太阳能平板式集热器
1.2 透明盖板
玻பைடு நூலகம்钢板
(3)玻璃钢板
玻璃钢板使用高键能树脂和胶衣,可以减少受紫外线破坏的程度。
玻璃钢板(玻璃纤维增强塑料板)特点: 太阳透射比高;
导热系数小;
冲击强度高。
关键问题
红外透射比
耐候性能
玻璃钢板的优缺点:
具体优势如下:
质量轻,便于太阳能集热器的运输及安装;
加工性能好,便于太阳能集热器产品加工成型。
(2) 超白玻璃是一种超透明低铁玻璃,也称低铁玻璃、 高透明玻璃。它是一种高品质、多功能的新型高档玻 璃品种,透光率可达91.5%以上,具有晶莹剔透、高档 典雅的特性,有玻璃家族“水晶王子”之称。超白玻 璃同时具备优质浮法玻璃所具有的一切可加工性能, 具有优越的物理、机械及光学性能,可像其他优质浮 法玻璃一样进行各种深加工。
QA QU QL QS
黑镍涂层:黑镍涂层的吸收比α可达0.93~0.96,热发射比ε为0.08~0.15,α/ε 接近6~12 ,其吸收性能较好。黑镍涂层很薄,为了提高涂层与基体的结合力 和耐蚀性,常采用中间涂层 ( 如Ni,Cu,Cd)或双层镍涂层。由于黑镍涂层的 热稳定性、耐蚀性较差,通常只适用于低温太阳能热利用。
黑钴涂层:黑钴涂层的主要成分是CoS,具有蜂窝型网状结构,其吸收比α 可达0.94~0.96,发射比ε为0.12~0.14,α/ε为6.7~8。 23
常采用普通钢、不锈钢、铝、铜等。普通钢通常镀锌处理,可
以提高耐腐蚀性;铝的导热系数比普通钢大,热效率也高,为
耐腐蚀起见往往有涂层;铜的导热好、耐腐蚀、易加工,但与 普通钢、铝相比价格相对高。
14
2.1 吸热板材料
集管和支管采用的原材料: TP2铜-磷脱氧铜
方法 :把熔化铜中产生的氧气
用亲氧性的磷 (P) 脱氧,使其氧 含量降低到 100PPm 以下,从而
19
(4)蛇管式
特征:蛇管式吸热板是将金属管弯曲成
蛇形。 优点: a.不需要另外焊接集管,减少泄漏的可能 性 b.热效率高,无结合热阻; c.水质清洁,钢管不会被腐蚀; d.保证质量,整个生产过程实现机械化; e.耐压能力强,钢管可以承受较高的压力。 缺点: a.流动阻力大,流体通道不是并联而是串 联; b.焊接难度大,焊缝不是直线而是曲线。
太阳能平板集热器
1
常见太阳能热水器
单体机
集中集热系统
2
太阳能集热器
定义:吸收太阳能辐射并将产生的热能传递到传热工质的装置。
太阳能集热器是用来收集太阳能的装置,太阳能利用都离不开
集热装置。太阳能集热器有多种,根据不同功能主要有:
(1)非聚焦式的平板式太阳能集热器和真空管太阳能集热器; (2)聚焦式太阳能集热器;
到广泛应用。 CuO 转化涂层:以阳极氧化法制取的CuO 转化涂层, NaOH 电解液的浓度 为1mol/L,电流密度为2 mA/cm2,温度为50~57℃。
(3)真空镀涂层
可以采用真空蒸发和磁控溅射技术制备选择吸收性能优良的涂层,但后者 的设备比较简单,工艺控制方便,容易在大面积上获得均匀一致的涂层。
两相位相差180°
3、保温材料
在集热器的背面和侧面都装有绝缘材料,要求导热系数低,绝 热性好,不吸湿、不吸水,一般采用玻璃棉、矿渣棉和蛭石等 ,它可以减少热损失和提高热效率,同时增加集热器的强度。
玻璃棉
矿渣棉
30
(3)平板式集热器能量平衡
正面热损 QL1
QS
背面热损
QL3
侧面热损 QL2
由分析可知,投射到平板集热器上的入射太阳辐射总能 量 QA, 其中大部分被集热工质所吸收,构成集热器的有用能 量收益QU,其余为集热器向环境的散热损失QL和集热器本身的 储能QS。由此写得集热器的能量平衡方程为:
22
(1)电镀涂层
黑铬涂层 黑铬涂层的吸收比 α 和发射比 ε 分 别为 0.93~0.97 和 0.07~0.15 ,特征参 数 α/ε 为 6~13 ,具有优良的光谱选择 性。黑铬涂层的热稳定性和抗高温 性能也很好,适用于高温条件,在 300℃能长期稳定工作。此外,黑铬 涂层还具有较好的耐候性和耐蚀性。 但是,现在采用的电镀黑铬工艺, 电流密度大 (15~200 A/m2) ,溶液导 电性差,电镀时会产生大量的焦耳 热,需要冷却和通风排气才能维持 正常生产。另外,黑铬镀在非铜件 上,需要先预镀铜,再镀光亮镍, 最后镀黑铬,生产成本较高。
要求:对太阳短波辐射具有较高吸收率,而对长波热辐射发射率却较低
太阳能吸收涂层可分为两大类:非选择性吸收涂层和选择性吸收涂层。 a)非选择性吸收涂层是指其光学特性与辐射波长无关的吸收涂层;
b)选择性吸收涂层则是指其光学特性随辐射波长不同有显著变化的吸收
涂层。
21
高的太阳吸收比
低的发射率
非选择性吸收涂层:随着太阳吸收比的提高,往往发射率也随之
18
(3)扁盒式
特征: 扁盒式吸热板是将两块金属板分
别模压成型,然后再焊接成一体构成吸热板 优点: a.热效率高,管子和平板是一体,无结合 热阻 b.不需要焊接集管,流体通道和集管采用 一次模压成型。 缺点: a.焊接工艺难度大,容易出现焊接穿透或者 焊接不牢 b.耐压能力差,焊点不能承受较高的压力 c.动态特性差,流体通道的横截面大,吸热 板有较大热容 d.有时水质不易保证,铝合金和镀锌钢都会 被腐蚀
提高其延展性、耐蚀性、热传
导性、焊接性、抽拉加工性, 在高温中也不发生氢脆现象。
15
2.2 吸热板分类
根据管道结构及其与吸热材料之间的结合方式,吸热板可以分为 以下几类:管板式、翼管式、扁盒式、蛇管式。
蛇管式
16
(1)管板式
特征:将排管与平板以一定的结合
方式连接构成吸热条带 结合方式:热碾压成型,高频焊接, 超声焊接等 铜铝复合条(热碾压成型)优点: a.热效率高:热碾压使铜管和铝板之 间达到冶金结合,无结合热阻; b.水质清洁:太阳条接触水的部分是 铜材,不会被腐蚀; c.保证质量:生产过程完现机械化; d.耐压能力强:用高压空气吹胀成型。
17
(2)翼管式
特征:利用模子挤压拉伸工艺制
成金属管两侧连有翼片的吸热条带 优点: a. 热效率高,管子和平板是一体, 无结合热阻 b. 耐压能力强,铝合金管可以承 受较高的压力。 缺点: a.水质不易保证,铝合金被腐蚀 b. 材料用量大,工艺要求管壁和 冀片都有较大的厚度 c. 动态特性差,吸热板有较大的 热容量
普通玻璃的透光率较高,红外反射率低,抗老化能力强; 钢化玻璃有优秀的力学性能; 透明塑料的透光率较高,但容易老化,目前仅用于内层盖板。
6
1.1 透明盖板
普通玻璃主要包括平板玻璃和超白玻璃。
(1)平板玻璃。平板玻璃具有红外透射比低、导热系数小、耐 候性能好等特点,可以很好地满足太阳能集热器透明盖板的 要求,常用玻璃厚度为3.2 mm和4.0 mm两种。然而对于平板 玻璃来说,太阳透射比和冲击强度是两个需要重视的问题。
(3)太阳能空气集热器和液体集热器;
(4)跟踪与非跟踪集热器; (5)低、中、高温集热器。
3
一、平板式集热器
(1)平板式集热器的分类
按集热工质分类 ①水集热 普通家用太阳能平板集热器、公用热水系统,几乎都采用水为集热工质。 ②空气集热 太阳能干燥和太阳房采暖的集热装置,通常均以空气作为集热工质。 ③防冻液集热 高寒地区经常采用防冻液和水作为集热工质的双循环太阳能集热。 按集热体表面光学特性分类 ①黑面 一般在集热体表面涂刷或喷涂一层黑色涂料,简称黑面,很少采用。 ②光谱选择性吸收面 经过化学、电镀等工艺制成的选择性吸收表面,普遍采用。
超白玻璃的独特优势:
玻璃自爆率低:采用高纯度原材料,相对普通玻璃不含各 种引爆杂质,从而大大降低了钢化后的自爆率。
颜色一致性:超白玻璃采用先进的色度分析仪和分析软件 ,确保了玻璃颜色的一致性。
可见光透过率高,通透性好:大于 90%的可见光透过率,
使集热器得到更多太阳能量。
紫外线透过率低:降低对其他材料的老化影响。
对于不透明的吸收表面,有α+ρ=1,其中ρ为反射率。所以有: α =1-ρ。在短波区域,反射率ρ很小,即α很大;而在长波区域, ρ 很大,即α很小。
24
(2)电化学表面转化涂层
铝阳极氧化涂层:一种多孔膜,孔隙率达22%,电解着色时金属易沉积在
微孔中,此涂层耐腐蚀、耐磨和耐光照等性能较好,在太阳能热水器中已得
4
(2)平板式集热器结构
平板式集热器吸收太阳辐射能的 面积与其采光窗口的面积基本相 等,外形似平板。 平板式集热器结构简单,固定安 装,不需要跟踪太阳,可采集太 阳的直接辐射和漫辐射,成本低。 平板式集热器的基本结构:透明 盖板、吸热体、保温材料和壳 体组成。
平板式集热器结构图
5
1、透明盖板
升高。例如:黑板漆,其太阳吸收比可高达0.95,但发射率也在0.90 左右。
选择性吸收涂层:绝大多数的太阳吸收比都可达到0.90以上,但
是它们可达到的发射率范围却有明显的区别,涂层的实际发射率值取 决于制备该涂层工艺优化的程度。
从发射率的性能角度出发,各种方法优劣的排列顺序应是: 层磁控溅射方法、电镀涂、电化学方法、真空蒸发方法、 化学方法。
现状:目前国内外的生产厂大多采用磁控溅射的方法制作选择性
涂层,可达到吸收率0.93-0.95,发射率0.12-0.04,大大提高了产品 热性能。 25
2.4 吸热板的处理
(1)绒面技术—提高吸收率
表面结构化是提高对太阳辐射吸收率的一项有效技术。 1957 年, Tabor提出将太阳辐射接收表面制造成连续的V形皱折,当太阳辐射入射 到这种皱折表面时,阳光经过多次反射吸收,最终可将表面的有效阳光 吸收率增加到接近1。
平板式阳台壁挂太阳能热水器安装手册
平板式阳台壁挂太阳能热水器安装手册安装原理图安装热水器所需工具:管钳、活动扳手、钢锯、扩口器、水钻、冲击钻、水平尺、热熔器、Φ19套筒、安全带、手钳、尖嘴钳、剥线钳、螺丝刀、长绳等。
安装所需材料Φ16铜管、橡塑保温管、扎带、锡箔胶带、2平方三芯电源线、绝缘胶带、伴热带(水箱在室外必装)、零度开关等。
安装说明1.集热器的出水端略高1.5-2cm2.水箱比集热器要高200-300mm3.水箱与集热器的连接铜管间距不得超过2.5m4.水箱如放置于室内,打过墙眼时过墙眼应打成斜眼,靠水箱端略高。
5.水箱的出水口与进水口要安装活结,便于日后维护。
6.正确使用减压阀。
7.正确安装使用伴热带。
8.详细了解墙体结构,如果结构是框架结构墙面使用空心砖时,固定水箱的膨胀螺栓应改用通杆螺栓。
9.根据具体情况确定水箱和集热器位置,制定合理可行的安装方案,确保安全。
10.安装角度以不小于30°为宜。
安装步骤1.安装前检查:检查工具材料是否齐全,检查安全带、大绳是否符合安全要求。
确认集热器的出水方向是否符合安装需求。
2.集热器的安装:2.1.先将随机附带的支架分成两组,将三角架组装好(组件4暂不安装),螺栓紧固。
2.2.将支架用膨胀螺栓固定在墙上或阳台上,确定支架安装牢固。
支架的上下位置以不遮挡下层住户窗户为准,左右支架位置距离太阳能集热器左右边沿500-600mm处。
2.3.确认太阳能集热器的出水方向是否在水箱一侧。
2.4.将集热器安全放置于支架上,用组件4压紧太阳能集热器,然后用螺栓紧固;确认集热器安装牢固,位置水平符合要求。
3.水箱的安装:3.1.确认墙体能承受水箱装满水后总重的三倍,否则应采取加固措施。
3.2.确定水箱的安装位置,应确保水箱的下循环管口高于集热器的顶部200-300mm以上;并且水箱与太阳能集热器连接铜管长度不大于2500mm。
3.3.根据水箱吊装板的孔距,将吊装板用Φ16的膨胀螺栓或Φ16的通杆螺栓固定。
平板壁挂式太阳能热水器产品说明书 70克黑白印刷
阳台壁挂式太阳能热水器(平板、U型管、超导热管抗冻型通用)使用说明书目录1.产品简介 (2)2.工作原理 (2)3.产品特点 (3)4.安全特点 (3)5.产品型号 (6)6.产品组成 (7)7.产品安装 (9)8.产品使用 (13)9.常见问题FAQ (17)1.产品简介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。
工作示意图:平板式U型管式3.产品特点(1)分体安装太阳能集热器与水箱完全分离,集热器在阳台外部安装,水箱充分利用阳台的室外空间,解决了高层建筑的用户无法安装太阳能热水系统的问题,并且实现了太阳能与建筑的完美结合。
(2)承压运行水循环系统为承压系统,出水压力稳定,能达到恒温恒压,冲刷感强,使洗浴更加舒适。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)光电互补太阳能与其电能互补,保证用户随时使用热水。
(7)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。
东泰阳光平板壁挂式太阳能热水器产品说明书
东泰阳光平板壁挂式太阳能热水器产品说明书阳台壁挂式太阳能热水器使用说明书- 0 -- 1 -- 0 -- 0 -1.产品简介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。
工作示意图:- 1 -3.产品特点(1)分体安装太阳能集热器与水箱完全分离,集热器在阳台外部安装,水箱充分利用阳台的室外空间,解决了高层建筑的用户无法安装太阳能热水系统的问题,并且实现了太阳能与建筑的完美结合。
(2)承压运行水循环系统为承压系统,出水压力稳定,能达到恒温恒压,冲刷感强,使洗浴更加舒适。
- 2 -(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)光电互补太阳能与其电能互补,保证用户随时使用热水。
(7)安全可靠平板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、- 3 -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.安全特点安全一:冬季“防冻”的太阳能一般的太阳能,寒冷的冬季,普通真空管结冰被冻,热水器也随之“冬眠”。
平板(U型管或超导热管)太阳能技术,由于有速热工质,低温启动快,传热效率高。
太阳能集热器的组成
太阳能集热器的组成
太阳能集热器是利用太阳能将太阳辐射能转化为热能的装置。
通常由以下几个部分组成:
1. 平板集热器:平板集热器是太阳能集热器的主要部分,一般由集热板和覆盖物组成。
集热板通常采用金属材料,如铜、铝等,具有较好的热传导性能。
覆盖物则常常使用玻璃或塑料材料,其作用是减少热能的散失。
2. 导热管:导热管是将集热板上吸收的热能传导到集热器的出口处,从而将热能转移到加热介质(如水或空气)中。
导热管通常由铜等导热性能较好的材料制成。
3. 保温层:保温层的作用是减少集热器体系的热能散失,提高能量利用效率。
常用的保温材料有聚苯乙烯泡沫、岩棉等。
4. 循环系统:循环系统包括管道、泵、阀门等,用于将加热介质(如水或空气)输送到需要加热的位置。
循环系统能够确保热能的传输和利用。
5. 控制系统:控制系统根据温度、湿度等参数来调节太阳能集热器的工作状态,以确保集热器的正常运行和能量的高效利用。
总体来说,太阳能集热器的组成主要包括平板集热器、导热管、保温层、循环系统和控制系统。
它们共同协作完成将太阳能转化为热能的过程,并提供热能给用户使用。
真空管型集热器与平板型集热器效率分析
Papersechnical 论文论述T5T y海尔热水器有限公司太阳能科研所刘桂永真空管型集热器平板型集热器效率分析现阶段我国太阳能集热器主要有平板集热器和真空管集热器两种,很多人认为真空管内抽真空,所以防冻性能好,热效率高;高硼硅特硬玻璃3.3硬度大、表面光洁度高,不易结垢。
而平板集热器则热效率低、易结垢、易冻坏。
然而事实并不是人们想像的那样。
本文如下阐述和计算主要参考的国家标准有:G B/T 4271-2007《太阳能集热器热性能试验方法》;G B/T 17581-2007《真空管型太阳能集热器》;G B /T 6424-2007《平板型太阳能集热器》;G B /T 19141-2003《家用太阳能热水系统技术条件》;G B 12936.2-91《太阳能热利用术语第二部分》。
1基于国标规定对比分析真空管型集热器与平板型集热器的瞬时效率①无反射器的真空管型太阳能集热器的瞬时效率截距根据国标GB/T 17581规定不低于0.62,此处取0.62;总热损系数不大于3.0W/(m 2℃),此处取3.0W/(m 2℃);以此得出无反射器真空管集热器的瞬时效率曲线如图1:图1真空管集热器瞬时效率曲线(GB/T 17581)依据G B T ,集热器采光面积计算方法如下:图2GB/T 4271规定的集热器采光面积计算方法②根据国标G B/T 6424规定,平板型集热器的瞬时效率截距不低于0.72,总热损系数不大于6.0W/(m 2℃),以此得出的瞬时效率曲线如图3:图3平板集热器瞬时效率曲线(GB/T 6424)③根据国标GB/T 6424和G B/T 17581规定,平板型集热器和真空管集热器的瞬时效率截距对比曲线如图4:图4平板集热器和真空管集热器瞬时效率对比曲线小结:交叉点纵坐标数值为5,横坐标数值约为3;也就是说,当(-)/G=0.0317时,两种集热器瞬时效率相等,试验中G 的大小为700W ±50W ,则:(ti -ta )=0.0317×700=22.19℃。
平板太阳能热水器的安装
平板太阳能热水器的安装太阳能热水器因其利用可再生能源的先进技术以及方便的生活供水,覆盖了我国各个城市,很多人甚至将其看作是必备的家居设备。
太阳能热水器包括平板太阳能热水器和真空管太阳能热水器,其中平板太阳能热水器凭借节能环保、与建筑一体化等优势成为太阳能热水器的一大发展趋势。
那么,对于怎样安装平板太阳能热水器这一问题您是否了解呢?一起看看以下的介绍。
平板太阳能热水器组成部分平板太阳能主要是由平板集热器、储水箱、水管、支架及配件等部分组成,平板集热器是平板热水器的关键部件,其热性能高低是衡量热水器好坏的重要指标。
组装支架先组装前支架,用螺栓把前支架连接起来,在将尾座安装在前支架竖框连接孔上,然后组装后支架。
如果有中间框这时要加上中间框,并且要求与左右框分别在同一平面且三点同时着地,而后用连杆连接前后支架,并把桶托与前后支架用螺栓连接好,最后上铁鞋。
装配完毕后,要保证后支架竖框与地面成直角。
安装水箱与真空管先把水箱放置在组装完毕的支架桶托上,将水箱与桶托用螺栓连接,拧紧架子与桶托连接螺母,使水箱两端与支架左右两端距离相等。
真空管中心线与前支架平面平行,然后把硅胶密封圈放入内桶翻边孔内放平,把防尘圈套在真空管上端,并在真空管上端涂水,用力均匀轻旋推入内桶,再轻轻下拉拉入尾托内,紧顶在尾托环面内胶垫上。
最后将连接螺栓上螺母拧紧,再将防尘圈上推贴紧真空管孔囗处。
至此,太阳能热水器主机组装就完毕了。
主机的固定主机组装完毕后,把钢丝绳或大号钢筋套在前支架左右框及桶托左右U型环上,并用螺母拧紧。
将连接好的四根钢丝绳或钢筋向热水器四角方向拉伸,在女儿墙(即建筑屋顶外围的矮墙)或其他地方选择适当位置,钻孔按膨胀挂钩,将钢丝绳或钢筋与相应膨胀挂钩用U形环牢固连接。
如果确无合适位置,可浇筑钢筋混凝土块固定,如果是尖顶屋脊安装太阳热水器,则需做特定支架选取牢固合适的固定方式和固定位置。
房脊拉钢丝绳处加上衬垫物,以免碰或压坏屋脊。
太阳能热水器的结构
太阳能热水器的结构平板型太阳能热水器主要是由平板集热器、水箱、水管、支架及配件等部分组成。
(一)平板集热器平板集热器是平板型太阳能热水器的核心,包括吸热器、盖板、保温层、外壳四大部分。
1、吸热器:也叫集热器或集热芯子,其作用是吸收太阳的辐射能量并向水传递热量。
1)吸热器的结构:吸热器由吸热板(也叫肋片)和水管组成(如图2-3所示),水管有排管和集管之分。
排管夹在肋片之间,用来传递热量使水温升高;集管与所有排管相接相通,并且通过水管与水箱连通,使排管中水进入水箱,水箱中的冷水进入排管被加热。
吸热器在结构上有管板槽式(图2-4a)和翼片式(图2-4b)等多种形式。
将排管夹在肋片之间的方法很多:较为简单粗糙的方法就是在排管长度方向,隔一定距离用铁丝捆扎或铆接,也有在排管和吸热板交接处,沿管子长度方向锡焊的,也有在结合缝隙中填充各种导热胶的;随着太阳能热水器工艺水平的不断提高,市太阳能研究所引进了加拿大八十年代末的一条生产线,将两片铝带与一根铜管(在两铝带中间)轧制在一起,再用高压气体吹胀,形成铜铝复合式吸热板芯,如图2-5所示,其特点是:I热效率高;II寿命长,水质清洁;III节约铜材,降低成本;IV有很好的耐压性能。
正因为这些特点,铜铝复合板芯已经形成潮流,是平板型太阳能集热器的先进代表。
2)吸热器的材料:国外基本上都用铜和不锈钢,国内已大量采用铜材、铝合金、钢材、镀锌板,沿海水质较差的地区,那么可用塑料或玻璃来替代。
3)吸热器表面上的涂层:因为金属表面的反射率高,吸收率低(一般只有20~40%的太阳辐射能被吸收),为了增强吸收效果,必须在金属表面上刷涂层。
涂层有选择性和非选择性两种,所谓选择性涂料(因为这种涂料价格便宜),是对太阳光的短波辐射具有高吸收率(a),而本身所处温度的长波发射率(qT)却很低的一种涂料,可用a/qT大于1来表示。
若a/qT=1,那么称之为中性吸收层,也称为非选择性涂料。
平板型太阳能热水器的吸热板都采用非选择性涂料(因为这种涂料价格便宜),即涂上薄而均匀的无光黑漆,它们具有高的吸收率(a=0.92~0.96),但发射率也较高(qT=0.50~0.94),热损失较大。
太阳能热水器工作原理
太阳能热水器工作原理太阳能热水器是一种利用太阳能将水加热的设备,它通过特殊的工作原理实现了将太阳能转化为热能的过程。
本文将详细介绍太阳能热水器的工作原理。
一、太阳能热水器的组成部分太阳能热水器主要由集热器、储水箱和循环泵组成。
1. 集热器:集热器是太阳能热水器的核心部件,其作用是将太阳能转化为热能并传递给水。
常见的集热器种类有平板式和真空管式两种。
其中,平板式集热器由黑色的吸热板、透明覆盖层和保温层组成,透明覆盖层能够让太阳辐射透过并被吸热板吸收,将能量转化为热能。
真空管式集热器则由多个玻璃真空管组成,其中的吸热层能够将太阳光吸收并转化为热能。
2. 储水箱:储水箱用于存储加热后的热水,它通常位于集热器的下方,通过热传导管与集热器相连。
储水箱内设有保温层,能够减少热能的散失,保证储存的热水温度。
3. 循环泵:循环泵起到将冷水从储水箱中抽取,经过集热器加热后再返回储水箱的作用。
循环泵通过水循环的方式使冷热水交替流动,以达到加热水的目的。
二、太阳能热水器的工作原理太阳能热水器的工作原理主要包括光照转化、热能传导和水循环三个过程。
1. 光照转化:当阳光照射到集热器上时,集热器内的吸热层会吸收太阳光并将其转化为热能。
这是因为吸热层通常采用黑色材料,黑色材料对太阳辐射有较好的吸收能力。
太阳辐射被吸收后,在集热器内激发了水中的分子运动,使温度升高。
2. 热能传导:经过光照转化后,集热器内的吸热层会将热能传导给集热器的周围水分子。
水分子吸收热能后温度升高,成为加热水。
这时,冷水泵将冷水从储水箱中抽取,通过热传导管输送到集热器中,与加热水进行热交换,使冷水得到加热,并成为热水。
3. 水循环:循环泵将加热后的热水从集热器中抽取,返回储水箱,实现冷热水的循环流动。
这样一来,冷热水就能够不断地进行热交换,使冷水逐渐加热,最终达到预设的热水温度。
三、太阳能热水器的优势和应用太阳能热水器具有以下优势:1. 节能环保:太阳能热水器利用太阳能作为能源,无需消耗传统能源,因此具有很高的节能和环保效果。
太阳能集热原理
太阳能集热原理
太阳能集热原理是利用太阳辐射能源的一种方法,通过收集和转化太阳辐射的热能来产生热水、发电等。
太阳能集热系统主要由集热器、传热介质、储热器和利用装置组成。
集热器是太阳能集热系统的核心部件,它可以将太阳辐射能转化为热能。
常用的太阳能集热器有平板式、真空管式和聚光式等。
平板式集热器由黑色吸热层覆盖的板材组成,能吸收太阳辐射并转化为热能。
真空管式集热器由玻璃管内置管道和吸热层组成,具有更高的热转换效率。
聚光式集热器是利用反射镜将太阳辐射聚焦到集热器上的一种方式,能集中吸收太阳能并转化为极高的热能。
传热介质一般是通过管道与集热器连接,并将集热器中吸收的热能传递到储热器中。
常用的传热介质有水、油等,在系统中形成一个闭合的循环。
储热器用于存储集热器所吸收的热能。
其主要作用是在太阳不直接照射时,能够储存热能以供后续使用。
储热器一般采用保温材料进行外包覆,以减少热量的散失。
利用装置是太阳能集热系统的最终目的。
根据实际应用需求,利用装置可以是直接用于供暖、制冷水等家居用途,也可以是发电系统中的发电设备。
通过太阳能集热原理,可以充分利用太阳能资源,减少能源消
耗,降低环境污染。
尤其在地处日照充足地区,太阳能集热系统能够为人们提供持续稳定的能源供应,具有广泛的应用前景。
平板集热器的热效率提升研究
平板集热器的热效率提升研究摘要:平板集热器是一种常用的太阳能热能利用设备,在热水供应、暖气等方面有着广泛的应用。
为了提高平板集热器的热效率,本文综述了目前研究中的一些主要方法和技术。
这些方法包括优化集热器结构、改进集热器材料以及优化热传输流体。
通过这些措施的综合应用,平板集热器的热效率可以得到显著提升。
关键词:平板集热器、热效率、集热器结构、集热器材料、热传输流体引言:太阳能作为一种清洁、可再生的能源,具有广阔的应用前景。
平板集热器作为一种常见的太阳能热能利用设备,在热水供应、暖气等方面有着重要的应用。
然而,目前平板集热器的热效率仍有待提高。
提高平板集热器的热效率不仅可以提高太阳能的利用效率,还可以降低用户的能源消耗,具有重要的经济和环境意义。
因此,如何提升平板集热器的热效率成为了一个研究的重点领域。
一、优化集热器结构集热器的结构对于平板集热器的热效率有着重要的影响。
传统的平板集热器采用平板直接加热的方式,虽然结构简单,但存在一些缺点,如热损失大、集热器温度不均匀等。
为了解决这些问题,学者们提出了各种改进的结构设计,如流动管式集热器、盘管式集热器等。
通过改变集热器的结构,可以增加热传导表面积,提高热能的吸收效率,从而提高热效率。
二、改进集热器材料集热器材料的选择和性质对于平板集热器的热效率有着显著的影响。
常用的集热器材料有传统的铜、铝等金属材料,以及新型的太阳能选择性吸收涂层材料。
相比传统材料,太阳能选择性吸收涂层材料具有更高的太阳光吸收率和辐射率,可以更有效地转化太阳能为热能。
同时,合适的材料选择还可以减轻集热器的重量、减少材料成本。
三、优化热传输流体热传输流体在平板集热器中起着重要的作用。
传统的平板集热器中常用的热传输流体是水。
然而,水在传输过程中会发生蒸发、结垢等问题,影响热传输的效果。
因此,学者们提出了不同的改进方法,如使用高温热媒、添加表面活性剂等。
通过优化热传输流体的选择和性质,可以提高热能的传输效率,进一步提高平板集热器的热效率。
