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应该如何选择太阳能热水工程中的集热器?

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应该如何选择太阳能热水工程中的集热器?

发布日期:2018-09-11 作者:1 点击:

  热水工程集热器的选择与太阳能热水工程整体系统的规模、提供太阳能热水工程厂家的产品规格等相关;在云南太阳能市场上产量大、质量稳定、使用较为普及的太阳能集热器主要有铜铝复合管板式平板型集热器(也叫平板太阳能或者太阳能平板)、全玻璃真空管集热器和真空热管型集热器等三大类别的太阳集热器。

在20世纪八九十年代家用热水器起步初期,一度批量生产的闷晒式热水器在进入21世纪后,几乎已完全退出了市场。在21世纪的头十年里,我国太阳集热器的发展方向与世界潮流并不完全一致全玻璃真空管一枝独秀,市场占有率最高时达到95%以上而平板则一路走低,最低时只剩下云南及华南一隅不足3%-7%的市场占有率。

在国外,特别是欧美发达国家,太阳能主流产品一直稳定在高质量的平板系列集热器这一主流产品上,根据有关单位对21世纪头五年(2005年以前),全球太阳能生产应用情况的抽样调查报告反映在21个全球太阳能应用较好的国家(含中国)的433家太阳热水器生产厂家的产品结构生产平板的占企业总数的92.61%、生产真空管的占2.77%、生产简易热水器的占4.62%,产品市场销售情况平板占94.88%、真空管占2.46%。到了2010年及以后,平板的生产与销售仍然占据着包括欧美国家在内的主流地位,而全玻璃真空管则几乎全部集中在中国生产和销售使用。2013年,中国真空管年总产量已猛増达到4亿多支。中国平板近年来也开始显示出复苏的迹象,年产量已从最低时的50万m2/a,恢复至近年的300万m2/a左右,但所占国内集热器年总产量的面积比例变化不大。

近年年以来,我国平板始终未能解决简易利l污、抗冰冻、防结垢集热器边框上下两面,四周、四角、漏水,漏气又漏热等顽疾,而平板所具备的集储分离,易与建筑物外立面有机结合锚固安装的优势,又因为我国长期以来在建筑一体化的定义不明,标准缺失的情况下,而得不到进一步的提升与发扬。再加上金属大涨价真空管产大于销,滥价竟争;以及广告误导宣传导致进人21世纪后我国平板被严重边缘化。但从大型共用太阳能热水系统工程设计出发,对集热器的选择来说,就我国太阳集热器的生产运用情况来看,我们仍然主张应优先选用精制新型高质量平板为宜。因为真空管集热器在大型系统中,一般只能采用纵向联箱横向直插玻璃真空管的组件,来实现大系统的安装,而这种系统在真空管彻底解决单孔肓管循环障碍之前,就选用来作为大型自然循环系统或者强制循环系统的集热组件,从理论到实践都还存在很多违反科学原则的不确定因素,故应持慎重态度。
系统集热器采热面积(Ac,)的确定,是太阳能热水系统工程设计的重要环节。由于采热面积与日均用水量(Qw和产水温度(tm成正比,与太阳年日均辐照量(Jt)和集热器效率R与系统热损率(X)成反比。因而,一般我们可通过(4.2.t)式来计算系统所需安装的面积:
Ac=QwCw(t-t0)=)*f÷Jt*R*X
Cw:表示水的定压比热(KJ/kg.℃)
产水温tw等于运行终止温度t与初始水温t0之间的差;Tm=(t-t0)
其实,我们只要知道经质监部门正式检测过的每m2集热器的平均日产水量和系统所需日热水消耗量,就可简单地推算出系统所需配置的集热器采热面积。例如已知系统集成管板式平板集热器每m2平均日可产45℃以上热水80L~100L;新建太阳热水系统日均热水消耗量为1500L,则可大概推算出需要安装该型太阳集热器的面积参数:
1500÷80=18. 75 (m2) ;1500 ÷100=15 (m2;)
再根据当地太阳日照的稳定率,以及用户实际热水消耗量,综合平衡后取平均值:
16.8(m 2)=8(块),即可大致求得系统的集热面积和平板集热器用量。

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