真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点

真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点 平板太阳能特点平板太阳能特点 一 平板太阳能的几种板材集热器 铜铝复合阳极化板芯集热器 全紫铜选择性涂层板芯集热器 全紫铜氮氧化钛涂层板芯 集热器共三种 二 平板太阳能集热器的制作方法 平板型太阳能集热器板芯及其制造方法 板芯由两块金属薄板叠在一起 四周采用咬缝 工艺连接在一起 制成平板型金属吸热体 底部用镀锌板和保温棉垫底 上部用玻璃板盖 住 四周用橡胶条密封 受光面板上沟槽的槽底与背板冲压连接在一起 形成横向和纵向 互相连通的工质流道 三 平板太阳能的特点 1 平板式太阳能在 70 年代就已经发明和应用 自从 80 年代发明真空管太阳能后 在 整个业界平板式太阳能就慢慢退出市场 在广东 云南 海南等省至今还有在推广和使用 太阳能热水器也经历了焖晒式太阳能 平板式太阳能 真空管式太阳能 真空热管式太阳 能的发展历程 2 平板式太阳能工作原理是采用玻璃温室效应的原理实现对热水的加热 从它的制作方 式就可知道平板式太阳能的低效率 有的太阳能企业在说明它的高热效率如 高吸收率 s 92 低发射率 h 10 日平均热效率 d 55 是一种不负责任的表现 作为一 种集热板它在吸热的同时也会进行散热 而热量的传递只有三种方式 辐射 传导 对流 平板式太阳能的三种散热传热方式均很明显 发射率随集热器内的水温升高而增大 实际 上平板式太阳能集热器的热效率不足 54 3 平板太阳能的使用寿命 采用铜铝复合工艺 经轧制后形成铜质流道和铝质吸热翅 片 板芯表面经阳极化处理形成选择性吸热涂层 或采用优质选择性涂层或电镀黑铬涂层 A 由于涂层材料在阳光的照射和空气的氧气的氧化下 在三至五年就开始老化 变成浅白 色 从所安装的平板太阳能工程实例就可见一斑 B 集热器的铜管容易在水的作用下 产 生铜绿 在水的冲刷下变薄 特别是焊接口 在几年后就容易穿孔 这也是不争的事实 使用铜管的平板式太阳能和热泵换热器均如此 C 平板型太阳能集热器是金属管板式结构 的寿命一般在 5 8 年后就开始经常会出现漏水和效率更低的问题 所谓的质量稳定可靠 免维护 那是安装前期的表现 长寿命 15 年更是行业骗子 4 各种环境的影响 散热快 保温效果差 无抗冻能力 平板式对台风的阻力大 抗 台风能力差 玻璃平面受外来冲击力大 抗冰雹能力差 所谓的适合于广东 福建 云南 广西 海南等地区的使用 应该理解为可以蒙骗过关 因为在以上地区的冬季约四个月最 需要节能的时候 他们就罢工了 5 应用行业的不同 效果不同 在全天候供应的酒店 公寓热效率更低 因为他们要 求全天候供应热水 这就要求太阳能集热板在相对高温的前提下运行 散热更大所致 用 在工厂 学校等晚上定时供应热水的场所会好一些 因为在早上可以上冷水 让太阳能系 统相对低温下工作 效率相对高温状态下运行要高些 但无论何种状态下 系统热效率均 小于 36 6 推广平板式的理由 集热器容易生产和制作 配套太阳能工程时 由于不需要真空 管的連箱 底托等配套 成本较低 在两种太阳能价格相差不多的情况下 可以追求更高 利益 在不能处理好真空管易破的前提下 太阳能企业可以免除更多的维修 利用大多数 客户对热量节省概念不清晰的情况下 只推广太阳能的广义如环保 节能 安全等理念 不安装计能的电表 水表 采用各种方法促使客户验收和接受 在广东往往是几家较大 的太阳能公司在推广和营销过程中互相联合 利用广东太阳能协会等出具的证明 并非科 学依据 包围垄断客户 在广东 福建 海南等地区推广 使用企业容易受骗和接受 7 平板式太阳能的应用现状 在我国只占不足 5 的比例 在国际上 除少数发达国家 和地区 由于更注重美观等因素 特别是大投资 安装大面积 以满足使用 另真空管太 阳能能是中国发明 等等原因 以致国外对平板太阳能直至现在还有推广 8 平板式太阳能的工程应用事例 分别是广东省内各家较大太阳能公司的平板式太阳 能热水工程 和带来的危害 据笔者所知 A 佛山南海的石门实验学校 1800 学生利用平板式太阳能安装 1200 平方 结果年耗 油 21 万升 比直接使用燃油锅炉更耗能多 5 万升以上 B 深圳第一劳教所安装的平板式太阳能由于采用电辅助耗能大 只用三年 至今有 六年停止使用 C 南海中美玩具厂 使用平板式太阳能后 当年就全部拆掉 投资 40 万 最后只买 到 3 万 D 南海丹灶镇中学 在招标太阳能热水工程时 有 12 家在推广平板式太阳能 只有 斯诺宝一家推广真空管太阳能 最后安装平板式太阳能 造成 2006 冬季 少雨阳光充足 耗能燃油约 4 万 月 只有约 1400 位学生使用 而当年采用斯诺宝真空管太阳能的深圳坪 地耀生鞋厂 1600 工人耗电只有 1600 元 月 E 酒店使用平板太阳能的情况 如深圳福田的华通大厦宾馆 每月用水 900 吨 即 30 吨 天 安装平板式太阳能 720 平方 水箱 35 吨 最后 2006 年夏季耗油约 3 万 月 冬 季 5 万 月 平板式太阳能几乎起作用不大 顺德容奇的鹿茵四星级酒店 运用平板式太阳 能同样节能效果微乎其微 更多的酒店在使用平板式太阳能后由于节能效果不理想很多最 后都拆掉 F 南海西樵的官山大酒店安装了平板式太阳能 四年了安装公司只收到首期 30 全 是因为私企发现太阳能不节能 安装公司想利用广东太阳能协会来解决问题 但最后因不 能改变不节能的事实 至到现在依然不了了之 G 正因为平板太阳能的弊病多 运用在酒店等高要求行业并没有节能效果 以致平板 式太阳能在推广过程中 往往是国家的企事业单位在大量的安装 不计节能效果 至于酒 店和私企很少接受 有接受的很多都表明是太阳能的受害者 甚至排斥 这就是为何油价 高 而企业还不广泛运用太阳能的原因 太阳能企业不负责任的推广是造成广东太阳能酒 店热水工程发展缓慢的根本原因 H 由于平板太阳能与真空管太阳能相比具有很大的缺点 2006 年之前广东各个较大的 太阳能企业极力推广的平板式太阳能均在公司网站上大篇幅的阐述平板式太阳能的优点 而现在 他们在网站上宣传平板式太阳能的优点时只是轻描淡写 这也就就证明平板式太 阳能真的要淘汰了 真空管太阳能特点 真空管太阳能特点 一 真空管太阳能的几种集热器 真空管集热器 三高真空管集热器 真空热管集热器共三种 二 真空管太阳能集热器的特征 真空管太阳能集热器的结构 分内外管 内管内壁有水银涂层 内管外壁有吸热涂层 内外管之间是真空层 外管是透明的玻璃 内外管均采用高硬度的高硼硅玻璃 一端有进 出口 另一端封闭 真空管太阳能的特点 1 平板式太阳能在 70 年代就已经发明和应用 自从 80 年代发明真空管太阳能后 在 整个业界平板式太阳能就慢慢退出市场现在在我国只占不到 5 的份额 太阳能热水器也 经历了 60 年代的焖晒式太阳能 平板式太阳能 真空管式太阳能 真空热管式太阳能的 发展历程 现在真空管已经发展到了三高真空管 真空热管真空管 2 真空管太阳能工作原理是采用内管的吸热涂层对太阳光吸收 加热内管里的水 在 与水箱或連箱进行交换 提高水温 作为一种集热板它在吸热的同时也会进行散热 而热 量的传递只有三种方式 辐射 传导 对流 真空管太阳能的三种散热传热方式均很小 内管的水银涂层防止热量辐射 内外管中间的真空层防止热量传导 至于热量的对流散发 对真空管太阳能而言 几乎为零 热效率达 93 5 比平板太阳能提高 50 80 3 真空管太阳能的使用寿命 由于它的材料是高硼硅玻璃 而内外涂层在真空的环境 里不受氧化 在不受外力的情况下寿命超 20 年以上 4 各种环境的影响 散热小 保温效果好 抗冻能力强 在南极都有优良表现 真空 管对台风的阻力小 抗台风能力强 真空管是圆形的形状受外来冲击力小 抗冰雹能力强 5 真空管太阳能管的热效率达 93 系统热效率可达 46 斯诺宝真空管太阳能技术 系统热效率可达 75 以致可以直接生产开水 6 推广真空管的理由 新技术 高效率 7 真空管太阳能的应用现状 在我国占 95 以上的比例 在国际上 真空管太阳能的 出口比平板式占绝对优势 8 真空管太阳能的工程应用事例 在全国范围内占主流 是太阳能热水的发展方向 真空管与平板式太阳能的对比表 项目平板太阳能真空管太阳能真空管循环系统效率真空管恒温系统效率 热效率 53 93 46 75 发明时间 70 年代 80 年代 80 年代 2004 年 使用寿命 5 8 年 20 年 5 8 年 20 年 防冻防风差优优优 应用比例现在 5 95 99 以上很少 使用区域小范围全国各地全国各地全国各地 技术要求简易复杂简单较高 漏水及维修前期少 后期无法补救水温温差大时多 玻璃特性 有技术少高技术少 吸热面积受安装位置影响前排遮后排 受安装位置影响前排遮后排 受安装位置影响 前排遮后排 一个平面 全面利用 调试情况简单简单简单有技术要求 性价比 主要受企业盈利影响 差优中优 注 有关斯诺宝真空管太阳能恒温热水开水技术的参数 请参照斯诺宝太阳能公司 2006 2007 年的宣传图册 附件 1 四种类型真空管与平板式集热器特性的对比实验 林勤罗振涛孙国新崔建新 中国科学院石家庄农业现代化研究所 关键词 真空管平 板集热器特性对比本项实验研究了四种不同类型真空集热管和平板式集热器所组成的热水 器系统的热特性 并进行对比 四种类型的真空集热管的结构和参数见附表 1 2 号为真空热管 之不同和是 2 号的 集热板为圆柱状 以增加集热面积 3 和 4 号为全玻璃真空管 其中 3 号的管内置有一 U 型金属管 即为金属流道式真空管 为研究四种类型真空管太阳能集热器在太阳能集热系统中的运行特性曲线 特制了一 个试验热水系统 主要包括集热器 一个容器为 265 公升的储罐 一台循环泵和控制系统 集热器朝南 倾角为 45 度 用乙醇与水的混合物为工质 进行二次换热的双回路系统 所有四种果和模型处理得出四种类型真空管热水系统的效率曲线 略 其光效率分别为 0 61 0 73 0 78 和 0 91 除 1 号的斜率较小外 2 3 4 号的斜率基本相当 为获得真空管太 阳集热器在太阳供热系统中全年的运行情况和数据 对小型家用热水系统和集中供暖系统 分别进行了对照模拟实验 典型的小型家用热水系统设计包括 3 平方米的采光面积的集热器 195 公升的储水罐 中上部的水被辅助热源加热到 50 5 供水量为 160 公升的热水供使用 相当于一年耗用 2690 度电的年度热水供应量 总量 1 3 的热水消耗在早晚 7 00 和中午 12 00 为将使 用不同集热器的模拟系统做比较 首先必须保证每一模拟系统都以最佳条件运行 首先是 研究集热器中流量流速对系统运转性能影响 找出系统能获取最大阳光系数是当流率处于 0 15 55 其中 2 号真空管集热器表现出最佳的热特性曲线 略 由于真空管集热器的热损小 因而这种集热器就特别