平方米（44L～59L～89L）/63L每平方米200L每平方米200L集热器全年效率65.29% 60.57%系统全年热效率45%以上40%以上55% 58%承压能力8kg/cm2不承压,最大工作压力0.3kg/cm210kg/cm216kg/cm2最高温度86℃100℃150℃蒸汽250℃蒸汽使用寿命20年玻璃管的真空度一般在4-5年就不保真,进而吸热效率降低20年20年排污功能集热器有排污阀，易排污真空管下端密封，无排污功能，使用一年结水垢较多，热效率降低集水槽有排污阀，可排污集水槽有排污阀，可排污安全性高低高高抗台风能力高低高高放置方式与水平面有夹角与水平面有夹角可水平放置可水平放置应用领域热水热水热水及蒸汽热水及蒸汽。
太阳能管式集热器
➢ 高真空度，不结垢，承压能力大 ➢ 全天候运行：天气多变的南方和寒冷的北方全年运行 ➢ 使用寿命长：使用寿命可长达12年
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(3) U形管全玻璃真空集热管
(3) U形管全玻璃真空集热管优势
结构简单，就是在真空管内插 一根带圆筒型铝翼的U型铜管 ；
真空管内无水，遇有真空管破 裂，集热系统照常运行；
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(1)全玻璃真空集热管
全玻璃真空管的结构： 由外玻璃管、内玻璃管、选择性吸收涂层、弹簧支架、消气剂等部件组 成，其形状如一只细长的暖水瓶胆。
1.外玻璃管 2.内玻璃管 3.选择性吸收涂层 4.真空 5.弹簧支架 6.消气剂 7.保护帽
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(1)全玻璃真空集热管
全玻璃真空管的一端开口，将内玻璃管 和外玻璃管的管口进行环状熔封；另一 端分别封闭成半球形圆头，内玻璃管用 弹簧支架支撑于外玻璃管上，以缓冲热 胀冷缩引起的应力。在内玻璃管和外玻 璃管之间的夹层抽成高真空。在外玻璃 管尾端一般粘结一只金属保护帽，以保 护抽真空后封闭的排气。内玻璃管的外 表面涂有选择性吸收涂层。弹簧支架上 装有消气剂，它在蒸散以后用于吸收真 空集热管运行时产生的气体，起保持管 内真空度的作用。
真空管集热器产生的热水 温度可达80～180℃，最高可 达200℃以上，可用于家庭或 工业热水制备、建筑供暖、 太阳能制冷等。除全玻璃真 空管集热器外均可承压运行 ，在低温环境中高效运行， 尤其是热管式太阳能集热器 有很强的抗冻能力。真空管 的长度尺寸、数量能根据实 际需要灵活配置。
2007年底，国内真空管集热器的使用量已超过90％。
传热工质可选用防冻液，特别 适于高寒地区四季使用；
集热器间可并联或串联安装， 可以承压运行；
集热管放置不受方向限制，系 统安装、维修简便。
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。
全玻璃真空集热管工作原理
全玻璃真空集热管工作原理全玻璃真空集热管是一种高效的太阳能集热器，通过引入真空技术和玻璃材料制造而成，具有优良的隔热性能和光热转换效率。
它在太阳能利用领域具有广泛的应用，能够有效地转化太阳能为热能，为人们的生活提供热水、空调、采暖等能源。
全玻璃真空集热管的工作原理是基于太阳能的光热转换过程。
其工作原理可以分为太阳辐射的吸收、传导和传热三个过程。
当太阳光照射到集热管的玻璃外壁上时，玻璃的透明度使大部分光线能够穿透并被吸收板吸收，吸收板通常为涂有吸热涂层的金属板，例如铝板。
吸热板会将光能吸收并转化为热能，提高板的温度。
吸热板传导热量到集热管内部的工质（通常为水或导热油）。
由于集热管的内部是处于真空状态的玻璃管，而真空是一种极佳的隔热材料，因此可以很好地阻止集热管内部工质的热量向外传递。
当工质被加热后，它会上升到集热管的顶部，通过热交换器将热量传递给需要热能的系统，比如热水供应系统或暖气系统。
冷却的工质会重新流回到底部，完成循环。
全玻璃真空集热管的工作原理基于此简单的光热转化循环过程，利用太阳能的辐射能量为人们提供清洁的可再生能源。
它具有结构简单、效率高、寿命长的特点，适用于各种气候条件下的太阳能利用，并已经在许多国家得到广泛应用。
广泛的应用带来了对全玻璃真空集热管性能与可靠性的更高要求。
目前，研究人员正在不断努力提高集热管的光热转换效率，延长其使用寿命，降低制造成本，以期能更好地满足太阳能利用系统的需求。
全玻璃真空集热管的工作原理基于太阳能的光热转换，高效地将太阳能转化为热能，为人们提供清洁、可再生的能源。
随着太阳能利用技术的不断发展，全玻璃真空集热管将会在未来得到更广泛的应用。
玻璃真空管集热器工作原理
玻璃真空管集热器工作原理玻璃真空管集热器是一种利用太阳能进行集热的设备，它利用玻璃真空管的结构和工作原理将太阳能转化为热能，并用于加热水或提供暖气。
本文将详细介绍玻璃真空管集热器的工作原理，并对其性能和应用进行探讨，希望能为读者对该技术有一个全面的了解。
一、玻璃真空管集热器的结构玻璃真空管集热器通常由玻璃真空管、集热管、支架和水箱等部分组成。
玻璃真空管是其中的关键部件，其结构如图1所示。
玻璃真空管内部包含着集热管，集热管上涂有具有较高光吸收率和热导率的吸热涂层，用于吸收太阳辐射并将其转化为热能。
真空管的外部通常由双层玻璃构成，中间是真空层，可以有效地减少热量的散失。
支架用于支撑和固定真空管，水箱则用于储存加热后的水。
二、玻璃真空管集热器的工作原理1. 太阳能的吸收和转化当阳光照射到玻璃真空管表面时，首先被外层玻璃吸收，然后通过玻璃传递到内部的集热管上。
在集热管的吸热涂层的作用下，阳光被吸收并转化为热能，使得集热管内部的温度升高。
由于真空管的内外部分别是真空和双层玻璃，因此可以有效地减少热量的散失，使得集热管内的温度得以保持。
2. 热能的传递和储存集热管内部温度升高后，可以将热能传递给其中的工作介质，通常是流经集热管的水。
热水被储存在水箱内，用于日常生活用水或者作为供暖系统的热源。
当需要利用储存在水箱中的热水时，可以通过管路将热水引出，用于热水系统或者供暖系统。
三、玻璃真空管集热器的性能特点1. 高效性能由于玻璃真空管内部的真空层和双层玻璃的隔热效果，使得玻璃真空管集热器具有较高的吸热效率和集热效率。
在日常生活中，它可以有效地利用太阳能为水加热或提供暖气，节能环保。
2. 稳定性能玻璃真空管集热器能够在恶劣的环境条件下，如低温、高湿度等情况下，依然能够正常工作。
其稳定性能保证了其在不同气候条件下的可靠性和持久性。
3. 可靠性能玻璃真空管集热器的材料和工艺要求严格，能够保证其长时间的使用寿命和可靠性。
聚光设计与集热器 ppt课件
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吸热器末端溢出损失
LFR聚光集热系统采用单轴跟踪，故反射光在吸热器上会沿其轴
向随着时间变化而移动。当太阳光线入射角度较大时，部分反射光将 从吸热器末端移出，形成末端偏移溢出损失。偏移程度越大，末端损 失程度也越大。
对于南北场，反射光偏移沿东西方向运动， 用e表示，
吸热体类型
平板 管型
管型
管型 管型 管型 点 点
聚光比范围
1 1 1-5 5-15 10-40 15~50 10-85 600~2000 300~1500
使用温度范围 （℃） 30-80 50-200 60-240 60-300 60-250 60-300 60-400 100-1500 150-2000
第三章 聚光设计与集热器
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3.1 聚光原理 3.1.1 聚光的必要性
太阳聚光设计的意义：
非聚光情况下，太阳能集热工质的温度一般低于 100℃。 为提高工质温度从而扩大应用范围，或者为提高 太阳能电池的光电转换效率，需要采用适当的聚光 方式，将自然状态下能量密度较低的太阳辐射能汇 聚到很小的接受表面上，以产生高温工质或高光通 量。
结构较简单，技术相对成熟
聚光比属于中低范围（C=10-85），相应的集热温度在 400℃以下。
由于吸热管道连同集热表面转动，系统自身动力消耗较大。
考虑自重与风荷载等因素，实用中单个抛物集热面的收光孔 面积一般不超过100m2。需要更大的聚光面积时要采取多个 抛物槽串联的形式。
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3.5.1 抛物槽式聚光器
抛物槽式聚光器的结构 与部件
抛物型聚光面 长条型支架 水平横轴 子午面旋转 水平管吸热器 柔性连接管
改进的玻璃真空集热管
改进的玻璃真空集热管改进的玻璃真空集热管Improved Glass Evacuated Collector Tube全玻璃真空集热管直接装水，水容量较大使温升较慢；若有一根管子破裂，水就会流出，系统也将无法运行，于是就改进为内置铜管的真空集热管。
最简单的是一根直铜管的真空集热管，结构见下图，铜管一端封闭，两侧焊有金属吸热板，在吸热板上覆盖有吸收太阳能的涂层。
把带吸热板的铜管插入全玻璃真空管中，封闭端朝内。
图中下方是剖开玻璃真空管的示意图，图中上方是完整的直铜管真空集热管，为减少空气对流造成的热量散失，在玻璃真空管口装有保温管堵。
（为能清晰的显示结构，管子长度缩短，不显示弹簧支架）。
改进的玻璃真空集热管安装时集热管管口端在上方，多个集热管的铜管与横向的联管焊接，见下图。
被加热的水在铜管中形成自然循环，由于水在铜管中，玻璃管破裂不会使系统停止运行；铜管可承受较高的压力，集热器可直接与自来水相连。
改进的玻璃真空管集热器由于铜管较细，内部对流缓慢，传热不快，把直铜管改为U形铜管，一端进水另一端出水，对水能自然流动特别是用水泵强制循环时有很好的换热效果。
下图就是U形铜管真空集热管。
U形铜管真空集热管U形铜管真空集热管可以直装、斜装、水平安装。
安装时用两根联管，一根接U型管一端作水入口，另一根接U型管另一端作水出口。
下面是多个U形管真空集热管组成的集热器的示意图（为显示清楚，略去联管的保温层）。
U形铜管真空管集热器由于多数玻璃真空集热管是双层结构，只有内玻璃管接受阳光辐射，加上玻璃真空集热管安装时会有间距，故有不少的阳光会透过去不被吸收。
为不使这些阳光浪费，可在集热管下方安装反光板把漏过去的光线反射回来，能提高集热器的热效率。
最好的反光板是复合曲面，下图为复合曲面反光原理图，可见不但正射阳光可全部汇集到吸热管，斜射的光线也可汇集到吸热管。
复合曲面反光板示意图有了复合曲面反光板，可提高集热器的热效率，即使将集热管排列间距放宽一点（减少管数）还能保持热效率不下降。