平板太陽(yáng)能集熱器為什么比真空管的要貴？

【專家解說】：　　空管太陽(yáng)能集熱器和平板太陽(yáng)能集熱器的優(yōu)缺點(diǎn) 　　平板太陽(yáng)能特點(diǎn)： 　　一．平板太陽(yáng)能的幾種板材集熱器： 　　銅鋁復(fù)合陽(yáng)極化板芯集熱器；全紫銅選擇性涂層板芯集熱器；全紫銅氮氧化鈦涂層板芯集熱器共三種。 　　二．平板太陽(yáng)能集熱器的制作方法： 　　平板型太陽(yáng)能集熱器板芯及其制造方法，板芯由兩塊金屬薄板疊在一起，四周采用咬縫工藝連接在一起，制成平板型金屬吸熱體，底部用鍍鋅板和保溫棉墊底，上部用玻璃板蓋住，四周用橡膠條密封。受光面板上溝槽的槽底與背板沖壓連接在一起，形成橫向和縱向互相連通的工質(zhì)流道。 　　三．平板太陽(yáng)能的特點(diǎn)： 　　1.平板式太陽(yáng)能在70年代就已經(jīng)發(fā)明和應(yīng)用，自從80年代發(fā)明真空管太陽(yáng)能后，在整個(gè)業(yè)界平板式太陽(yáng)能就慢慢退出市場(chǎng)（在廣東，云南，海南等省至今還有在推廣和使用），太陽(yáng)能熱水器也經(jīng)歷了燜曬式太陽(yáng)能，平板式太陽(yáng)能，真空管式太陽(yáng)能，真空熱管式太陽(yáng)能的發(fā)展歷程。 　　2.平板式太陽(yáng)能工作原理是采用玻璃溫室效應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)對(duì)熱水的加熱。從它的制作方式就可知道平板式太陽(yáng)能的低效率，有的太陽(yáng)能企業(yè)在說明它的高熱效率如：高吸收率：αs≥92％，低發(fā)射率：εh≤10％，日平均熱效率ηd≥55％。是一種不負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)。作為一種集熱板它在吸熱的同時(shí)也會(huì)進(jìn)行散熱，而熱量的傳遞只有三種方式：輻射，傳導(dǎo)，對(duì)流。平板式太陽(yáng)能的三種散熱傳熱方式均很明顯，發(fā)射率隨集熱器內(nèi)的水溫升高而增大。實(shí)際上平板式太陽(yáng)能集熱器的熱效率不足54%。 　　3.平板太陽(yáng)能的使用壽命：采用銅鋁復(fù)合工藝，經(jīng)軋制后形成銅質(zhì)流道和鋁質(zhì)吸熱翅片，板芯表面經(jīng)陽(yáng)極化處理形成選擇性吸熱涂層，或采用優(yōu)質(zhì)選擇性涂層或電鍍黑鉻涂層。A.由于涂層材料在陽(yáng)光的照射和空氣的氧氣的氧化下，在三至五年就開始老化，變成淺白色，從所安裝的平板太陽(yáng)能工程實(shí)例就可見一斑。B.集熱器的銅管容易在水的作用下，產(chǎn)生銅綠，在水的沖刷下變薄，特別是焊接口，在幾年后就容易穿孔，這也是不爭(zhēng)的事實(shí)，使用銅管的平板式太陽(yáng)能和熱泵換熱器均如此。C.平板型太陽(yáng)能集熱器是金屬管板式結(jié)構(gòu),的壽命一般在5-8年后就開始經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漏水和效率更低的問題。所謂的質(zhì)量穩(wěn)定可靠，免維護(hù)，那是安裝前期的表現(xiàn)。長(zhǎng)壽命15年更是行業(yè)騙子。 　　4.各種環(huán)境的影響：散熱快，保溫效果差，無抗凍能力；平板式對(duì)臺(tái)風(fēng)的阻力大，抗臺(tái)風(fēng)能力差；玻璃平面受外來沖擊力大，抗冰雹能力差；所謂的適合于廣東、福建、云南、廣西、海南等地區(qū)的使用，應(yīng)該理解為可以蒙騙過關(guān)，因?yàn)樵谝陨系貐^(qū)的冬季約四個(gè)月最需要節(jié)能的時(shí)候，他們就罷工了。 　　5.應(yīng)用行業(yè)的不同，效果不同，在全天候供應(yīng)的酒店，公寓熱效率更低，因?yàn)樗麄円笕旌蚬?yīng)熱水，這就要求太陽(yáng)能集熱板在相對(duì)高溫的前提下運(yùn)行，散熱更大所致，用在工廠，學(xué)校等晚上定時(shí)供應(yīng)熱水的場(chǎng)所會(huì)好一些，因?yàn)樵谠缟峡梢陨侠渌?，讓太?yáng)能系統(tǒng)相對(duì)低溫下工作，效率相對(duì)高溫狀態(tài)下運(yùn)行要高些，但無論何種狀態(tài)下，系統(tǒng)熱效率均小于36%。 　　6.推廣平板式的理由：集熱器容易生產(chǎn)和制作；配套太陽(yáng)能工程時(shí)，由于不需要真空管的連箱，底托等配套，成本較低，在兩種太陽(yáng)能價(jià)格相差不多的情況下，可以追求更高利益；在不能處理好真空管易破的前提下，太陽(yáng)能企業(yè)可以免除更多的維修；利用大多數(shù)客戶對(duì)熱量節(jié)省概念不清晰的情況下，只推廣太陽(yáng)能的廣義如環(huán)保，節(jié)能，安全等理念，不安裝計(jì)能的電表，水表。。。采用各種方法促使客戶驗(yàn)收和接受；在廣東往往是幾家較大的太陽(yáng)能公司在推廣和營(yíng)銷過程中互相聯(lián)合，利用廣東太陽(yáng)能協(xié)會(huì)等出具的證明（并非科學(xué)依據(jù)），包圍壟斷客戶；在廣東，福建，海南等地區(qū)推廣，使用企業(yè)容易受騙和接受。 　　7.平板式太陽(yáng)能的應(yīng)用現(xiàn)狀：在我國(guó)只占不足5%的比例，在國(guó)際上，除少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，由于更注重美觀等因素，特別是大投資，安裝大面積，以滿足使用，另真空管太陽(yáng)能能是中國(guó)發(fā)明，等等原因，以致國(guó)外對(duì)平板太陽(yáng)能直至現(xiàn)在還有推廣。 　　8.平板式太陽(yáng)能的工程應(yīng)用事例（分別是廣東省內(nèi)各家較大太陽(yáng)能公司的平板式太陽(yáng)能熱水工程）和帶來的危害：據(jù)筆者所知， 　　A。佛山南海的石門實(shí)驗(yàn)學(xué)校1800學(xué)生利用平板式太陽(yáng)能安裝1200平方，結(jié)果年耗油21萬升，比直接使用燃油鍋爐更耗能多5萬升以上。 　　B。深圳第一勞教所安裝的平板式太陽(yáng)能由于采用電輔助耗能大，只用三年，至今有六年停止使用。 　　C.南海中美玩具廠，使用平板式太陽(yáng)能后，當(dāng)年就全部拆掉，投資40萬，最后只買到3萬。 　　D.南海丹灶鎮(zhèn)中學(xué)，在招標(biāo)太陽(yáng)能熱水工程時(shí)，有12家在推廣平板式太陽(yáng)能，只有斯諾寶一家推廣真空管太陽(yáng)能，最后安裝平板式太陽(yáng)能，造成2006冬季（少雨陽(yáng)光充足）耗能燃油約4萬/月（只有約1400位學(xué)生使用）,而當(dāng)年采用斯諾寶真空管太陽(yáng)能的深圳坪地耀生鞋廠1600工人耗電只有1600元/月。 　　E．酒店使用平板太陽(yáng)能的情況：如深圳福田的華通大廈賓館，每月用水900噸，即30噸/天，安裝平板式太陽(yáng)能720平方，水箱35噸，最后2006年夏季耗油約3萬/月，冬季5萬/月，平板式太陽(yáng)能幾乎起作用不大。順德容奇的鹿茵四星級(jí)酒店，運(yùn)用平板式太陽(yáng)能同樣節(jié)能效果微乎其微。更多的酒店在使用平板式太陽(yáng)能后由于節(jié)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裝了平板式太陽(yáng)能，四年了安裝公司只收到首期30%,全是因?yàn)樗狡蟀l(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能不節(jié)能，安裝公司想利用廣東太陽(yáng)能協(xié)會(huì)來解決問題，但最后因不能改變不節(jié)能的事實(shí)，至到現(xiàn)在依然不了了之。 　　G.正因?yàn)槠桨逄?yáng)能的弊病多，運(yùn)用在酒店等高要求行業(yè)并沒有節(jié)能效果，以致平板式太陽(yáng)能在推廣過程中，往往是國(guó)家的企事業(yè)單位在大量的安裝，不計(jì)節(jié)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陽(yáng)能的受害者，甚至排斥，這就是為何油價(jià)高，而企業(yè)還不廣泛運(yùn)用太陽(yáng)能的原因。太陽(yáng)能企業(yè)不負(fù)責(zé)任的推廣是造成廣東太陽(yáng)能酒店熱水工程發(fā)展緩慢的根本原因。 　　H.由于平板太陽(yáng)能與真空管太陽(yáng)能相比具有很大的缺點(diǎn)，2006年之前廣東各個(gè)較大的太陽(yáng)能企業(yè)極力推廣的平板式太陽(yáng)能均在公司網(wǎng)站上大篇幅的闡述平板式太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)，而現(xiàn)在，他們?cè)诰W(wǎng)站上宣傳平板式太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)時(shí)只是輕描淡寫，這也就就證明平板式太陽(yáng)能真的要淘汰了。 　　真空管太陽(yáng)能特點(diǎn)： 　　二．真空管太陽(yáng)能的幾種集熱器： 　　真空管集熱器；三高真空管集熱器；真空熱管集熱器共三種。 　　二．真空管太陽(yáng)能集熱器的特征： 　　真空管太陽(yáng)能集熱器的結(jié)構(gòu)：分內(nèi)外管，內(nèi)管內(nèi)壁有水銀涂層，內(nèi)管外壁有吸熱涂層，內(nèi)外管之間是真空層；外管是透明的玻璃，內(nèi)外管均采用高硬度的高硼硅玻璃；一端有進(jìn)出口，另一端封閉。 　　真空管太陽(yáng)能的特點(diǎn)： 　　1.平板式太陽(yáng)能在70年代就已經(jīng)發(fā)明和應(yīng)用，自從80年代發(fā)明真空管太陽(yáng)能后，在整個(gè)業(yè)界平板式太陽(yáng)能就慢慢退出市場(chǎng)現(xiàn)在在我國(guó)只占不到5%的份額，太陽(yáng)能熱水器也經(jīng)歷了60年代的燜曬式太陽(yáng)能，平板式太陽(yáng)能，真空管式太陽(yáng)能，真空熱管式太陽(yáng)能的發(fā)展歷程，現(xiàn)在真空管已經(jīng)發(fā)展到了三高真空管，真空熱管真空管。 　　2.真空管太陽(yáng)能工作原理是采用內(nèi)管的吸熱涂層對(duì)太陽(yáng)光吸收，加熱內(nèi)管里的水，在與水箱或連箱進(jìn)行交換，提高水溫。作為一種集熱板它在吸熱的同時(shí)也會(huì)進(jìn)行散熱，而熱量的傳遞只有三種方式：輻射，傳導(dǎo)，對(duì)流。真空管太陽(yáng)能的三種散熱傳熱方式均很小，內(nèi)管的水銀涂層防止熱量輻射；內(nèi)外管中間的真空層防止熱量傳導(dǎo)；至于熱量的對(duì)流散發(fā)對(duì)真空管太陽(yáng)能而言，幾乎為零。熱效率達(dá)93.5%比平板太陽(yáng)能提高50-80%。 　　3.真空管太陽(yáng)能的使用壽命：由于它的材料是高硼硅玻璃，而內(nèi)外涂層在真空的環(huán)境里不受氧化，在不受外力的情況下壽命超20年以上。 　　4.各種環(huán)境的影響：散熱小，保溫效果好，抗凍能力強(qiáng)（在南極都有優(yōu)良表現(xiàn)）；真空管對(duì)臺(tái)風(fēng)的阻力小，抗臺(tái)風(fēng)能力強(qiáng)；真空管是圓形的形狀受外來沖擊力小，抗冰雹能力強(qiáng)。 　　5.真空管太陽(yáng)能管的熱效率達(dá)93%，系統(tǒng)熱效率可達(dá)46%。斯諾寶真空管太陽(yáng)能技術(shù)系統(tǒng)熱效率可達(dá)75%，以致可以直接生產(chǎn)開水。 　　6.推廣真空管的理由：新技術(shù)，高效率。 　　7.真空管太陽(yáng)能的應(yīng)用現(xiàn)狀：在我國(guó)占95%以上的比例，在國(guó)際上，真空管太陽(yáng)能的出口比平板式占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 　　8.真空管太陽(yáng)能的工程應(yīng)用事例和帶來的危害：在全國(guó)范圍內(nèi)占主流，是太陽(yáng)能熱水的發(fā)展方向。 　　真空管與平板式太陽(yáng)能的對(duì)比表： 　　項(xiàng)目平板太陽(yáng)能真空管太陽(yáng)能真空管循環(huán)系統(tǒng)效率真空管恒溫系統(tǒng)效率 　　熱效率53%93%46%75% 　　發(fā)明時(shí)間70年代80年代80年代2004年 　　使用壽命5-8年20年5-8年20年 　　防凍防風(fēng)差優(yōu)優(yōu)優(yōu) 　　應(yīng)用比例現(xiàn)在5%95%99%以上很少 　　使用區(qū)域小范圍全國(guó)各地全國(guó)各地全國(guó)各地 　　技術(shù)要求簡(jiǎn)易復(fù)雜簡(jiǎn)單較高 　　漏水及維修前期少，后期無法補(bǔ)救水溫溫差大時(shí)多（玻璃特性）有技術(shù)少高技術(shù)少 　　吸熱面積受安裝位置影響前排遮后排，受安裝位置影響前排遮后排，受安裝位置影響前排遮后排，一個(gè)平面，全面利用 　　調(diào)試情況簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單有技術(shù)要求 　　性價(jià)比（主要受企業(yè)盈利影響）差優(yōu)中優(yōu)) 　　注：有關(guān)斯諾寶真空管太陽(yáng)能恒溫?zé)崴_水技術(shù)的參數(shù)：請(qǐng)參照斯諾寶太陽(yáng)能公司2006，2007年的宣傳圖冊(cè)。 　　附件1:四種類型真空管與平板式集熱器特性的對(duì)比實(shí)驗(yàn) 　　林勤羅振濤孫國(guó)新崔建新（中國(guó)科學(xué)院石家莊農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所）關(guān)鍵詞：真空管平板集熱器特性對(duì)比本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究了四種不同類型真空集熱管和平板式集熱器所組成的熱水器系統(tǒng)的熱特性，并進(jìn)行對(duì)比。 　　四種類型的真空集熱管的結(jié)構(gòu)和參數(shù)見附表，1.2號(hào)為真空熱管，之不同和是2號(hào)的集熱板為圓柱狀，以增加集熱面積；3和4號(hào)為全玻璃真空管，其中3號(hào)的管內(nèi)置有一U型金屬管，即為金屬流道式真空管。 　　為研究四種類型真空管太陽(yáng)能集熱器在太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中的運(yùn)行特性曲線，特制了一個(gè)試驗(yàn)熱水系統(tǒng)，主要包括集熱器，一個(gè)容器為265公升的儲(chǔ)罐，一臺(tái)循環(huán)泵和控制系統(tǒng)，集熱器朝南，傾角為45度，用乙醇與水的混合物為工質(zhì)，進(jìn)行二次換熱的雙回路系統(tǒng)。所有四種果和模型處理得出四種類型真空管熱水系統(tǒng)的效率曲線 　?。裕?，其光效率分別為0.61,0.73,0.78和0.91;除1號(hào)的斜率較小外，2.3.4號(hào)的斜率基本相當(dāng)，為獲得真空管太陽(yáng)集熱器在太陽(yáng)供熱系統(tǒng)中全年的運(yùn)行情況和數(shù)據(jù)，對(duì)小型家用熱水系統(tǒng)和集中供暖系統(tǒng)分別進(jìn)行了對(duì)照模擬實(shí)驗(yàn)。 　　典型的小型家用熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括3平方米的采光面積的集熱器，195公升的儲(chǔ)水罐中上部的水被輔助熱源加熱到50.5℃。供水量為160公升的熱水供使用，相當(dāng)于一年耗用2690度電的年度熱水供應(yīng)量，總量1/3的熱水消耗在早晚7：00和中午12：00，為將使用不同集熱器的模擬系統(tǒng)做比較，首先必須保證每一模擬系統(tǒng)都以最佳條件運(yùn)行，首先是研究集熱器中流量流速對(duì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)性能影響，找出系統(tǒng)能獲取最大陽(yáng)光系數(shù)是當(dāng)流率處于0.15–55%,其中2號(hào)真空管集熱器表現(xiàn)出最佳的熱特性曲線（略）。 　　由于真空管集熱器的熱損小，因而這種集熱器就特別適用于需要高溫狀態(tài)下進(jìn)行操作的設(shè)備系統(tǒng)，如太陽(yáng)能集中供暖（熱）。對(duì)這些集熱器在一的中各種不同溫度下進(jìn)行操作的熱特性做了模擬。圖6（略）表示不同類型集熱器的制度輸出能量作為集熱器液體工質(zhì)的溫度升高而集熱器輸出的能量減少，但由于以真空管集熱器代替平板集熱器而增加。當(dāng)集熱器的平均工作溫度為50℃時(shí)，真空管集熱輸出器的能量約比平板式集熱器大40-90% 。