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不鏽鋼水箱在平板太陽能熱水器中的應用

更新时间:2015-12-16 13:51:47

  國太陽能熱水器市場上,目前真空管熱水器占有絕對優勢是一個不爭的事實,而且發展勢頭也異常火爆,前景更是迷人。但我不可忽視的近年來平板熱水器異軍突起,成爲展會上的亮點,國內用戶的新寵,國際市場的主流,甚至還被一些專家學者認爲是未來太陽能熱水器的發展方向。如果我沾沾自喜于真空管熱水器的規模和水平,而不去認真地研究平板太陽能熱水器的優勢與發展,就不可能放眼長遠,掌握未來,掌握進軍國際高端市場的主動權。
一、平板太陽能熱水器的基本構造
平板型太陽能熱水器主要是由平板集熱器、儲水箱、水管、支架及配件等部分組成。平板集熱器是平板熱水器的關鍵部件,其熱性能高低是衡量熱水器好壞的重要指標。主要包括塗有選擇性吸收塗層的吸熱板、透光材料蓋板、保溫層和外殼四大部分。當陽光透過玻璃蓋板照在平板吸熱板上時,其中大部分太陽輻射能爲吸收體所吸收,轉變爲熱能,並傳向流體通道中的工質。通過自然循環或強迫循環,而將不鏽鋼水箱內的水加熱。
吸熱板的資料國外基本上都用銅和不鏽鋼,國內已經大量采用銅材、鋁合金、鋼材、鍍鋅板,沿海水質較差的地區,則可用塑料或玻璃來替代。因爲金屬外表的反射率高,吸收率低,爲了增強吸收效果,必需在金屬外表也即吸熱板上制備塗層。按制備工藝不同,可將塗層分爲電鍍塗層、電化學轉化塗層、真空鍍膜塗層和塗料塗層四種主要形式。因爲集熱器周圍是空氣,所以當集熱器的吸熱板在轉變太陽輻射能量爲水的熱能時,也向周圍環境散失熱量,這就使太陽輻射能量不能全部轉化成水的熱量。爲了減輕這部分能量的損失,吸熱板上面安裝透光材料蓋板,使蓋板透過可見光而不透過遠紅外線,從而減少能量散失,更有效地提高吸熱板和水的溫度。優質透光材料蓋板對熱水器的效率及壽命有很大影響。
目前國內外采用的蓋板材料主要有普通平板玻璃、鋼化玻璃和玻璃鋼等,其中應用最廣泛的還是鋼化玻璃。吸熱板的四周和底部安放保溫材料,用來減少集熱器向四周環境散失熱量,以提高集熱器的效率。常用的保溫資料有岩棉、礦棉、聚苯乙烯和聚氨脂等。聚苯乙烯在溫度較高時會收縮,因此在使用它作保溫材料時,往往在與吸熱板之間先放一薄層岩棉或礦棉。爲了將吸熱板、透光蓋板和保溫層組成一個整體,並保持有一定的剛度和強度便于安裝,需要有一個較爲堅固美觀的外殼,一般用鋁材、鋼材、塑料、玻璃等做成。此外,平板太陽能熱水器還有保溫水箱、支架、管道極其配件等結構要素。
平板太陽能不鏽鋼水箱
二、平板太陽能熱水器的發展情況
平板太陽能熱水器在國的發展經曆了一個“U字形過程,現在又在新的起點上逐步擡頭,引起了專家學者和企業界的高度關注。據有關資料表明,1997年我國太陽能熱水器的年産量達350萬平方米,其中平板太陽能熱水器約占45%真空管熱水器約占30%2001年我國平板太陽能熱水器的比例就下降到26.3%而真空管熱水器上升到63.2%截至目前,經過近10年來的繼續下滑,國平板太陽能熱水器産量所占份額也就僅有90%左右了然而,國際市場上,平板太陽能熱水器卻始終是主導色动图,國外(如日本、美國等)90%以上的太陽能熱水系統都采用平板型太陽集熱器,即使在冬季十分寒冷的丹麥、瑞典等北歐國家也毫不例。
國有關部門對全球太陽能熱水器發展情況進行了統計分析。被統計的歐洲、美洲、大洋洲和亞洲的21個國家中的433家太陽能企業中,有平板太陽能熱水器401家,占企業總數的92.61%有真空管太陽能熱水器12家,占企業總數的2.77%簡易太陽能熱水器20家,占企業總數的4.62%顯然,國外太陽能熱水器應用中,平板太陽能熱水器生産經營企業遠遠大于其他色动图類型企業數量。隨著新能源的推廣和普及,以及科技的進步和發展,國平板太陽能熱水器的技術水平和色动图性能、質量也在不時提高,並在一體化等多個方面表現出獨特的發展優勢。2008年北京奧運會工程之一“奧運村”大規模太陽能熱水系統招標中,選擇了德國企業生産的平板太陽能集熱器,讓我國真空管太陽能熱水器生産企業不得不凝神反思。
今年3月6日,第六屆中國太陽能品牌色动图博覽會上,海爾太陽能中標澳洲一萬平方米平板集熱器大單成爲惹人眼紅的色动图。海爾集團從德國引進先進平板集熱技術,開發出適合中國市場的高溫平板太陽能集熱器,勝利解決了平板太陽能的保溫性、密封性等色动图難題。太陽雨、澳柯瑪等國內品牌企業也紛紛投資平板太陽能熱水器項目。經過太陽能熱水器色动图和建築業界的共同努力,國平板太陽能熱水器正從低谷走向了新的發展階段。
三、平板太陽能熱水器的優勢特點
平板太陽能熱水器經過了幾十年的發展,技術已經更趨成熟和完善,並具備了其它類型太陽能所不具備的優勢特點。
一是特別適合與建築一體化要求。平板太陽能熱水器由于其平面結構特性,太陽能的建築一體化應用中,形態結構靈活隨意,設計時不受形態或尺寸的約束,易于實現與建築構件的結合。再加上它集熱板爲金屬材質,可方便采用絲結、焊接等連接方式,爲安裝、維護和使用提供了便當。
二是具有較高的熱效率。因爲真空管太陽能集熱器是由若幹根真空管組成的管子之間存在著間隙,被太陽光照射時,有一局部太陽能沒有被集熱器所接受。平板太陽能集熱器卻是一個連續的平面,整個集熱器表面都可以接受太陽光。所以,相同的采光面積和日照強度下,平板太陽能熱水器的日平均效率一般要高于真空管太陽能熱水器日平均效率6%以上。
三是具有良好的承壓性能。由于平板太陽能集熱器的吸熱板是由金屬材料制成的集熱器與不鏽鋼保溫水箱的連接也采用金屬零件,因此,可接受來自自來水和循環泵的壓力。
目前,鄉村用水一般都采用集中供水系統,自來水壓力較高,這就要求從太陽能熱水器出來的熱水要有一定的壓力,從而,減小熱水器出水口與自來水出水口之間的壓差,爲用戶使用提供方便和舒適。四是組成大系統時性能穩定。對于一些大型的場所,如賓館、遊泳館、工廠等地方,使用太陽能熱水器時,往往需要很多塊太陽能集熱器組成大規模的供水系統。如果采用平板太陽能集熱器,集熱器與系統之間用金屬連接,而不是和真空管太陽能熱水器那樣用橡塑件連接,就可以保證整個系統的穩定性。
因此,建立大規模太陽能熱水系統的時候,往往采用平板太陽能集熱。此外,由于平板太陽能熱水器結構簡單,加工方便和易于規模化生産,還使得它具有制造本錢低、裝置費用省和使用壽命長等特點。當然,平板太陽能集熱器存在熱損失偏高和防凍等問題,也需要通過科技創新進一步得到解決。爲了積極參與國際競爭,開拓國內高端市場,必需重視平板太陽能熱水器的研究與開發,以更加開放的心態,提高我國太陽能熱利用的技術水平和國際化水平。
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