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太陽(yáng)能集熱器介紹

　　太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它的利用為人類(lèi)創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類(lèi)進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

　　中國(guó)《可再生能源法》的頒布和實(shí)施，為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了政策保障；哥本哈根氣候大會(huì)的召開(kāi)，京都議定書(shū)的簽定，環(huán)保政策的出臺(tái)和對(duì)國(guó)際的承諾，給太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了機(jī)遇；西部大開(kāi)發(fā)，新農(nóng)村建設(shè)，城市化建設(shè)的加快，為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)提供巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)；原油價(jià)格的上漲，中國(guó)能源戰(zhàn)略的調(diào)整，促使政府加了大對(duì)可再生能源發(fā)展的支持力度。所有這些都為中國(guó)太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)極大的機(jī)會(huì)。

　　在太陽(yáng)能的光熱利用中，常見(jiàn)的太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)品類(lèi)型主要有：

　　★平板太陽(yáng)能集熱器

　　★全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器

　　★全玻璃真空管改進(jìn)型：小熱管真空管集熱器、U形管真空管集熱器、同心套管真空管集熱器、玻璃熱管真空管集熱器、平板太陽(yáng)能集熱器

　　★大熱管真空管集熱器

　　產(chǎn)品性能總結(jié)

　　熱效率：中低溫（80度以下）熱效率高，春夏秋晴好天氣產(chǎn)45度生活熱水80-100升/㎡；

　　承壓性能：能承受0.6MPa以上壓力；

　　與建筑相結(jié)合：易與建筑物結(jié)合，可以替代部分屋面板、墻板；

　　防凍性能：集熱器本身不能防凍；

　　維護(hù)保養(yǎng)：傳統(tǒng)建材，維護(hù)量極少；

　　保溫性能：材料保溫，整體保溫性能相對(duì)真空保溫差；

　　使用壽命：30年

　　全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器

　　熱效率：高溫（80度以上）熱效率高，春夏秋晴好天氣產(chǎn)45度生活熱水60-80升/㎡；

　　承壓性能：不能承壓使用；

　　與建筑相結(jié)合：不易與建筑物結(jié)合；

　　防凍性能：集熱器本身可防凍；

　　維護(hù)保養(yǎng)：全玻璃真空管，易炸管，日常維護(hù)量大；

　　保溫性能：真空保溫，整體保溫性能好；

　　使用壽命：15年

　　真空管太陽(yáng)能集熱器改進(jìn)型

　　為了克服全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器以下缺點(diǎn)：

　　第一、全玻璃真空管與聯(lián)箱采用硅膠圈進(jìn)行密封，無(wú)法承壓運(yùn)行；

　　第二、全玻璃真空管內(nèi)存介質(zhì)較多，每支管存水2.2升（以常規(guī)Φ58，長(zhǎng)1800mm為例），以安裝100平米集熱器為例，需要集熱管700余根，集熱管內(nèi)存介質(zhì)近1540升，這些存介質(zhì)無(wú)法取出利用，致使全玻璃真空管系統(tǒng)熱效率降低；

　　第三、由于玻璃導(dǎo)熱性及收縮性較差，在運(yùn)行過(guò)程中若遇到冷熱溫差較大時(shí)，全玻璃真空管便容易炸裂，而全玻璃真空管內(nèi)裝有系統(tǒng)介質(zhì)，如果系統(tǒng)有一支集熱管破損，系統(tǒng)介質(zhì)便會(huì)很快流失，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，無(wú)法工作。

　　為了克服以上全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器的缺點(diǎn)，太陽(yáng)能集熱器廠家設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了以下四種改進(jìn)型式真空管集熱器，第一種是小熱管真空管集熱器，第二種是U形管真空管集熱器，第三種是同心套管真空管集熱器，第四種是玻璃熱管真空管集熱器，前兩種集熱器屬于相對(duì)常用型集熱器，第三、四種相對(duì)應(yīng)用較少，下面我們簡(jiǎn)單逐一介紹一下這四種改進(jìn)型真空管集熱器。

　　太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的防凍

　　上述各種不同類(lèi)型的集熱器要滿(mǎn)足熱水及采暖功能的需要,必須采用多種形式組成不同類(lèi)型的工程系統(tǒng)。各種工程系統(tǒng)在保證優(yōu)先使用太陽(yáng)能、全面使用太陽(yáng)能、最少使用常規(guī)能源、滿(mǎn)足全天候使用功能的同時(shí)，其產(chǎn)品及系統(tǒng)的防凍問(wèn)題尤為重要。

　　北方地區(qū)冬季如何解決太陽(yáng)能集熱器及室外管路的防凍問(wèn)題呢？

　　平板集熱器常用的防凍方式

　　國(guó)外：基本上全部采用防凍液-水交換的防凍方式；

　　國(guó)內(nèi)：大多采用排回系統(tǒng)；

　　結(jié)論

　　國(guó)內(nèi)近幾年大量工程實(shí)踐證明，排空防凍方式是適合于中國(guó)國(guó)情且安全、可靠的平板太陽(yáng)能系統(tǒng)防凍方式。

　　平板太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

　　一、平板太陽(yáng)能集熱器的結(jié)構(gòu)性能

　　二、平板太陽(yáng)能集熱器的防過(guò)熱性能

　　三、平板太陽(yáng)能集熱器的熱性能

　　平板太陽(yáng)能集熱器的結(jié)構(gòu)性能

　　（1）使用壽命：平板型集熱器結(jié)構(gòu)一般由透明蓋板、隔熱材料、吸熱板、外殼等部分組成。其采用的材料均為傳統(tǒng)的建筑材料，蓋板為鋼化玻璃、邊框?yàn)殇X合金、吸熱板芯為全銅或銅鋁復(fù)合，這些材料性能穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)外工程經(jīng)驗(yàn)表明，平板型集熱器的使用壽命達(dá)30年以上。

　　（2）承壓性：平板太陽(yáng)能熱水器具有較好的承壓性能，因此適用于承壓、雙循環(huán)及大型的太陽(yáng)能工程熱水系統(tǒng)。

　　（3）故障率：平板集熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且金屬材料構(gòu)成部件在正常使用情況下故障率較低。

　　（4）在與建筑結(jié)合外現(xiàn)方面，平板集熱器可以替代部分屋面板、墻板等，成為建筑構(gòu)件的一部分使用。

　　為了進(jìn)一步總結(jié)論證不同類(lèi)型集熱器的實(shí)際得熱量及影響集熱器和系統(tǒng)效率的相關(guān)因素，掌握一手材料，九陽(yáng)公司連續(xù)多年對(duì)平板集熱器與真空管集熱器、熱管集熱器等不同類(lèi)型集熱器及系統(tǒng)有效得熱量進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試；同時(shí)進(jìn)行了不同涂層平板集熱器的性能對(duì)比、平板集熱器不同設(shè)計(jì)方案對(duì)比、集熱器不同安裝傾角對(duì)系統(tǒng)得熱量的影響對(duì)比等眾多測(cè)試。

　　國(guó)外平板太陽(yáng)能的應(yīng)用狀況

　　平板太陽(yáng)能集熱器作為一種安全、可靠、耐用的集熱器類(lèi)型，在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用，占據(jù)市場(chǎng)主流地位，其份額占85%以上。

　　法國(guó)、意大利、德國(guó)、西班牙等歐洲國(guó)家都是以平板型為主。葡萄牙、以色列、希臘、巴西等國(guó)更是接近100％為平板型產(chǎn)品。

　　國(guó)外平板太陽(yáng)能集熱器穩(wěn)步應(yīng)用的原因分析：

　　1、無(wú)論是家用太陽(yáng)能還是工程型熱水系統(tǒng)，國(guó)外普遍采用防凍液—水二次換熱方式。即便是自然循環(huán)家用太陽(yáng)能熱水器亦是如此，這一方法解決了熱水器的冬季防凍問(wèn)題。

　　2、國(guó)外的平板太陽(yáng)能熱水器其結(jié)構(gòu)及性能較好。國(guó)外的平板太陽(yáng)能集熱器從吸熱涂層、透明蓋板，保溫及密封結(jié)構(gòu)等均有較為先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用。

　　3、由于承壓防漏的規(guī)定，造成直插式全玻璃真空管熱水器在國(guó)外無(wú)法直接應(yīng)用，金屬類(lèi)真空管熱水器比平板太陽(yáng)能熱水器的成本較高。

　　國(guó)內(nèi)平板太陽(yáng)能的應(yīng)用狀況

　　與國(guó)外形成鮮明對(duì)比的是，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上真空管類(lèi)集熱器占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)份額。

　　在全球范圍內(nèi)以真空管型為主的國(guó)家只有我國(guó)。對(duì)此，國(guó)際同行稱(chēng)為“熱水器中國(guó)現(xiàn)象”。

　　近年來(lái)，對(duì)于平板太陽(yáng)能集熱器的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用趨于理性。

　　一方面，針對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器冬季的凍損問(wèn)題，國(guó)內(nèi)的平板太陽(yáng)能廠家研究了適合國(guó)情的排空防凍、循環(huán)加熱防凍等諸多方案，并已在大量的實(shí)際工程中成功應(yīng)用推廣。

　　另一方面，工程化及太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合成為今后發(fā)展的主流趨勢(shì)。由于真空管熱水器在使用中暴露了炸管、管內(nèi)結(jié)垢及無(wú)法承壓使用等問(wèn)題，使得業(yè)界人士、用戶(hù)、開(kāi)發(fā)商及設(shè)計(jì)院所等重新審視平板太陽(yáng)能集熱器，特別是在太陽(yáng)能的工程應(yīng)用中，逐漸認(rèn)識(shí)了平板集熱器的優(yōu)勢(shì)所在。

　　近兩年，平板太陽(yáng)能熱水器以年增長(zhǎng)46%的發(fā)展速度遞增。

　　平板太陽(yáng)能產(chǎn)品及系統(tǒng)需解決的問(wèn)題

　　一、需加強(qiáng)平板太陽(yáng)能集熱器技術(shù)研發(fā)，改進(jìn)平板太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)品性能，開(kāi)展集熱器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷提升平板太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)品品質(zhì)。

　　（1）提高平板集熱器的熱性能：采用性能較高的選擇性吸收涂層，解決好管板的熱接觸；采用高透過(guò)比低鐵鋼化玻璃等。

　　（2）解決好平板集熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：如優(yōu)化邊框設(shè)計(jì)、改進(jìn)集熱器的密封條件、背部保溫，提高集熱器的建筑適應(yīng)能力；

　　二、研發(fā)高性能的平板集熱器基礎(chǔ)材料，如涂層技術(shù)、高透射比玻璃蓋板等；改進(jìn)企業(yè)的平板集熱器生產(chǎn)裝備及加工工藝，提升企業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)水平和自動(dòng)化程度。

　　三、要吸收借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)高性能的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)及配套技術(shù)，研發(fā)與建筑相結(jié)合的太陽(yáng)能熱水工程系統(tǒng)技術(shù)。

　　四、提高太陽(yáng)能工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量，在優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、細(xì)化施工工藝、加強(qiáng)性能檢測(cè)等多方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)與革新。

　　五、完善產(chǎn)品的構(gòu)件化、標(biāo)準(zhǔn)化，使產(chǎn)品成為建筑的組成部分；完善工程設(shè)計(jì)、施工的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)單位、施工單位創(chuàng)造太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合的技術(shù)條件和依據(jù)。

　　六、進(jìn)行實(shí)是求是的宣傳工作，改變平板太陽(yáng)能冬天不能用、效率低的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，促進(jìn)行業(yè)的健康發(fā)展。

　　結(jié)論

　　1、平板太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)采用排空等防凍技術(shù)，是適用、安全可靠的。

　　2、平板太陽(yáng)能集熱器的熱性能：北京地區(qū)冬季平板太陽(yáng)能在低溫狀態(tài)下的集熱性能要優(yōu)于真空管類(lèi)型集熱器。

　　3、平板太陽(yáng)能由于承壓性強(qiáng)、熱效率高、便于實(shí)施太陽(yáng)能與建筑一體化，因此成為熱水工程及太陽(yáng)能與建筑相結(jié)合的首選。

　　4、平板太陽(yáng)能集熱器的優(yōu)點(diǎn)已在行業(yè)內(nèi)外形成了共識(shí)；

　　5、工程是太陽(yáng)能市場(chǎng)的發(fā)展方向，平板太陽(yáng)能系統(tǒng)將成為國(guó)內(nèi)工程市場(chǎng)的主流產(chǎn)品；國(guó)內(nèi)平板太陽(yáng)能企業(yè)應(yīng)做好產(chǎn)品升級(jí)工作，國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能工程市場(chǎng)將迎來(lái)“平板時(shí)代”。