推广 热搜: 太阳能  山东  热泵  能效  燃气热水器  电热水器  河南  太阳雨太阳能  真空管  热水器 

U型管集热器与平板集热器对比分析

   日期:2012-05-15     浏览:518    评论:0    
核心提示:太阳能,U型管集热器与平板集热器对比分析,中国太阳能网

    简单对比

  太阳能热水器过热、过压保护传统的分体式太阳能热水器多采用U形管集热器或热管型集热器,这两种集热器由于采用玻璃外观,内部呈真空状态,所以极易产生过热现象。

  过热造成的危害一般有两方面:一是由于新房交工、装修期间或用户不使用期间极易造成集热器空晒,致使集热器吸热翅片温度超过160摄氏度时产生氧化,因而损坏集热器或大大缩短其使用寿命和集热效率;二是水箱温度过热易造成烫伤、过压或水箱内胆陶瓷层脱落或开裂,因而造成水箱内胆损坏。

  目前,电热水器的国家标准中规定,最高温度不允许超过75摄氏度的原因也是基于以上原因。

  综合上述因素,推荐使用平板分体式太阳能热水器。平板集热器在我国已经是一项很成熟的技术,平板在国外的市场占有率高达75%以上,随着我国太阳能热利用技术的发展,目前在我国高层建筑中,平板集热器的利用率也逐年递增。平板集热器的优点:一是在低温热水(60摄氏度)应用中效率最高,平均热性能高于其他类型集热器10%以上;二是不会产生高温,因平板集热器不能采用真空工艺,所以在高温状态下其热损较大,故系统不会有高温、超压现象;三是安全,相比真空管型集热器,无炸管、漏水等安全隐患。

  市场情况

  目前我国太阳能集热器产品中,占绝对主导地位的全玻璃真空管集热器,其在与建筑物的结合方面却存在一系列问题:

  1.运行安全问题:玻璃管直接与被加热的流体接触,由于玻璃管易破碎,极易造成系统瘫痪。

  2.密封可靠性问题:玻璃管与金属水箱密封只能靠硅胶圈,对硅胶耐温、耐老化要求极高,稍有不慎会漏水;玻璃管中也易形成水垢,很难清除;室外管道在北方也存在冻裂的隐患等等,都影响系统的可靠性。

  3.承压运行问题:由于真空管本身的耐压能力限制,以及真空管与水箱之间的软连接结构,使得系统不能承压运行,无法提供高品质的热水,限制了该类热水器的进一步推广和大面积应用。

  4.与建筑结合问题:现在的太阳能及热水器在建筑安装上极为混乱,排列无序,既影响了建筑景观,又给建筑的安全带来了隐患。

  5.集热器寿命问题:玻璃管的绝热性能依赖真空夹层,真空度的保持年限无法达到建筑行业要求。

  基于以上原因我们认为在七层以上的住宅和别墅复式建筑上,可采用分体承压式太阳能热水器,分体承压式太阳能热水器是一种间接式热交换的分离式承压热水系统。分体承压式太阳能热水器基本可与建筑进行结合,分体承压式太阳能热水器与建筑的结合主要是集热器与建筑的结合,主要采取集热器与墙壁、阳台、窗间墙、南坡屋面等结合的几种安装方法。

  目前市场上生产及销售的分体式太阳能热水器很多,选型、材质、效果差别很大,比较集中的有以下分类:

  按集热器分类有:平板型、全玻璃管—U管型、全玻璃管—热管。

  按运行介质分类有:水、普通防冻液、太阳能专用导热液。

  各类分体式太阳能热水器分析

  1.平板式。平板式分体热水器采用平板型集热器,该集热器一般采用磷脱氧铜管制成全铜金属流道。平板集热器承压性能好,可使系统运行稳定,在平板集热器中,工质(即太阳能专用导热液)在金属流道内流动,不接触玻璃盖板,不会出现因骤冷、骤热引起炸管导致系统瘫痪。平板集热器可以实现紧凑式或无间隙安装,在生产热水的同时,还具有保温、隔热、遮光、防水的传统屋面、立面的功能,这就为取代部分或全部屋面、立面建筑构件提供了基础,并且集热器形状结构可灵活设计,尺寸可与建筑材料的模式和建筑结构达到较好的相容性。

  平板型集热器比真空管集热器的日有用得热量高,究其原因主要有两个:

  第一,在相同的集热器总面积情况下,平板集热器的吸热体面积要比真空管集热器的吸热体面积大,而对于安装在民用建筑上的太阳能热水系统,集热器面积决定了集热器在建筑围护结构中占据的实际空间大小,因而是建筑师们最关心的参数:平板集热器每平方米有效采光面积为0.92平方米,而真空管集热器每平方米有效采光面积为0.55平方米。平板集热器一般采用先进的镀黑铬涂层,其吸收比为93%~95%,发射比为9%~10%。真空管集热器中很多品牌的真空管质量可靠,其吸收比大于90%,发射比小于6%。

  第二,在太阳能热水器的运行温度内,平板集热器的瞬时效率可以比真空管集热器高。因为平板集热器效率曲线的截距高、斜率大,真空管集热器效率曲线的截距低、斜率小。这样两条斜率曲线必有一个交点,而在生活热水温度条件下,集热器往往是在这个交点的左边区域内运行,此时平板集热器的效率高于真空管集热器的效率。正因为这些原因,国外90%以上的太阳能热水系统都采用平板太阳能集热器,即使在冬季十分寒冷的丹麦、瑞典等北欧国家也不例外。

  2.全玻璃管—U型管。全玻璃真空管—U型集热器是在全玻璃真空管中插入弯成U形的金属管,在U形金属管和全玻璃真空管之间,有与二者均紧密接触的金属翅片,担负二者之间的热传导工作,被加热流体在金属管中流过,吸收全玻璃真空管收集的太阳能热量而被加热,从而构成U型管—真空管太阳能集热器。价格相对便宜、安装强度低,但由于自身结构的问题,换热阻力大,效率低。并由于外层全玻璃管的可靠性差,有安全隐患,尤其是放在阳台上,一旦炸管或遭到楼上坠物破损,对下面的行人容易造成人身伤害。

  3.全玻璃管—热管。热管是一种高效导热元件,安装在全玻璃真空管中。热管和玻璃真空管之间有将二者紧密接触的金属翅片,将玻璃管转换的太阳能热量传导给热管蒸发段,热管再利用内部真空状态下工质的蒸发吸热和放热冷凝,将这一热量传导到被加热流体中。具有在低温环境中散热少,加热工质温度高的优点,但同时热管—真空管集热器的缺点是会将热量转换带来的热效率降低,同时有双真空结构所带来的结构复杂及造价高问题。另外,其外层还是全玻璃管,强度低,同样存在很大的安全隐患,利用率比较低。

  在流道介质方面,水直接循环比防冻液循环效率要高,但是结垢的问题无法避免。所以,即使用防冻液二次循环效率低一些,却换来了永不结垢。目前市面上普通防冻液带有腐蚀性,其寿命受限。因此我们推荐采用太阳能专用导热液,热效率明显提高。

 

 
打赏
 
更多>同类资讯
0相关评论

推荐图文
推荐资讯
点击排行

网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  RSS订阅  |  违规举报