太阳能集热器介绍

　　太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它的利用为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

　　中国《可再生能源法》的颁布和实施，为太阳能利用产业的发展提供了政策保障；哥本哈根气候大会的召开，京都议定书的签定，环保政策的出台和对国际的承诺，给太阳能利用产业带来了机遇；西部大开发，新农村建设，城市化建设的加快，为太阳能利用产业提供巨大的国内市场；原油价格的上涨，中国能源战略的调整，促使政府加了大对可再生能源发展的支持力度。所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。

　　在太阳能的光热利用中，常见的太阳能集热器产品类型主要有：

　　★平板太阳能集热器

　　★全玻璃真空管太阳能集热器

　　★全玻璃真空管改进型：小热管真空管集热器、U形管真空管集热器、同心套管真空管集热器、玻璃热管真空管集热器、平板太阳能集热器

　　★大热管真空管集热器

　　产品性能总结

　　热效率：中低温（80度以下）热效率高，春夏秋晴好天气产45度生活热水80-100升/㎡；

　　承压性能：能承受0.6MPa以上压力；

　　与建筑相结合：易与建筑物结合，可以替代部分屋面板、墙板；

　　防冻性能：集热器本身不能防冻；

　　维护保养：传统建材，维护量极少；

　　保温性能：材料保温，整体保温性能相对真空保温差；

　　使用寿命：30年

　　全玻璃真空管太阳能集热器

　　热效率：高温（80度以上）热效率高，春夏秋晴好天气产45度生活热水60-80升/㎡；

　　承压性能：不能承压使用；

　　与建筑相结合：不易与建筑物结合；

　　防冻性能：集热器本身可防冻；

　　维护保养：全玻璃真空管，易炸管，日常维护量大；

　　保温性能：真空保温，整体保温性能好；

　　使用寿命：15年

　　真空管太阳能集热器改进型

　　为了克服全玻璃真空管太阳能集热器以下缺点：

　　第一、全玻璃真空管与联箱采用硅胶圈进行密封，无法承压运行；

　　第二、全玻璃真空管内存介质较多，每支管存水2.2升（以常规Φ58，长1800mm为例），以安装100平米集热器为例，需要集热管700余根，集热管内存介质近1540升，这些存介质无法取出利用，致使全玻璃真空管系统热效率降低；

　　第三、由于玻璃导热性及收缩性较差，在运行过程中若遇到冷热温差较大时，全玻璃真空管便容易炸裂，而全玻璃真空管内装有系统介质，如果系统有一支集热管破损，系统介质便会很快流失，导致整个系统瘫痪，无法工作。

　　为了克服以上全玻璃真空管太阳能集热器的缺点，太阳能集热器厂家设计开发了以下四种改进型式真空管集热器，第一种是小热管真空管集热器，第二种是U形管真空管集热器，第三种是同心套管真空管集热器，第四种是玻璃热管真空管集热器，前两种集热器属于相对常用型集热器，第三、四种相对应用较少，下面我们简单逐一介绍一下这四种改进型真空管集热器。

　　太阳能集热系统的防冻

　　上述各种不同类型的集热器要满足热水及采暖功能的需要,必须采用多种形式组成不同类型的工程系统。各种工程系统在保证优先使用太阳能、全面使用太阳能、最少使用常规能源、满足全天候使用功能的同时，其产品及系统的防冻问题尤为重要。

　　北方地区冬季如何解决太阳能集热器及室外管路的防冻问题呢？

　　平板集热器常用的防冻方式

　　国外：基本上全部采用防冻液-水交换的防冻方式；

　　国内：大多采用排回系统；

　　结论

　　国内近几年大量工程实践证明，排空防冻方式是适合于中国国情且安全、可靠的平板太阳能系统防冻方式。

　　平板太阳能集热系统优势

　　一、平板太阳能集热器的结构性能

　　二、平板太阳能集热器的防过热性能

　　三、平板太阳能集热器的热性能

　　平板太阳能集热器的结构性能

　　（1）使用寿命：平板型集热器结构一般由透明盖板、隔热材料、吸热板、外壳等部分组成。其采用的材料均为传统的建筑材料，盖板为钢化玻璃、边框为铝合金、吸热板芯为全铜或铜铝复合，这些材料性能稳定，国内外工程经验表明，平板型集热器的使用寿命达30年以上。

　　（2）承压性：平板太阳能热水器具有较好的承压性能，因此适用于承压、双循环及大型的太阳能工程热水系统。

　　（3）故障率：平板集热器结构简单，且金属材料构成部件在正常使用情况下故障率较低。

　　（4）在与建筑结合外现方面，平板集热器可以替代部分屋面板、墙板等，成为建筑构件的一部分使用。

　　为了进一步总结论证不同类型集热器的实际得热量及影响集热器和系统效率的相关因素，掌握一手材料，九阳公司连续多年对平板集热器与真空管集热器、热管集热器等不同类型集热器及系统有效得热量进行了对比测试；同时进行了不同涂层平板集热器的性能对比、平板集热器不同设计方案对比、集热器不同安装倾角对系统得热量的影响对比等众多测试。

　　国外平板太阳能的应用状况

　　平板太阳能集热器作为一种安全、可靠、耐用的集热器类型，在国外得到了广泛的应用，占据市场主流地位，其份额占85%以上。

　　法国、意大利、德国、西班牙等欧洲国家都是以平板型为主。葡萄牙、以色列、希腊、巴西等国更是接近100％为平板型产品。

　　国外平板太阳能集热器稳步应用的原因分析：

　　1、无论是家用太阳能还是工程型热水系统，国外普遍采用防冻液—水二次换热方式。即便是自然循环家用太阳能热水器亦是如此，这一方法解决了热水器的冬季防冻问题。

　　2、国外的平板太阳能热水器其结构及性能较好。国外的平板太阳能集热器从吸热涂层、透明盖板，保温及密封结构等均有较为先进的技术应用。

　　3、由于承压防漏的规定，造成直插式全玻璃真空管热水器在国外无法直接应用，金属类真空管热水器比平板太阳能热水器的成本较高。

　　国内平板太阳能的应用状况

　　与国外形成鲜明对比的是，国内市场上真空管类集热器占据了绝大部分市场份额。

　　在全球范围内以真空管型为主的国家只有我国。对此，国际同行称为“热水器中国现象”。

　　近年来，对于平板太阳能集热器的认识与应用趋于理性。

　　一方面，针对平板太阳能集热器冬季的冻损问题，国内的平板太阳能厂家研究了适合国情的排空防冻、循环加热防冻等诸多方案，并已在大量的实际工程中成功应用推广。

　　另一方面，工程化及太阳能与建筑相结合成为今后发展的主流趋势。由于真空管热水器在使用中暴露了炸管、管内结垢及无法承压使用等问题，使得业界人士、用户、开发商及设计院所等重新审视平板太阳能集热器，特别是在太阳能的工程应用中，逐渐认识了平板集热器的优势所在。

　　近两年，平板太阳能热水器以年增长46%的发展速度递增。

　　平板太阳能产品及系统需解决的问题

　　一、需加强平板太阳能集热器技术研发，改进平板太阳能集热器产品性能，开展集热器结构的优化设计，不断提升平板太阳能集热器产品品质。

　　（1）提高平板集热器的热性能：采用性能较高的选择性吸收涂层，解决好管板的热接触；采用高透过比低铁钢化玻璃等。

　　（2）解决好平板集热器结构设计：如优化边框设计、改进集热器的密封条件、背部保温，提高集热器的建筑适应能力；

　　二、研发高性能的平板集热器基础材料，如涂层技术、高透射比玻璃盖板等；改进企业的平板集热器生产装备及加工工艺，提升企业的规模化生产水平和自动化程度。

　　三、要吸收借鉴国外先进技术，研发高性能的太阳能热水系统及配套技术，研发与建筑相结合的太阳能热水工程系统技术。

　　四、提高太阳能工程系统的设计及施工质量，在优化系统设计、细化施工工艺、加强性能检测等多方面进行技术攻关与革新。

　　五、完善产品的构件化、标准化，使产品成为建筑的组成部分；完善工程设计、施工的相关标准，为设计单位、施工单位创造太阳能与建筑相结合的技术条件和依据。

　　六、进行实是求是的宣传工作，改变平板太阳能冬天不能用、效率低的错误观点，促进行业的健康发展。

　　结论

　　1、平板太阳能集热系统采用排空等防冻技术，是适用、安全可靠的。

　　2、平板太阳能集热器的热性能：北京地区冬季平板太阳能在低温状态下的集热性能要优于真空管类型集热器。

　　3、平板太阳能由于承压性强、热效率高、便于实施太阳能与建筑一体化，因此成为热水工程及太阳能与建筑相结合的首选。

　　4、平板太阳能集热器的优点已在行业内外形成了共识；

　　5、工程是太阳能市场的发展方向，平板太阳能系统将成为国内工程市场的主流产品；国内平板太阳能企业应做好产品升级工作，国内太阳能工程市场将迎来“平板时代”。