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【專家解說】：">金屬流道太陽能集熱器：
太陽能熱利用產(chǎn)品無論是家用太陽能熱水器，還是集中式太陽能熱水工程，都無一例外地是某一建筑物的配套設(shè)施，而且絕大多數(shù)還要安裝在這一建筑物或鄰近建筑物上面。所以，“太陽能與建筑一體化”是太陽能熱利用行業(yè)發(fā)展方向的最佳選擇，也是無法回避的唯一選擇。 但目前我國太陽能集熱產(chǎn)品中，占絕對主導(dǎo)地位的全玻璃真空管集熱器，在與建筑物的結(jié)合方面卻存在一系列問題： 運行安全問題——玻璃管直接與被加熱流體接觸，由于玻璃易碎易裂，極易造成系統(tǒng)癱瘓； 密封可靠問題——玻璃管與金屬容器的密封只能靠硅膠圈，其壽命及密封可靠性不能滿足建筑行業(yè)需要； 結(jié)垢清理問題——由于玻璃管是盲管形式，流體在玻璃管中的加熱溫度又恰恰在鈣、鎂離子易于氧化析出的范圍，水垢沉積清理問題很難解決；
承壓運行問題——硅膠密封及玻璃的脆性都決定了系統(tǒng)不能承壓運行，限制了承壓式熱水器及大型系統(tǒng)的應(yīng)用； 集熱器壽命問題——玻璃管的絕熱性能依賴真空夾層，真空度的保持年限無法達(dá)到建筑行業(yè)要求。 以上這些問題，決定了全玻璃真空管很難建材化。也就是說，為了實現(xiàn)“太陽能與建筑一體化”，我們必須開發(fā)研制不同于玻璃流道集熱器的新型太陽能集熱器，來全部或部分解決上述問題，這就是金屬流道集熱器概念的提出。 金屬流道集熱器簡介 金屬流道集熱器，就是被加熱流體只接觸金屬管道或容器，不接觸玻璃，從而具備了不易泄露、密封可靠、可承壓、運行安全、壽命可滿足建筑行業(yè)要求等特點的太陽能集熱設(shè)備。
金屬流道集熱器的種類主要有金屬板芯平板集熱器、熱管-真空管集熱器、U型管-真空管集熱器、金屬內(nèi)膽的悶曬式集熱器四大類。其中悶曬式集熱器由于結(jié)構(gòu)笨重，熱水保溫問題不易解決，目前應(yīng)用較少。
平板集熱器是較早應(yīng)用的一種太陽能集熱器，由于其結(jié)構(gòu)形式及性能特點最易于建材化，一直是發(fā)達(dá)國家集熱器形式的首選。在經(jīng)歷了很長的發(fā)展歷程后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材料選擇及組裝技術(shù)均達(dá)到了很成熟的水平，如今仍是發(fā)達(dá)國家太陽能熱利用產(chǎn)品中占絕對主導(dǎo)地位的集熱器形式，相信也是我國未來與建筑一體化的太陽能熱利用行業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品。
1、 平板集熱器的缺點是在低溫環(huán)境中，透過蓋板玻璃的散熱損失較大，導(dǎo)致整個集熱器效率降低。這一問題是其本身結(jié)構(gòu)造成，不易解決。但由于其在金屬流道集熱器中，單平米成本最低，而壽命最長，且在世界大部分地區(qū)，平板集熱器全年總得熱量高于其他形式集熱器，所以不僅在非上凍地區(qū)普遍應(yīng)用，就是在上凍地區(qū)，只要是強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，可以很方便地解決防凍問題，平板集熱器仍被普遍采用。


2、熱管-真空管集熱器 熱管是一種高效導(dǎo)熱元件，安裝在全玻璃真空管中。熱管和玻璃真空管之間有與二者緊密接觸的金屬翅片，將玻璃管轉(zhuǎn)換的太陽能熱量傳導(dǎo)給熱管蒸發(fā)段，熱管再利用內(nèi)部真空狀態(tài)下工質(zhì)的蒸發(fā)吸熱和放熱冷凝，將這一熱量傳導(dǎo)到被加熱流體中。這樣既實現(xiàn)了玻璃管不直接接觸被加熱流體，解決了全玻璃真空管集熱器的一系列缺點，又保留了全玻璃真空管在低溫環(huán)境中散熱少，加熱工質(zhì)溫度高的優(yōu)點。尤其是熱管工質(zhì)一般凝固點低，可保證在氣溫低于0℃的環(huán)境中不凍壞，在不能進(jìn)行排空防凍的自然循環(huán)系統(tǒng)中，熱管-真空管式集熱器更具明顯優(yōu)勢。 熱管-真空管集熱器的缺點是熱量轉(zhuǎn)換帶來一定的熱效率降低，同時有雙真空結(jié)構(gòu)所帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜及造價高問題。當(dāng)然結(jié)構(gòu)復(fù)雜本身也極易導(dǎo)致裝置的可靠性和壽命問題。目前無論國外還是國內(nèi)太陽能行業(yè)所用熱管，都還有很大改進(jìn)空間，如能在制作及檢驗技術(shù)上更進(jìn)一步，熱管-真空管集熱器將是一種非常有前途的集熱器形式。 熱管-真空管集熱器有封裝式和插入式兩種，前者的問題是造價高和真空度降低快，后者的問題是轉(zhuǎn)換效率低。
3、U型管-真空管集熱器是在全玻璃真空管中插入彎成U型的金屬管，在U型金屬管和全玻璃真空管之間，同樣有與二者均緊密接觸的金屬翅片，擔(dān)負(fù)二者之間的熱傳導(dǎo)工作，被加熱流體在金屬管中流過，吸收全玻璃真空管收集的太陽能熱量而被加熱，從而構(gòu)成U型管-真空管太陽能集熱器。 U型管-真空管集熱器和熱管-真空管集熱器一樣，既實現(xiàn)了玻璃管不直接接觸被加熱流體，又保留了全玻璃真空管在低溫環(huán)境中散熱少，加熱工質(zhì)溫度高的優(yōu)點，同時還避免了熱管-真空管集熱器雙真空結(jié)構(gòu)帶來的一系列問題。同時由于被加熱流體是在玻璃管中被加熱，熱量轉(zhuǎn)換得更直接，整體效率也高于熱管-真空管集熱器。它采用防凍工質(zhì)用蒸餾水調(diào)配，能在零下50度不上凍，很好地解決了上凍＼炸管的問題．適合我國大部分地區(qū)使用，推廣性很強(qiáng)，是目前比較成熟的產(chǎn)品．
金屬流道集熱器應(yīng)用
以下介紹幾種常見的金屬流道集熱器應(yīng)用。
1. 承壓自動式家用太陽能熱水器 目前市場上常見的家用熱水器是非承壓落水式，即水箱內(nèi)膽不能承受壓力（通常為厚度0.5mm的不銹鋼板焊接），手動上水，靠水箱內(nèi)水的自重下落出水。如要實現(xiàn)自動上水，就要依賴電磁閥和控制器；而要解決用戶端熱水壓力小、洗浴舒適度低、溫度調(diào)節(jié)困難問題，就只有加裝增壓泵。 承壓自動式家用熱水器由于采用金屬流道集熱器，可以承壓運行，水箱內(nèi)膽也選用較厚的承壓式結(jié)構(gòu)（一般內(nèi)膽厚度不小于1.2mm，承壓0.6MP以上）。承壓自動式家用熱水器利用熱水罐自然分層現(xiàn)象設(shè)計成底部進(jìn)冷水，頂部出熱水——自來水進(jìn)水閥常開，熱水器內(nèi)部一直保持與自來水供水管同樣的壓力，熱水自罐頂流出的同時，冷水自動向罐底補(bǔ)充，既實現(xiàn)了自動上水，又保證了用戶端熱水與冷水壓力基本相同。 此外，由于承壓自動式家用熱水器在初次上水后，就一直保持整罐水，無特殊情況不會出現(xiàn)水位變化甚至空罐，從而避免了電加熱管干燒起火的危險，所以承壓自動式家用太陽能熱水器可以放心地設(shè)計成光電互補(bǔ)式。承壓自動式熱水器一般采用平板集熱器或熱管-真空管集熱器，前者用于非上凍地區(qū)，后者用于上凍地區(qū)。

2. 集中式大型太陽能熱水工程（太陽能熱水鍋爐） 太陽能熱水鍋爐一般日供熱水在數(shù)噸至數(shù)百噸，集熱器面積從幾十平方米到幾千平方米，貯水罐單獨安裝，集熱器組成陣列，加熱流體在集熱器陣列與保溫貯水罐之間強(qiáng)制循環(huán)。大型太陽能熱水鍋爐對集熱器的可靠性及承壓性能要求較高，且市場要求日益趨向與建筑物一體化設(shè)計安裝，所以金屬流道集熱器是最適合的。 單循環(huán)系統(tǒng)使用平板集熱器或熱管-真空管集熱器較多，雙循環(huán)系統(tǒng)則多采用平板集熱器及U型管-真空管集熱器。平板集熱器可直接組成陣列，熱管-真空管或U型管-真空管則先裝配成承壓式工程模塊，再由模塊組成集熱器陣列。 承壓式工程模塊主要由金屬流道集熱器、承壓式工程聯(lián)箱及托架組成。聯(lián)箱的作用是收集每支單管所吸收的太陽能熱量，為了發(fā)揮金屬流道集熱器的可承壓優(yōu)點，聯(lián)箱也必須是承壓的。
3. 分體式太陽能熱水器 分體式太陽能熱水器是區(qū)別于普通一體式家用熱水器的一種新型家用熱水器形式，主要特點是集熱器與貯水罐分開，將貯水罐放在屋面以下，以解決貯水罐安裝在屋頂上所帶來的安裝、安全、美觀等方面不可克服的缺點。 分體式太陽能熱水器其實是一種小型太陽能熱水鍋爐，只是規(guī)模小，外觀及控制要求更精致。
陽臺壁掛式太陽熱水器有幾個特點：
1、集熱器與建筑物在結(jié)構(gòu)、形式、立面效果及零部件安裝等方面高度結(jié)合，整個系統(tǒng)力求成為建筑物的一部分；
2、保溫貯水箱置于室內(nèi)，結(jié)構(gòu)美觀精致，配有電或燃?xì)獾目煽垦a(bǔ)熱措施；
3、集熱器與貯水罐之間自然循環(huán)，冷水補(bǔ)充及熱水加壓供應(yīng)均為全自動控制；4、由于分體式熱水器一般是與建筑一體化設(shè)計，集熱器必須“建材化”，在可靠性及壽命方面要求很高。 由以上特點分析可見，最適合分體式太陽能熱水器的仍是金屬流道集熱器。一般采用較多的是平板式或U型管-真空管式，其中平板式更易于“建材化”，壽命及可靠性更好，所以應(yīng)用更為普遍。
玻璃流道集熱器具有絕熱性能好，加熱溫度高，成本低，可在寒冷地區(qū)全年運行等一系列優(yōu)點，用于性能、壽命、自動化要求均不是太高的普通家用熱水器無疑是最佳選擇。但在太陽能與建筑一體化產(chǎn)品及集中式大型太陽能熱水工程中，玻璃流道集熱器就很難滿足使用要求。
金屬流道集熱器中既有成本造價比玻璃流道集熱器更低而性價比更好的平板式，又有保持了玻璃流道集熱器絕熱性能好、加熱溫度高優(yōu)點的熱管式和U型管式。所有這些產(chǎn)品都部分或全部地解決了玻璃流道集熱器的缺點，使太陽能集熱產(chǎn)品可以實現(xiàn)與建筑物良好結(jié)合，為本行業(yè)產(chǎn)品的更新?lián)Q代提供了基礎(chǔ)和條件，所以金屬流道集熱器必將成為未來太陽能熱利用產(chǎn)品的主要形式。

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