真空管太阳能与平板太阳能的性能浅析.doc

真空管太阳能与平板太阳能的性能浅析摘要：云南省规定十一层楼以下建筑必须安装太阳能而昆明市规定十二层楼以下建筑必须安装太阳能。太阳能已成为了如门窗一样建筑必不可少的部件之一。但它的应用受外界制约的因素太多更无法达到门窗的标准化与统一规范。因此对太阳能形式的选择就成为一项重要工作。关键词：真空管太阳能；平板太阳能；性能；探讨一、真空管太阳能集热器1、真空管集热管的结构及组成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。2、真空管技术参数目前集热效果的最好的是AL---N/AL真空溅射选择性镀膜利用该涂层的玻璃真空管其吸收率≥0.93；红外发射率ε≤0.6；平均热损Uct0.9W/㎡℃；真空度P≤5×10ˉ3pa采用性能高硼硅3.3特硬玻璃制造。二、平板太阳能集热器1、平板太阳能集热器的吸热板是平板形状的由此得名。它由吸热板芯、壳体、玻璃盖板、保温材料等四部分组成。2、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。一般常用的吸热板有铜铝复合阳极化板芯；全紫铜选择性涂层板芯两种制造方法为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。3、平板型太阳能集热器结构简单运行可靠热流密度较低即工质的温度也较低。平板太阳能集热器采用低透过率(80%)平板玻璃热损系数a1在3.54～4.03W/m2•K；三、真空管与平板太阳能的区别下面将从11个方面来分析目前我国平板热水器与真空管热水器的技术分析与对比。从而全面分析集热器热性能优缺点：1．市场占有率的比较目前我国太阳能应用最为普及的是真空管太阳能与平板太阳能两种形式。云南省是最早普及太阳能的省份也是平板太阳能应用最早最广泛的地区在九十年代其他省份的老百姓还不认识太阳能为何物时云南已非常普及。八十年代与九十年代云南省处处都是平板太阳能而到了九九年后由于气候等因素的制约生产工艺性要求性能适应性条件等导致真空管飞速发展目前的比例为：平板太阳能占5％；真空管太阳能占95％。2.集热器热性能比较1)平板与真空管集热器热工性能对比通过对平板及真空管集热器在不同的环境条件下的吸热量的测试如下表表1：平板（带选择性涂层有盖板）太阳集热器的性能评价表（MJ/每板每天3m2）表2：真空管太阳集热器的性能评价表（MJ/每板每天3m2）以上表格中第一列是集热器的出水温度T1与环境温度T2的差值表中的每一行是不同天气情况数值为集热器在相同辐照条件下热工性能的数据。由表1及表2可以得出图4及图5。图4表示晴天时在不同的温差A-D条件下平板与真空管集热器的集热能力比较在低温差下平板集热器的集热能力优于真空管集热器而随着热水温度与环境温度差值的加大真空管集热器的集热能力占优。图5表示阴天时在不同的温差A-D条件下平板与真空管集热器的集热能力比较真空管集热器集热能力优势更加明显。2)房屋朝向对太阳能的影响：不在正南方向房屋真空管集热器受影响较小而平板集热器集热效果影响较大；3．承压能力的比较平板太阳能集热器构件为金属材料组成集热器与热水箱之间的连接件也采用金属零部件因而集热器与连接件都能承受一定的压力实验压力可达0.8MPa即承压≥0.6MPa。而真空管集热器的构件主要为玻璃耐压0.15Mpa。4．防冻与抗冻性能：平板集热器由于板芯为金属板芯其板芯内均为较小的毛细管道且板芯与外界环境温度直接联通故气温较低时容易结冰抗冻性能较差；而真空管太阳能由于真空管为暖水瓶结构管子外壁与内壁之间为真空状态管子内水在较低气温下也不易结冰；5．结垢：平板太阳能集热过程主要通过金属板芯内毛细水管吸热故容易在此过程中水与热金属（铝管或铜管）接触后产生水垢并且根据平板集热器结构当水在毛细水管中结构后是无法清洗排除故平板太阳能热水器使用寿命远远低于真空管热水