舒适100大学堂 太阳能集热器发展过程

　　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。平板型太阳能集热器是太阳能集热器中的一种类型。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。

　　1、特点：

　　平板型太阳能集热器结构简单，运行可靠，成本低廉，热流密度较低，即工质的温度也较低，安全可靠，与真空管太阳能集热器相比，它具有承压能力强，吸热面积大等特点，是太阳能与建筑一体结合最佳选择的集热器类型之一（真空管在北方天气较冷地区装置为宜，广东基本采用平板型集热器。）。

　　2、应用范围：

　　如企业事业单位、工厂、院校、宾馆酒店、医院、社区、游泳池（包括机关等集体单位和家庭），应该说：凡需用热水温度小于100℃的领域内，原则上都可以用平板型集热器作为热源。

　　二、 平板型太阳能集热器的构造：

　　平板型集热器的工作过程是阳光透过玻璃盖板照射在表面有涂层的吸热板上，吸热板吸收太阳能辐射能量后温度升高。

　　① 要求：有一定的承压能力，与水的相容性良好，热工性能良好，即吸热板吸收太阳辐射量后转变成的热量能很快传递给水。一般广东地区使用的平板型太阳能尺寸为1×2米（也可定向设计），每平方米采光面积可产能45—65℃的热水约100公斤左右。

　　② 盖板：阳光与吸热板之间的辐射传热板上表面需有透明盖板，使之进去的能量大于散失的能量而提高温升。一般采用高强耐热透明玻璃和普通平板玻璃。盖板层数由使用地区的气象条件和工作温度而定，但从防尘、防水角度考虑，一般仍需要用单层盖板。盖板与吸热板之间的距离一般为2.5厘米左右。

　　③ 保温层：减少集热器向四周环境的散热，以提高集热器的热效率。常用的保温材料一般采用：岩棉、矿棉、聚苯乙烯、聚氨脂等，底部保温层一般3—5厘米厚，四周保温层的厚度为底部的一半。（当然在平板太阳能中央热水系统工程方面，保温水箱、管网均需采用保温材料，做好保温，以确保热量不易散热。）

　　④ 吸热板（简称板芯）：平板型太阳能集热器一般采用铜铝复合和全铜的材质，目前大部分采用铜铝复合太阳能集热板。这种集热板是由铜铝复合吸热翼片与铜质集热管连接而成的，这种吸热翼片的特点在于由两面铝板中间夹着铜管，通过压辗复合工艺，使铝铜和铝铝之间紧密结合（基本上达到冶金结合）。

　　⑤ 涂层：在吸热面板上涂有选择性或非选择性涂层，这种涂层既可使吸热面板吸收更多的太阳能辐射，又可减少吸热板向环境的辐射散热损失。涂层在吸热方面特别重要，目前一般采用黑铬涂层。

　　⑥ 壳体：一般采用铝合金、钢材等，组成一个整体并保持有一定的刚度和强度便于安装。

　　⑦ 支架：一般采用热镀锌、铝合金、不锈钢等材质，加工成品，焊接于钢结构棚架上。

　　2、平板太阳能集热器的基本工作原理：

　　平板太阳能集热器的基本工作原理十分简单。概括地说，阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。这样，从集热器底部入口的冷工质，在流体通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从集热器的上端出口，蓄入贮水箱中待用，即为有用能量收益。与此同时，由于吸热体温度升高，通过透明盖板和外壳向环境散失热量，构成平板太阳集热器的各种热损失。这就是平板太阳集热器的基本工作过程。

　　三、平板型太阳能中央热水系统工程的应用：

　　太阳能热水系统由集热器、储热水箱、循环管道及辅助装置等组成。

　　集热器是太阳能热水系统中的关键部件，其性能优劣直接影响到太阳能热水系统的性能，但系统的合理选择及设计，对充分地利用集热器所收集的太阳能也起决定性的作用。设计系统一般应考虑以下因素：

　　集热器类型、热负荷特性、采光面积、大小与储热水箱容积的配比，管道大小、场地安装条件、当地水压、供电情况、管道水平等等。

　　四、 太阳能的发展趋势：

　　1、太阳能的价值意义：

　　由于常规能源的大力开发利用，造成世界范围内的环境污染日趋严重。世界上很多国家已经认识到，太阳能作为可再生能源，在持久使用环境资源为人类造福方面将起到十分巨大的作用。有着丰富太阳能资源的中国，已于2006年1月1日起正式实施《可再生能源法》，同时，国家“十一五”规划纲要也已把可再生资源的发展作为一项重要任务，因此太阳能热器本身具有巨大的潜在的推广应用价值。

　　2、平板型太阳能在建筑中的应用：

　　平板太阳能发展至今天，技术上已日趋成熟。世界各国都力图将太阳能与建筑密切结合，录求外形美观、布局合理、管理规范的太阳能与建筑一体化的设计。如：世界上使用太阳能热水器最普及的国家——以色列，平板太阳能与建筑一体完美结合的设计就占90%以上的市场份额。同时，实践证明，广东的气候更适合采用平板太阳能，并能与建筑一体完美结合。

　　综上所述，太阳能（特别是平板型）具有潜在的发展前景，人类将走向太阳能时代！

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