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平板太阳能集热器工作原理有哪些?

发布时间:2019-06-12 17:35

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  平板太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的装置,它是一种特殊的热交换器,集热器中的工质与远距离的太阳进行热交换。平板太阳能集热器是由吸热板芯、壳体、透明盖板、保温材料及有关零部件组成。在加接循环管道,保温水箱后,即成为能吸收太阳辐射热,使水温升高。

  平板太阳能集热器是太阳能低温热利用的基本部件,也一直是世界太阳能市场的主导产品。平板型集热器已广泛应用于生活用水加热、游泳池加热、工业用水加热、建筑物采暖与空调等诸多领域。用平板太阳能集热器部件组成的热水器即平板太阳能热水器。平板太阳能集热器主要由平板太阳能集热器吸热板、平板太阳能集热器透明盖板、平板太阳能集热器隔热层和平板太阳能集热器外壳等几部分组成。

  近年来,全铜吸热板正在我国逐步兴起,它是将铜管和铜板通过高频焊接或超声焊接工艺而连接在一起。全铜吸热板具有铜铝复合太阳条的所有优点:热效率高,无结合热阻;水质清洁,铜管不会被腐蚀;保证质量,整个生产过程实现机械化;耐压能力强,铜管可以承受较高的压力。

  (2)翼管式。翼管式吸热板是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,然后再与上下集管焊接成吸热板。吸热板材料一般采用铝合金。翼管式吸热板的优点:热效率高,管子和平板是一体,无结合热阻;耐压能力强,铝合金管可以承受较高的压力。缺点:水质不易保证,铝合金会被腐蚀;材料用量大,工艺要求管壁和翼片都有较大的厚度;动态特性差,吸热板有较大的热容量。

  (3)扁盒式。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,吸热板材料可采用不锈钢、铝合金、镀锌钢等。通常,流体通道之间采用点焊工艺,吸热板四周采用滚焊工艺。扁盒式吸热板的优点:热效率高,管子和平板是一体,无结合热阻;不需要焊接集管,流体通道和集管采用一次模压成型。缺点:焊接工艺难度大,容易出现焊接穿透或者焊接不牢的问题;耐压能力差,焊点不能承受较高的压力;动态特性差,流体通道的横截面大,吸热板有较大的热容量;有时水质不易保证,铝合金和镀锌钢都会被腐蚀。

  (4)蛇管式。蛇管式吸热板是将金属管弯曲成蛇形,然后再与平板焊接构成吸热板。这种结构类型在国外使用较多。吸热板材料一般采用铜,焊接工艺可采用高频焊接或超声焊接。蛇管式吸热板的优点:不需要另外焊接集管,减少泄漏的可能性;热效率高,无结合热阻;水质清洁,铜管不会被腐蚀;保证质量,整个生产过程实现机械化;耐压能力强,铜管可以承受较高的压力。缺点:流动阻力大,流体通道不是并联而是串联;焊接难度大,焊缝不是直线而是曲线。

  平板太阳能集热器的吸热板是平板形状的,由此得名。它占透明盖板、吸热板、和外套等四部分组成。太阳辐射穿过集热器的透明盖板,投射在吸热板上,吸热板吸收并转化成热能,然后将热量传递给吸热板内的传热工质,使它温度升高,作为有用能量输出。透明盖板主要起到保护吸热板的作用,同时,阳光也能很好地投射进去,透明盖板的材料有严格的要求,不仅透光要好,而且抗压能力要强。吸热板的发展经历了许多的坎坷,比如早期时,排管与平板结合多采用捆扎、铆接、胶粘等工艺,但是由于这些工艺都很落后,热传递产生阻力。后来,业内专家发明了高频焊接、超声焊接等先进的工艺,才使这些难题得到解决。1986年,北京一家太阳能研究所从加拿大引进了一条具有国际先进水平的铜铝复合太阳条生产线,才使平板太阳能集热器技术跨上一个新台阶。吸热板上有一层深色的涂层,这种涂层可以最大限度地吸收太阳辐射过来的能量并转化成热能。隔热层则是把吸热板产生的热量保持住,尽量不使热量向外扩散,将损耗降到最低。平板太阳阳集热器发明于17世纪后期,但直至1960年以后才真正得以深入研究和规模化应用。

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