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洛陽太陽能熱水工程|太陽能集熱器如何工作的?

來源:   發表時間:2019/7/22 8:31:30  點擊次數:【207】


平板集熱器的種類較多,其基本結構主要透明蓋板、吸熱板、保溫殼體和保護外殼四部分組成。吸熱板是重要的部件,一般選用銅、鋁合金、銅鋁複合材料、不鏽鋼、鍍鋅鋼板等材料。吸熱板基本上是平板,但可以加工成穿孔、瓦楞狀、散熱片狀或波紋狀。吸熱板吸收太陽能後升溫,然後將熱傳遞給它上面移動的或通過它裏面的流體。一個平板集熱器的吸熱板面積大致與截取輻射能表面相等。大多數平板集熱器是固定的。它們既可以接收直接輻射能,也可以接收散射輻射能。這樣即使在全陰天的情況下,全部太陽能輻射是漫射時,平板集熱器也可以産生少量熱量。洛陽太陽能熱水工程


一般情況下爲降低吸熱板表面的反射率,常常在其表面塗覆黑色塗層,溫度要求不高的場合可以選擇用黑板漆、瀝青、煙灰等非選擇性塗層材料以降低成本。溫度較高的使用場合要采用對短波輻射具有較高吸收率而對長波的發射率較低的選擇性塗層材料。太陽輻射透過透明蓋板,其光能轉化爲熱能被吸熱板吸收,集熱器內的傳熱工質直接或間接將熱量帶走。爲了減少系統對外界散熱,要選用厚度合適的保溫材料,一般情況下保溫層的厚度設爲30~50mm。


平板集熱器內的傳熱工質可以是液體(水或防凍液),用集熱器直接或間接産生生活熱水,或者采用制冷劑作爲運行工質通過熱泵循環間接産生熱水。也可以空氣爲傳熱工質産生熱空氣,用于建築供暖、幹燥作業等領域。


相比較而言,以空氣作爲傳熱介質,其熱物性特征與水有很大區別,主要表現在:1、空氣的比容很大,在常溫常壓下約爲水的一千倍,且隨溫度和壓強的變化而變化;2、空氣熱容量比較小,約爲水的1/4,因而氣流溫度易受輻射表面的影響而波動;3、氣流與換熱表面接觸時,其對流換熱系數比較低,在強制流動時,約在125.4kj/(平方米.小時.攝氏度)以下,是水流的1/30左右;4、空氣熱導率低,公爲水的1/20~1/25。


以空氣爲傳熱工質的集熱器同時具有一些明顯的優點:1、工作溫度範圍廣,在冬季沒有結冰的問題;2、不會腐蝕集熱器和管路;3、空氣系統無承壓的要求,即使有少量泄漏,對系統的運行和效率也不會産生較大的影響;4、成本較低;5、空氣集熱器的時間常數小,反應快,受到日照很快就能得到熱空氣;6、太陽能空氣系統提供的熱空氣可直接用于谷物和經濟作物的幹燥;7、作爲建築供暖用的太陽能空氣系統,只要增添一個換熱器,在非供暖期也可以提供生活熱水。


通常的太陽能空氣加熱系統有兩種不同的方式:一是利用太陽能空氣集熱器,以空氣爲載熱工質,直接吸收太陽能;二是使用太陽能熱水器,通過水-氣換熱加熱空氣。前者直接利用,熱效率高,但工作溫度易受太陽輻射變化的影響,波性性較大;後者二次轉換系統熱效率較低,成本較高,但可利用蓄熱水箱貯存熱水,系統溫度比較穩定。實際幹燥作業,比較多地采用空氣集熱器直接加熱的方式。爲解決供熱溫度波動問題,可采用各種不同的蓄熱措施,目前使用較多的爲卵石蓄熱裝置。


平板集熱器使用安全可靠、結構簡單、成本較低;但集熱溫度較低,吸熱體和透明蓋板之間存在較多對流散熱,多用于低溫系統。

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