什么是平板型板芯太陽能集熱器?

【專家解說】：平板太陽能集熱器是一種吸收太陽輻射能量并向工質(zhì)傳遞熱量的裝置，它是一種特殊的熱交換器，集熱器中的工質(zhì)與遠(yuǎn)距離的太陽進(jìn)行熱交換。平板型太陽能集熱器是太陽能集熱器中的一種類型。是由吸熱板芯、殼體、透明蓋板、保溫材料及有關(guān)零部件組成。在加接循環(huán)管道，保溫水箱后，即成為能吸收太陽輻射熱，使水溫升高。 1、特點(diǎn)： 平板型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，成本低廉，熱流密度較低，即工質(zhì)的溫度也較低，安全可靠，與真空管太陽能集熱器相比，它具有承壓能力強(qiáng)，吸熱面積大等特點(diǎn)，是太陽能與建筑一體結(jié)合最佳選擇的集熱器類型之一（真空管在北方天氣較冷地區(qū)裝置為宜，廣東基本采用平板型集熱器。）。 2、應(yīng)用范圍： 如企業(yè)事業(yè)單位、工廠、院校、賓館酒店、醫(yī)院、社區(qū)、游泳池（包括機(jī)關(guān)等集體單位和家庭），應(yīng)該說：凡需用熱水溫度小于100℃的領(lǐng)域內(nèi)，原則上都可以用平板型集熱器作為熱源。 二、 平板型太陽能集熱器的構(gòu)造： 平板型集熱器的工作過程是陽光透過玻璃蓋板照射在表面有涂層的吸熱板上， 吸熱板吸收太陽能輻射能量后溫度升高。 ① 要求： 有一定的承壓能力，與水的相容性良好，熱工性能良好，即吸熱板吸收太 陽輻射量后轉(zhuǎn)變成的熱量能很快傳遞給水。一般廣東地區(qū)使用的平板型太 陽能尺寸為1×2米（也可定向設(shè)計(jì)），每平方米采光面積可產(chǎn)能45—65℃ 的熱水約100公斤左右。 ② 蓋板： 陽光與吸熱板之間的輻射傳熱板上表面需有透明蓋板，使之進(jìn)去的能量大于散失的能量而提高溫升。一般采用高強(qiáng)耐熱透明玻璃和普通平板玻璃。蓋板層數(shù)由使用地區(qū)的氣象條件和工作溫度而定，但從防塵、防水角度考慮，一般仍需要用單層蓋板。蓋板與吸熱板之間的距離一般為2.5厘米左右。 ③ 保溫層： 減少集熱器向四周環(huán)境的散熱，以提高集熱器的熱效率。常用的保溫材料一般采用：巖棉、礦棉、聚苯乙烯、聚氨脂等，底部保溫層一般3—5厘米厚，四周保溫層的厚度為底部的一半。（當(dāng)然在平板太陽能中央熱水系統(tǒng)工程方面，保溫水箱、管網(wǎng)均需采用保溫材料，做好保溫，以確保熱量不易散熱。） ④ 吸熱板（簡稱板芯）： 平板型太陽能集熱器一般采用銅鋁復(fù)合和全銅的材質(zhì)，目前廣東地區(qū)大部分采用銅鋁復(fù)合太陽能集熱板。這種集熱板是由銅鋁復(fù)合吸熱翼片與銅質(zhì)集熱管連接而成的，這種吸熱翼片的特點(diǎn)在于由兩面鋁板中間夾著銅管，通過壓輾復(fù)合工藝，使鋁銅和鋁鋁之間緊密結(jié)合（基本上達(dá)到冶金結(jié)合），其截面如圖2所示： 上圖為吸熱翼片與中間工質(zhì)通道接觸緊密，傳熱的熱阻小，因而具有很高的肋片效率，此外，這種吸熱翼片的通道內(nèi)壁為銅質(zhì)，因而有耐腐蝕、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 ⑤ 涂層： 在吸熱面板上涂有選擇性或非選擇性涂層，這種涂層既可使吸熱面板吸收更多的太陽能輻射，又可減少吸熱板向環(huán)境的輻射散熱損失。 涂層在吸熱方面特別重要，目前一般采用黑鉻涂層。 ⑥ 殼體： 一般采用鋁合金、鋼材等，組成一個(gè)整體并保持有一定的剛度和強(qiáng)度便于安裝。 ⑦ 支架： 一般采用熱鍍鋅、鋁合金、不銹鋼等材質(zhì)，加工成品，焊接于鋼 結(jié)構(gòu)棚架上。 2、平板太陽能集熱器的基本工作原理： 平板太陽能集熱器的基本工作原理十分簡單。概括地說，陽光透過透明蓋板照射到表面涂有吸收層的吸熱體上，其中大部分太陽輻射能為吸收體所吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并傳向流體通道中的工質(zhì)。這樣，從集熱器底部入口的冷工質(zhì)，在流體通道中被太陽能所加熱，溫度逐漸升高，加熱后的熱工質(zhì)，帶著有用的熱能從集熱器的上端出口，蓄入貯水箱中待用，即為有用能量收益。與此同時(shí)，由于吸熱體溫度升高，通過透明蓋板和外殼向環(huán)境散失熱量，構(gòu)成平板太陽集熱器的各種熱損失。這就是平板太陽集熱器的基本工作過程。 三、 平板型太陽能中央熱水系統(tǒng)工程的應(yīng)用： 太陽能熱水系統(tǒng)由集熱器、儲熱水箱、循環(huán)管道及輔助裝置等組成。 集熱器是太陽能熱水系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其性能優(yōu)劣直接影響到太陽能熱水系統(tǒng)的性能，但系統(tǒng)的合理選擇及設(shè)計(jì)，對充分地利用集熱器所收集的太陽能也起決定性的作用。設(shè)計(jì)系統(tǒng)一般應(yīng)考慮以下因素： 集熱器類型、熱負(fù)荷特性、采光面積、大小與儲熱水箱容積的配比，管道大小、場地安裝條件、當(dāng)?shù)厮畨骸⒐╇娗闆r、管道水平等等。 四、 太陽能的發(fā)展趨勢： 1、太陽能的價(jià)值意義： 由于常規(guī)能源的大力開發(fā)利用，造成世界范圍內(nèi)的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。世界上很多國家已經(jīng)認(rèn)識到，太陽能作為可再生能源，在持久使用環(huán)境資源為人類造福方面將起到十分巨大的作用。有著豐富太陽能資源的中國，已于2006年1月1日起正式實(shí)施《可再生能源法》，同時(shí)，國家“十一五”規(guī)劃綱要也已把可再生資源的發(fā)展作為一項(xiàng)重要任務(wù)，因此太陽能熱器本身具有巨大的潛在的推廣應(yīng)用價(jià)值。 2、平板型太陽能在建筑中的應(yīng)用： 平板太陽能發(fā)展至今天，技術(shù)上已日趨成熟。世界各國都力圖將太陽能與建筑密切結(jié)合，錄求外形美觀、布局合理、管理規(guī)范的太陽能與建筑一體化的設(shè)計(jì)。如：世界上使用太陽能熱水器最普及的國家——以色列，平板太陽能與建筑一體完美結(jié)合的設(shè)計(jì)就占90%以上的市場份額。同時(shí)，實(shí)踐證明，廣東的氣候更適合采用平板太陽能，并能與建筑一體完美結(jié)合。 綜上所述，太陽能（特別是平板型）具有潛在的發(fā)展前景，人類將走向太陽能時(shí)代！ 平板型太陽能集熱器適用場所 * 熱效率高，維修極少，主要用于南方地區(qū)。 * 工廠、學(xué)校、酒店、醫(yī)院、機(jī)關(guān)、部隊(duì)等各類企事業(yè)單位熱水。 * 別墅沐浴及生活用熱水。 * 工業(yè)生產(chǎn)用熱水及中央供暖場所。