1、第四章第四章 平板型太阳能集热器平板型太阳能集热器第五章第五章 真空管太阳能集热器真空管太阳能集热器第六章第六章 太阳能的贮存太阳能的贮存第七章第七章 太阳能热水系统太阳能热水系统第八章第八章 被动式太阳房被动式太阳房第九章第九章 太阳能干燥太阳能干燥第十章第十章 太阳能热动力与热发电太阳能热动力与热发电5-1 5-1 平板型太阳能集热器概述平板型太阳能集热器概述5-2 5-2 盖层系统的光学性质盖层系统的光学性质5-3 5-3 集热器的的总热损系数集热器的的总热损系数5-4 5-4 平板集热器的热性能分析平板集热器的热性能分析5-5 5-5 太阳能空气集热器太阳能空气集热器5-6 5-6 集
2、热器性能的试验方法集热器性能的试验方法5-7 5-7 集热器的热性能测试集热器的热性能测试5-8 5-8 平板型太阳能集热器的设计要点平板型太阳能集热器的设计要点5-1 平板型太阳能集热器概述平板型太阳能集热器概述 一、太阳集热器的分类 二、平板太阳集热器基本结构 三、工作原理 四、能量平衡基本方程 一、太阳集热器的分类按集热器的传热工质类型分类：按集热器的传热工质类型分类：（1 1）液体集热器）液体集热器 （2 2）空气集热器）空气集热器按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分类：按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分类：（1 1）聚光型集热器）聚光型集热器 （2 2）非聚光型集热器）非聚光型集热
3、器集热器是将收集的太阳辐射能转变为热能，并将它传给工作介质（流体）的一种特殊换热装置。集热器集热器聚光型集热器聚光型集热器非聚光型集热器非聚光型集热器（平板集热器，真空管集热器）能够利用直射辐射和散射辐射。将太阳光聚集在面积较小的吸热面上，可获得较高温度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。按集热器是否跟踪太阳分类：按集热器是否跟踪太阳分类：（1 1）跟踪集热器）跟踪集热器 （2 2）非跟踪集热器）非跟踪集热器按集热器内是否有真空空间分类：按集热器内是否有真空空间分类：（1 1）平板型集热器）平板型集热器 （2 2）真空管集热器）真空管集热器按集热器的工作温度范围分类：按集热器的工作温度范围分
4、类：（1 1）低温集热器（）低温集热器（100 100 以下）以下）（2 2）中温集热器（）中温集热器（100100250 250 ）（3 3）高温集热器（）高温集热器（250 250 以上）以上）二、平板太阳集热器基本结构一、典型平板太阳集热器的构造平板式液体集热器平板式液体集热器 定义：以水或其他液态传热流体为工质的非真空隔热的非聚光型集热器。特点：太阳辐射能的吸热面积与透光面积基本相等；与聚焦型集热器相比，结构简单；通常固定安装，不需跟踪太阳；成本较低，不具备聚光功能，热流密度较低。基本结构（1 1）透明盖板）透明盖板（2 2）集热板）集热板（3 3）隔热层）隔热层（4 4）外壳）外壳平
5、板型集热器结构简图1吸热板；2透明盖板；3外壳；4隔热材料；5吸收涂层平板式集热器的结构平板式集热器的结构透明盖板透明盖板 主要功能：主要功能：透射，透过太阳辐射 隔热，减少吸热板到环境的 热损失 保护，保护吸热板，使其不 直接暴露于大气中，免受灰 尘、雨雪的侵蚀 材料：材料：平板玻璃、透明塑料 透明盖板性能要求：透明盖板性能要求：透过率高，吸收率和反射率低 热辐射（长波）透过率低 机械强度高 不透雨水 性能稳定平板式集热器的结构平板式集热器的结构集热板集热板 吸热体主要有4种结构型式：管板式翼管式扁盒式蛇管式吸热板的构造 集热板性能要求：集热板性能要求：吸收率高，热辐射率低 热转换效率高 对
6、介质耐腐蚀性好 寿命长 工艺简单 价格便宜平板式集热器的结构平板式集热器的结构隔热层隔热层 为降低热损失和提高集热效率，在集热板的底部和四侧，必须填充一定厚度而绝热性能良好的隔热层。特性要求（指用作隔热层的绝热材料）：导热系数低 耐温性好 性能稳定，寿命长平板式集热器的结构平板式集热器的结构外壳外壳 外壳是集热器中保护及固定吸热板、透明盖板和隔热层的部件 不仅要具有构造材料的功能，而且要具有装饰材料的功能 材料：材料：铝合金板、不锈钢板、碳钢板、塑料、玻璃钢等平板集热器平板集热器按工质划分有空气集热器和液体集热器，目前大量使用的是液体集热器；按工质划分有空气集热器和液体集热器，目前大量使用的是
7、液体集热器；按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等；其它非金属集热器等；按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器，还按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器，还有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等；有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等；按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。热器等。目前，国内外使用比较普遍的是目前，国内外使用比较普遍的是全铜
8、集热器和铜铝复合集热器全铜集热器和铜铝复合集热器。铜翅和。铜翅和铜管的结合，国外一般采用高频焊，国内以往采用介质焊，铜管的结合，国外一般采用高频焊，国内以往采用介质焊，19951995年我国也开年我国也开发成功全铜高频焊集热器。发成功全铜高频焊集热器。19371937年从加拿大引进铜铝复合生产线，通过消化年从加拿大引进铜铝复合生产线，通过消化吸收，现在国内已建成十几条铜铝复合生产线。吸收，现在国内已建成十几条铜铝复合生产线。为了减少集热器的热损失，为了减少集热器的热损失，可以采用中空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料，但这些可以采用中空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料
9、，但这些材料价格较高，一时难以推广应用。材料价格较高，一时难以推广应用。太阳辐射透过透明盖板到达吸热板，被吸热板上的吸热涂层吸收后，产生光热效应，转化为热能而后通过导热、对流等方式将热能传给集热排管和集热管中的水或其他传热流体，供人们使用。三、工作原理三、工作原理四、平板太阳集热器的能量平衡方程sLuAQQQQAQuQLQsQ入射太阳辐射能，W；集热器有用收益，W；集热器对周围环境的总散热热损失，W；集热器本身的储能，W。式中，5-2 盖层系统的光学性质盖层系统的光学性质 一、透过率与入射光谱的函数关系不同含铁量玻璃的光谱透过率 聚氟乙烯膜的光谱透过率 入射到集热器最外层盖板上的太阳辐射能中被
10、吸热体所吸收的百分率称为集热器的透射比与吸收比的乘积（简称透吸比的乘积），它是表征集热器性能的主要指标之一，除了与盖层和吸热体材料或涂层有关以外，还取决于盖层数与直射辐射的入射方向。二、透过率与吸收率乘积 集热器的透过吸收率乘积 有效透过率-吸收率乘积e)(5-3 集热器的的总热损系数集热器的的总热损系数集热器总热损系数集热器总热损系数：集热器中吸热板与周围环境的传热系数。集热器的热损失示意图 集热器的总热损失量QL由顶部、边缘及底部热损失三部分组成，即：式中，Qt、Qb、Qe顶部、底部、侧面散热损失，W；Ut、Ub、Ue顶部、底部、侧面热损系数，W/(m2K)；At、Ab、Ae顶部、底部、侧
11、面面积，m2；UL吸热板对环境的总热损系数，W/(m2K)。（1）底部热损失）底部热损失（2）侧面热损失侧面热损失（3）顶部热损失）顶部热损失减少集热器热损失的途径：减少集热器热损失的途径：（1）减少吸热板与透明盖板之间的对流热损失（2）板与透明盖板之间的辐射热损（3）增加透明盖板层数可同时减少吸热板与透明盖板之间的对流及辐射热损 5-4 平板集热器的热性能分析平板集热器的热性能分析一、简化热模型一、简化热模型管板式集热器 吸热板的温度分布 二、集热板管子间的温度分布和集热器的效率因子二、集热板管子间的温度分布和集热器的效率因子管板结构集热板微元体的能量平衡关系 1、集热板管子间的温度分布、集
12、热板管子间的温度分布2、集热器效率因子、集热器效率因子三、集热器的热转移因子三、集热器的热转移因子FR和流动因子和流动因子F 四、集热器瞬时效率及热效率曲线四、集热器瞬时效率及热效率曲线1、集热器的瞬时效率、集热器的瞬时效率 定义：稳态或准稳态下，规定时段(通常为515min)内，传热工质从太阳能集热器获得的能量与入射在集热器采光面积上的太阳辐射能之比，即2、平均效率、平均效率定义为 实际太阳集热器平均效率是由测得的数值求得的。例如欲求集热器的日均效率，将一天划为很多时间区域，实测得的每个区间内集热器的有用能量收益和总太阳辐射能量。最后采用求和的方法估算得集热器的平均效率。即：5-5 太阳能空
13、气集热器太阳能空气集热器一、空气集热器的特点和设计要点一、空气集热器的特点和设计要点(1)不存在冬季的结冰问题；(2)微小的漏损不致严重影响空气加热器的工作和性能；(3)加热器承受的压力很小，可用较薄的金属板制面；(4)不必考虑材料的防腐蚀问题；(5)经加热的空气可直接用于干燥或房屋取暖，勿需增添中间热交换器。优点：优点：缺点：缺点：(1)空气的导热系数小(2)与水相比，空气的密度小(3)空气的热容量小二、空气集热器的类型二、空气集热器的类型 非渗透型吸热板空气集热器 1.非渗透型吸热板空气集热器 非渗透型吸热板空气集热器的工作原理 渗透型吸热板空气集热器2.渗透型吸热板空气集热器 5-6 集
14、热器性能的试验方法集热器性能的试验方法一、平板型集热器热性能一、平板型集热器热性能 集热器的集热效率是衡量其热性能的主要指标。集热效率的测定有两种基本方法：瞬时法和量热法两种。瞬时法：瞬时法：量热法：量热法：二、平板型集热器的可靠性和耐久性试验二、平板型集热器的可靠性和耐久性试验 国家标准平板型太阳能集热器GB 64242007涉及到有关出厂产品质量检验和例行试验方法与检验规则等可靠性试验的内容。出厂检验指外观检查和耐压试验。例行试验包括热性能，空晒、淋雨、耐冻，强度和刚度、涂层试验等内容。5-7 集热器的热性能测试集热器的热性能测试一、集热器的热性能测试的主要内容(1)稳态或准稳态瞬时效率特
15、性；(2)集热器时间常数；(3)集热器的热容量；(4)入射角修正系数；(5)流动阻力。二、瞬时效率测定二、瞬时效率测定三、测试标准介绍三、测试标准介绍现行的国家标准有：现行的国家标准有：全玻璃真空太阳集热管，GB/T 17049-2005平板型太阳能集热器，GB/T 6424-2007玻璃-金属封接式热管真空太阳集热管，GB/T 19775-2005太阳热水系统性能评定规范，GB/T 20095-2006家用太阳热水系统技术条件，GB/T 19141-2003真空管型太阳能集热器，GB/T 17581-2007太阳能集热器热性能试验方法，GB/T 4271-2007家用太阳热水系统热性能试验方
16、法，GB/T 18708-2002太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范，GB/T 18713-2002民用建筑太阳能热水系统应用技术规范，GB 50364-20055-8 平板型太阳能集热器的设计要点平板型太阳能集热器的设计要点一、吸热板的设计一、吸热板的设计几种常见的以液体为传热介质的吸热板的F的解析式：1、管板式：管子在板的下面2、管板式：管子在板的上面3、管板式：管子与板结合成整体 4、管式：F=0 Cb=5、管式：管子互相相邻D/W=1 Cb=F=0管式（管子互相相邻）管式（管子互相相邻）6、扁盒式：吸热板的结构选择必须与使用条件、材料、加工工艺及成本结合起来考虑。在吸热板的设计中
17、除考虑F外，还要注意吸热板内的水容量不宜过多，因为水容量过多会增大集热器的热容量。此外还要考虑运行时各流道的流量均匀分配，要求上下联箱与排管的管径有一定的比例，一般d排管d联箱=0.25可满足流量均匀分配的要求。二、涂层二、涂层一般吸热板涂层可选用黑板漆+少量碳黑，要求高时可选用选择性吸收涂料。三、盖层系统三、盖层系统四、单片集热器的尺寸四、单片集热器的尺寸盖层与吸热板之间距在2030mm为适宜。盖层的数目决定于集热器的工作温度及使用的地区。单片集热器面积一般2m2左右。第五章第五章 真空管太阳能集热器真空管太阳能集热器 按吸热体的材料种类，真空管集热器可分按吸热体的材料种类，真空管集热器可分
18、为两大类：为两大类：全玻璃真空管集热器 吸热体由内玻璃管组成的真空管集热器 金属吸热体真空管集热器 吸热体由金属材料组成的真空管集热器，有时也称为金属-玻璃结构真空管集热器。1、全玻璃真空集热管的基本结构一 全玻璃真空集热器全玻璃真空集热管结构示意图1内玻璃管；2外玻璃管；3选择性吸收涂层；4真空；5弹簧支架；6吸气剂2、规格 生产地生产地内径内径/mm/mm外径外径/mm/mm壁厚壁厚/mm/mm长度长度/mm/mm美国美国0-10-1公公司司424251512 212001200，18001800日本日本303038381.51.515001500澳大利亚澳大利亚222230301.41.
19、414001400303038381.41.414001400中国中国373747471.61.612001200，15001500，18001800474758581.81.815001500，18001800，210021003、全玻璃真空太阳集热管制造工艺（1）拉封拉封 对内玻璃管一段拉圆头，罩玻璃管拉圆头并接排气尾嘴；（2）清洗清洗 对内玻璃管和罩玻璃管表面清洗、烘干，保证玻璃管表面清洁，便于镀膜和保证全玻璃真空太阳集热管真空夹层的真空品质；（3）镀膜镀膜 采用磁控溅射镀膜工艺和设备，在内玻璃管外表面制备选择性太阳吸收涂层，并将内玻璃管装配到带有弹簧卡子的罩玻璃管内；（4）环封环封 对
20、全玻璃真空太阳集热管开口端内玻璃管和罩玻璃管进行熔封，使内玻璃管和罩玻璃管之间能够形成真空夹层；（5）排气排气 对全玻璃真空太阳集热管进行高温烘烤，对真空夹层进行排气，确保真空夹层具有良好的真空品质，对点焊在弹簧卡子上的吸气剂蒸散，在全玻璃真空太阳集热管圆头段形成吸气剂膜，以维持真空夹层的真空度；（6）检验检验 对成品全玻璃真空太阳集热管质量和性能检验，确保全玻璃真空太阳集热管技术指标符合GB17019-2005的要求，或公司企业标准的要求；（7）装箱装箱 对合格品全玻璃真空太阳集热管进行包装、入库。4、全玻璃真空管集热器的基本结构南北向放置东西向放置二 金属-玻璃真空管集热管1、U型管式真空
21、集热管2、同心套管式真空集热管3、内聚光式真空集热管4、直通式真空集热管5、储热式真空集热管1、U型管式真空集热管U形管式真空集热管示意图1U形管；2吸热板；3玻璃管2、同心套管式真空集热管 同心套管式真空集热管示意图1同心套管；2吸热板；3玻璃管3、内聚光式真空集热管内聚光真空集热管示意图1吸热体；2复合抛物聚光镜；3玻璃管4、直通式真空集热管直通式真空集热管示意图1吸热管；2玻璃管5、储热式真空集热管储热式真空集热管示意图 1吸热管；2内插管；3玻璃管三、热管真空管集热器1、热管式真空管结构123845671-热管冷凝段，2-金属封盖，3-玻璃管，4-金属吸热板，5-热管蒸发段，6-弹簧支
22、架，7-蒸散型消气剂，8-非蒸散型消气剂热管式工质热容小，启动快，干性连接，易安装2、重力热管工作原理1工质液池；2蒸发段；3蒸汽流；4水箱内座；5冷凝段；6回流液3、热管的传输能力极限音速限：指从蒸发段向冷凝端输送的蒸汽量大到热管内的蒸汽速度达到“音速”。携带限：指当到达上述音速后，若蒸发段温度继续升高，蒸汽的速度高到把从冷凝端回流的液体剪切成液滴，并又带回到冷凝端，这时一方面造成热管冷凝端受撞击，另一方面造成蒸发段过热甚至烧毁。4、热管的工作介质及壳体材料（1）管壳材料的选择（2）工作介质的选择5、热管元件的设计步骤（1）热管的充液量（2）确定工作条件（3）选择工质及壳体材料（4）选择壳体
23、的直径、厚度、长度，并进行强度校核（5）传输极限的校核第六章第六章 太阳能的贮存太阳能的贮存6-1 太阳能储存的分类及一般要求6-2 太阳能的显热储存一、液体显热储热二、固体显热储热6-3 太阳能的潜热储存（相变储热）6-4 可逆化学反应热储存按热贮存时间的长短分为短期、中期和长期热贮存。按贮热温度高低分为蓄冷、低温、中温、高温和极高温热贮存。按贮热能量密度的大小可分为低能量密度贮热和高能量密度贮热。按贮热方式或原理可以分为显热贮热、潜热贮热和化学贮热三种类型。一、太阳能热贮存的分类一、太阳能热贮存的分类6-1 太阳能储存的分类及一般要求6-2 太阳能的显热储存一、液体显热储一、液体显热储热热
24、1、贮热水箱、贮热水箱2、地下含水层贮热、地下含水层贮热双井贮热系统 定义：定义：是一种盐的浓度随深度增加而增加的盐水池，更确切地说，是一种盐的浓度随深度增加而增加的盐水池，更确切地说，是具有盐度梯度的水池。由于浓度较大的盐水密度也较大，因是具有盐度梯度的水池。由于浓度较大的盐水密度也较大，因此只要池内盐水的浓度梯度足够大，即使在下部温度高于上部此只要池内盐水的浓度梯度足够大，即使在下部温度高于上部温度时，池水也不会发生对流，所以太阳池也称为无对流的盐温度时，池水也不会发生对流，所以太阳池也称为无对流的盐水池。水池。太阳池的构成上层对流区无对流区下层对流区太阳池可以利用自然现象，即自然界中存在
25、的一些具有盐度梯度的湖泊。是一种特殊形式的自然集热器。3、太阳池、太阳池人工太阳池的制备方法人工太阳池的制备方法1.自下向上分层充液的方法，先充浓度大的液体，再充浓度自下向上分层充液的方法，先充浓度大的液体，再充浓度小的液体，即越往上其溶液浓度越低。小的液体，即越往上其溶液浓度越低。2.先充浓度低的溶液，然后从底部注入浓度较高的溶液。先充浓度低的溶液，然后从底部注入浓度较高的溶液。3.对于大型太阳池，先理论计算需要盐量，再将盐一次倒入对于大型太阳池，先理论计算需要盐量，再将盐一次倒入池中，并加以适量的淡水，用水泵搅动池内的水，将盐溶池中，并加以适量的淡水，用水泵搅动池内的水，将盐溶解制成饱和溶
26、液，在制备好的饱和溶液上方，再加淡水直解制成饱和溶液，在制备好的饱和溶液上方，再加淡水直到预定的太阳池液面。此时太阳池分为上、下两层，如果到预定的太阳池液面。此时太阳池分为上、下两层，如果由上、层同时抽水，经过一个三通再从两层之间注水入池，由上、层同时抽水，经过一个三通再从两层之间注水入池，这样，太阳池就形成了三层。此后，可以在任何相邻两层这样，太阳池就形成了三层。此后，可以在任何相邻两层之间重复这一过程，直到形成所需要的层数为止。之间重复这一过程，直到形成所需要的层数为止。维持池内盐度的方法：经常向池底补充盐分，同时清洗表面等。维持池内盐度的方法：经常向池底补充盐分，同时清洗表面等。太阳池的
27、能量利用办法：太阳池的能量利用办法：在池底布置热交换器，工质在泵的作用下进入热交换在池底布置热交换器，工质在泵的作用下进入热交换器，从太阳池底部吸收能量，温度提高后流出。器，从太阳池底部吸收能量，温度提高后流出。利用池内的密度梯度实现分层流动，从下层对流区利用池内的密度梯度实现分层流动，从下层对流区的一端抽取热的池水，在池外的热交换器中放出的一端抽取热的池水，在池外的热交换器中放出热能，温度降低后再从另一侧返回池的底部。热能，温度降低后再从另一侧返回池的底部。太阳池的应用形式太阳池的应用形式，供暖、盐水淡化、制盐及太阳能热发电等方面。，供暖、盐水淡化、制盐及太阳能热发电等方面。4、太阳能游泳池
28、、太阳能游泳池一般有两大类方法：一类是主动式，即将水泵入平板型太阳能集热器，加温后排入游泳池，这种集热器一般不需要玻璃盖板，有时甚至连密闭的流道也不需要，而是使池水在一个底面涂黑的大表面上流过，水温便可上升2左右。第二种方式则根本不需要外界动力。二、固体显热贮热二、固体显热贮热石块床贮热被动式太阳房墙体贮热地下土壤贮热 石块床储热装置土壤储热库的纵剖面6-3 太阳能的潜热储存（相变储热）水合盐类贮热水合盐类贮热有机化合物贮热有机化合物贮热 6-4 可逆化学反应热储存AB热AB金属氧化物是一种常见的化学贮热材料，一类金属氧化物热分解生成的氧气可另派用处是这类反应的优点，并且逆反应所需的氧气可由大
29、气提供。例如，4KO2+热 2K2O+3O2该反应的温度范围为300800，分解热为2.1MJ/kg。第一节第一节 太阳热水器的种类太阳热水器的种类第二节第二节 自然循环式太阳能热水系统自然循环式太阳能热水系统 第二节第二节 强制循环式太阳热水系统强制循环式太阳热水系统第四节第四节 直流式太阳热水系统直流式太阳热水系统第五节第五节 集热集热-储热一体的系统储热一体的系统第六节第六节 太阳能热水采暖系统太阳能热水采暖系统第七节第七节 游泳池太阳能加热系统游泳池太阳能加热系统第八节第八节 热水系统设计注意事项热水系统设计注意事项 第九节第九节 太阳能与建筑一体化设计太阳能与建筑一体化设计第七章第七
30、章 太阳能热水系统太阳能热水系统几个有关热水器的常用名词 太阳热水器：利用太阳辐射能加热水的装置。太阳集热器：太阳热水器的一部分，是决定热水器热性能优劣的一个关键部件。家用太阳热水器：是指水箱容量在0.6t以下的系统或装置。太阳热水系统：是指水箱容水量在0.6t以上的系统或工程。第一节第一节 太阳热水器的种类太阳热水器的种类 太阳热水器通常由集热器、贮水箱、连接管道、支架和控制系统组成，必要时还要增加辅助热源。太阳热水器(或称太阳热水装置)根据用途可分为家用热水器和太阳热水系统(或称太阳热水工程)。根据水的流动方式，可分为整体式、循环式和直流式。根据集热器的结构不同，太阳热水器可分为闷晒式、平
31、板式和真空管式；根据使用时间不同，可分为季节性热水器、全年用热水器和全天候热水器；根据热水器的承压能力，可分为承压热水器和非承压热水器。太阳能热水器的分类多种多样，不必拘泥于一种形式1、闷晒式工作原理：水箱通过玻璃直接照射加热，一面受热，其余保温。优点：阳光利用率高，吸热效果好缺点：经空气导热，热损耗高。2、平板式原理：金属吸热，水热传递微循环优点：集热效率非常高，经久耐用缺点：密封性能差，热损失大，易受环境影响，冬天热效率低，不防冻。家用平板太阳热水器家用平板太阳热水器热水器集热器和水箱紧密结热水器集热器和水箱紧密结合，上下循环管很短，不仅合，上下循环管很短，不仅节省了材料，而且可以减少节省
32、了材料，而且可以减少管路的热损失。水箱前板能管路的热损失。水箱前板能把阳光反射到集热器表面，把阳光反射到集热器表面，提高热水器的性能。该产品提高热水器的性能。该产品有承压和非承压有承压和非承压2种，还可种，还可以根据需要，制成集热器与以根据需要，制成集热器与水箱分离的产品。为了使热水箱分离的产品。为了使热水器具有防冻、抗冻功能，水器具有防冻、抗冻功能，可采用双循环系统，在水箱可采用双循环系统，在水箱中设置换热器，其换热面积中设置换热器，其换热面积一般不超过采光面积的一半，一般不超过采光面积的一半，防冻介质一般可用乙二醇，防冻介质一般可用乙二醇，丙三醇等溶液。丙三醇等溶液。整体平板式太阳热水器整
33、体平板式太阳热水器3、真空管式真空管：双层玻璃管，管内抽成真空，内管表面镀膜（提高阳光吸收率，反射小，利用率高，热传递效果好），真空管一端开口接水箱。原理：真空管吸热，管内水受热通过热传递及冷热微循环至水箱中储存并保温。优点：阳光利用率高，吸热效果好，热能损耗低缺点：出现坏管、爆管情况，影响整机使用（实际使用中较少出现此现象）真空管式太阳热水器的组成真空管式太阳热水器的组成全玻璃真空集热管材料、工艺和结构简单，可靠性好，具有极大的应用前景。其原理如右图：当太阳光照射到集热管时，将吸收的太阳辐射转换成热能，利用冷水比重大，热水比重小的特点，在集热管内形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环，使整
34、个水的温度逐步升高，达到一定温度。太阳热水器工作原理4、热管式原理：介质沸点低，在吸收太阳热能后，介质汽化上升，冷凝段置于水中。在冷凝段受冷，传出热量，液化后下降至管下部继续受热，如此循环工作。优点：热能利用高，不用担心爆管（热管为金属管，置于玻璃真空管内，真空管无水）缺点：热管介质在使用一段时间后，会在冷凝段吸附，从而影响热传导，出不了热水。5、分体式（壁挂式，按承压能力又可分为承压式和非承压式）原理：真空管内热管受热后，通过水箱内盘管冷却，循环工作。优点：水箱位置随意摆放，可有效减少水管内滞留热水，热水利用率高，水管在室内杜绝冻管，不会受大风等灾害天气的影响。缺点：造价高，售价高，实际太阳
35、能利用率低。（补：普通真空管热效率45%，壁挂式热效率28.5%）6、嵌入式原理：热水阀控制进水压力及流量，保证真空管正常工作。进水冷水顶出管内热水，保证用户使用热水。优点：阳光利用率高，吸热效果好，保温时间长，热水传输无损耗。太阳热水系统循环式直流式自然循环式强制循环式热虹吸式定温放水式自然循环定温放水式第二节第二节 自然循环式太阳能热水系统自然循环式太阳能热水系统（一）自然循环式 储水箱置于集热器上方，水在集热器中由于太阳辐射而被加热，温度上升，形成集热器及储水箱中水温不同，由于密度差而引起浮升力，使水在储水箱及集热器中作自然流动。（二）自然循环定温放水系统 这类热水器由容积小的循环水箱与
36、集热器组成循环回路；当水箱上部水温升高到预定界限时，置于水箱的电接点温度计发出讯号，通过继电器打开出水管上的电磁阀，将热水存于储水箱内，同时循环水箱内有冷水补入；当水温低于规定界限时，电磁阀关闭。（三）强制循环式这种热水器利用水泵使水在集热器与储水箱之间循环。当集热器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时，控制装置启动水泵使水流动。水泵入口处装有止回阀，以防止夜间水由集热器逆流，引起热损失。加热水量一定时，在同样设计条件下，较自然循环式可得到较高温度的水，但是必须采用水泵。这样会存在水泵电耗、维护（如漏水等）以及控制装置失灵等问题。（四）热虹吸式直流式：直流式是由集热器、蓄热水箱、补给水箱和连接管
37、道组成的开式热虹吸系统水箱供热水管自来水管热水管上升管下降管热吸虹型直流式热水系统热虹吸型直流式热水系统的补给水位由浮球阀控制，使之与集热器出口热水管（上升管）的最高位置一致。（五）定温放水式系统为开式、一次流动系统冷水（自来水）直接进入集热器，其流量由装在集热器入口处的电接点温度计通过控制器操作水泵或电磁阀来控制，以维持出口热水温度在所需界限内这种系统具有自然循环定温放水系统的优点，同时还去掉了一个循环水箱，使屋顶楼面负荷大为减轻。自然循环系统的设计 一、系统水流阻力 二、自然循环系统对连接管路的要求 三、自然循环系统中集热器与储水箱的安放 四、自然循环系统用水箱 五、自然循环系统的集热器布列
