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太陽能集熱器介紹

　　太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它的利用為人類創造了一種新的生活形態，使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。

　　中國《可再生能源法》的頒布和實施，為太陽能利用產業的發展提供了政策保障；哥本哈根氣候大會的召開，京都議定書的簽定，環保政策的出臺和對國際的承諾，給太陽能利用產業帶來了機遇；西部大開發，新農村建設，城市化建設的加快，為太陽能利用產業提供巨大的國內市場；原油價格的上漲，中國能源戰略的調整，促使政府加了大對可再生能源發展的支持力度。所有這些都為中國太陽能利用產業的發展帶來極大的機會。

　　在太陽能的光熱利用中，常見的太陽能集熱器產品類型主要有：

　　★平板太陽能集熱器

　　★全玻璃真空管太陽能集熱器

　　★全玻璃真空管改進型：小熱管真空管集熱器、U形管真空管集熱器、同心套管真空管集熱器、玻璃熱管真空管集熱器、平板太陽能集熱器

　　★大熱管真空管集熱器

　　產品性能總結

　　熱效率：中低溫（80度以下）熱效率高，春夏秋晴好天氣產45度生活熱水80-100升/㎡；

　　承壓性能：能承受0.6MPa以上壓力；

　　與建筑相結合：易與建筑物結合，可以替代部分屋面板、墻板；

　　防凍性能：集熱器本身不能防凍；

　　維護保養：傳統建材，維護量極少；

　　保溫性能：材料保溫，整體保溫性能相對真空保溫差；

　　使用壽命：30年

　　全玻璃真空管太陽能集熱器

　　熱效率：高溫（80度以上）熱效率高，春夏秋晴好天氣產45度生活熱水60-80升/㎡；

　　承壓性能：不能承壓使用；

　　與建筑相結合：不易與建筑物結合；

　　防凍性能：集熱器本身可防凍；

　　維護保養：全玻璃真空管，易炸管，日常維護量大；

　　保溫性能：真空保溫，整體保溫性能好；

　　使用壽命：15年

　　真空管太陽能集熱器改進型

　　為了克服全玻璃真空管太陽能集熱器以下缺點：

　　第一、全玻璃真空管與聯箱采用硅膠圈進行密封，無法承壓運行；

　　第二、全玻璃真空管內存介質較多，每支管存水2.2升（以常規Φ58，長1800mm為例），以安裝100平米集熱器為例，需要集熱管700余根，集熱管內存介質近1540升，這些存介質無法取出利用，致使全玻璃真空管系統熱效率降低；

　　第三、由于玻璃導熱性及收縮性較差，在運行過程中若遇到冷熱溫差較大時，全玻璃真空管便容易炸裂，而全玻璃真空管內裝有系統介質，如果系統有一支集熱管破損，系統介質便會很快流失，導致整個系統癱瘓，無法工作。

　　為了克服以上全玻璃真空管太陽能集熱器的缺點，太陽能集熱器廠家設計開發了以下四種改進型式真空管集熱器，第一種是小熱管真空管集熱器，第二種是U形管真空管集熱器，第三種是同心套管真空管集熱器，第四種是玻璃熱管真空管集熱器，前兩種集熱器屬于相對常用型集熱器，第三、四種相對應用較少，下面我們簡單逐一介紹一下這四種改進型真空管集熱器。

　　太陽能集熱系統的防凍

　　上述各種不同類型的集熱器要滿足熱水及采暖功能的需要,必須采用多種形式組成不同類型的工程系統。各種工程系統在保證優先使用太陽能、全面使用太陽能、最少使用常規能源、滿足全天候使用功能的同時，其產品及系統的防凍問題尤為重要。

　　北方地區冬季如何解決太陽能集熱器及室外管路的防凍問題呢？

　　平板集熱器常用的防凍方式

　　國外：基本上全部采用防凍液-水交換的防凍方式；

　　國內：大多采用排回系統；

　　結論

　　國內近幾年大量工程實踐證明，排空防凍方式是適合于中國國情且安全、可靠的平板太陽能系統防凍方式。

　　平板太陽能集熱系統優勢

　　一、平板太陽能集熱器的結構性能

　　二、平板太陽能集熱器的防過熱性能

　　三、平板太陽能集熱器的熱性能

　　平板太陽能集熱器的結構性能

　?。?）使用壽命：平板型集熱器結構一般由透明蓋板、隔熱材料、吸熱板、外殼等部分組成。其采用的材料均為傳統的建筑材料，蓋板為鋼化玻璃、邊框為鋁合金、吸熱板芯為全銅或銅鋁復合，這些材料性能穩定，國內外工程經驗表明，平板型集熱器的使用壽命達30年以上。

　?。?）承壓性：平板太陽能熱水器具有較好的承壓性能，因此適用于承壓、雙循環及大型的太陽能工程熱水系統。

　　（3）故障率：平板集熱器結構簡單，且金屬材料構成部件在正常使用情況下故障率較低。

　?。?）在與建筑結合外現方面，平板集熱器可以替代部分屋面板、墻板等，成為建筑構件的一部分使用。

　　為了進一步總結論證不同類型集熱器的實際得熱量及影響集熱器和系統效率的相關因素，掌握一手材料，九陽公司連續多年對平板集熱器與真空管集熱器、熱管集熱器等不同類型集熱器及系統有效得熱量進行了對比測試；同時進行了不同涂層平板集熱器的性能對比、平板集熱器不同設計方案對比、集熱器不同安裝傾角對系統得熱量的影響對比等眾多測試。

　　國外平板太陽能的應用狀況

　　平板太陽能集熱器作為一種安全、可靠、耐用的集熱器類型，在國外得到了廣泛的應用，占據市場主流地位，其份額占85%以上。

　　法國、意大利、德國、西班牙等歐洲國家都是以平板型為主。葡萄牙、以色列、希臘、巴西等國更是接近100％為平板型產品。

　　國外平板太陽能集熱器穩步應用的原因分析：

　　1、無論是家用太陽能還是工程型熱水系統，國外普遍采用防凍液—水二次換熱方式。即便是自然循環家用太陽能熱水器亦是如此，這一方法解決了熱水器的冬季防凍問題。

　　2、國外的平板太陽能熱水器其結構及性能較好。國外的平板太陽能集熱器從吸熱涂層、透明蓋板，保溫及密封結構等均有較為先進的技術應用。

　　3、由于承壓防漏的規定，造成直插式全玻璃真空管熱水器在國外無法直接應用，金屬類真空管熱水器比平板太陽能熱水器的成本較高。

　　國內平板太陽能的應用狀況

　　與國外形成鮮明對比的是，國內市場上真空管類集熱器占據了絕大部分市場份額。

　　在全球范圍內以真空管型為主的國家只有我國。對此，國際同行稱為“熱水器中國現象”。

　　近年來，對于平板太陽能集熱器的認識與應用趨于理性。

　　一方面，針對平板太陽能集熱器冬季的凍損問題，國內的平板太陽能廠家研究了適合國情的排空防凍、循環加熱防凍等諸多方案，并已在大量的實際工程中成功應用推廣。

　　另一方面，工程化及太陽能與建筑相結合成為今后發展的主流趨勢。由于真空管熱水器在使用中暴露了炸管、管內結垢及無法承壓使用等問題，使得業界人士、用戶、開發商及設計院所等重新審視平板太陽能集熱器，特別是在太陽能的工程應用中，逐漸認識了平板集熱器的優勢所在。

　　近兩年，平板太陽能熱水器以年增長46%的發展速度遞增。

　　平板太陽能產品及系統需解決的問題

　　一、需加強平板太陽能集熱器技術研發，改進平板太陽能集熱器產品性能，開展集熱器結構的優化設計，不斷提升平板太陽能集熱器產品品質。

　　（1）提高平板集熱器的熱性能：采用性能較高的選擇性吸收涂層，解決好管板的熱接觸；采用高透過比低鐵鋼化玻璃等。

　?。?）解決好平板集熱器結構設計：如優化邊框設計、改進集熱器的密封條件、背部保溫，提高集熱器的建筑適應能力；

　　二、研發高性能的平板集熱器基礎材料，如涂層技術、高透射比玻璃蓋板等；改進企業的平板集熱器生產裝備及加工工藝，提升企業的規模化生產水平和自動化程度。

　　三、要吸收借鑒國外先進技術，研發高性能的太陽能熱水系統及配套技術，研發與建筑相結合的太陽能熱水工程系統技術。

　　四、提高太陽能工程系統的設計及施工質量，在優化系統設計、細化施工工藝、加強性能檢測等多方面進行技術攻關與革新。

　　五、完善產品的構件化、標準化，使產品成為建筑的組成部分；完善工程設計、施工的相關標準，為設計單位、施工單位創造太陽能與建筑相結合的技術條件和依據。

　　六、進行實是求是的宣傳工作，改變平板太陽能冬天不能用、效率低的錯誤觀點，促進行業的健康發展。

　　結論

　　1、平板太陽能集熱系統采用排空等防凍技術，是適用、安全可靠的。

　　2、平板太陽能集熱器的熱性能：北京地區冬季平板太陽能在低溫狀態下的集熱性能要優于真空管類型集熱器。

　　3、平板太陽能由于承壓性強、熱效率高、便于實施太陽能與建筑一體化，因此成為熱水工程及太陽能與建筑相結合的首選。

　　4、平板太陽能集熱器的優點已在行業內外形成了共識；

　　5、工程是太陽能市場的發展方向，平板太陽能系統將成為國內工程市場的主流產品；國內平板太陽能企業應做好產品升級工作，國內太陽能工程市場將迎來“平板時代”。