金屬管道太陽(yáng)能集熱器及應(yīng)用綜述

1、金屬管道太陽(yáng)能集熱器及應(yīng)用綜述太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)品無(wú)論是家用太陽(yáng)能熱水器，還是集中式太陽(yáng)能熱水工程，都無(wú)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(yáng)能與建筑一體化”是太陽(yáng)能熱利用行業(yè)發(fā)展方向的最佳選擇，也是無(wú)法回避的唯一選擇。但目前我國(guó)太陽(yáng)能集熱產(chǎn)品中，占絕對(duì)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(wèn)題：運(yùn)行安全問(wèn)題——玻璃管直接與被加熱流體接觸，由于玻璃易碎易裂，極易

2、造成系統(tǒng)癱瘓；密封可靠問(wèn)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(wèn)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(wèn)題很難解決；承壓運(yùn)行問(wèn)題——硅膠密封及玻璃的脆性都決定了系統(tǒng)不能承壓運(yùn)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(wèn)題——玻璃管的絕熱性能依賴真空夾層，真空度的保持年限無(wú)法達(dá)到建筑行業(yè)要求。以上這些問(wèn)題，決定了全玻

3、璃真空管很難建材化。也就是說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)“太陽(yáng)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(yáng)能集熱器，來(lái)全部或部分解決上述問(wèn)題，這就是金屬流道集熱器概念的提出。金屬流道集熱器簡(jiǎn)介金屬流道集熱器簡(jiǎn)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(yùn)行安全、壽命可滿足建筑行業(yè)要求等特點(diǎn)的太陽(yáng)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

4、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(wèn)題不易解決，目前應(yīng)用較少。1、平板集熱器平板集熱器是較早應(yīng)用的一種太陽(yáng)能集熱器，由于其結(jié)構(gòu)形式及性能特點(diǎn)最易于建材化，一直是發(fā)達(dá)國(guó)家集熱器形式的首選。在經(jīng)歷了很長(zhǎng)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(guó)家太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)品中占絕對(duì)主導(dǎo)地位的集熱器形式，相信也是我國(guó)未來(lái)與建筑一體化的太陽(yáng)能熱利用行業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品。以下介紹幾

5、種常見的金屬流道集熱器應(yīng)用。1.承壓自動(dòng)式家用太陽(yáng)能熱水器目前市場(chǎng)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(dòng)上水，靠水箱內(nèi)水的自重下落出水。如要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(wèn)題，就只有加裝增壓泵。承壓自動(dòng)式家用熱水器由于采用金屬流道集熱器，可以承壓運(yùn)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2mm，承壓0.

6、6MP以上）。承壓自動(dòng)式家用熱水器利用熱水罐自然分層現(xiàn)象設(shè)計(jì)成底部進(jìn)冷水，頂部出熱水——自來(lái)水進(jìn)水閥常開，熱水器內(nèi)部一直保持與自來(lái)水供水管同樣的壓力，熱水自罐頂流出的同時(shí)，冷水自動(dòng)向罐底補(bǔ)充，既實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)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(dòng)式家用熱水器在初次上水后，就一直保持整罐水，無(wú)特殊情況不會(huì)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(xiǎn)，所以承壓自動(dòng)式家用太陽(yáng)能熱水器可以放心地設(shè)計(jì)成光電互補(bǔ)式。承

7、壓自動(dòng)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(yáng)能熱水工程（太陽(yáng)能熱水鍋爐）太陽(yáng)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(dú)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(yáng)能熱水鍋爐對(duì)集熱器的可靠性及承壓性能要求較高，且市場(chǎng)要求日益趨向與建筑物一體化設(shè)計(jì)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

8、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(yáng)能熱量，為了發(fā)揮金屬流道集熱器的可承壓優(yōu)點(diǎn)，聯(lián)箱也必須是承壓的。3.分體式太陽(yáng)能熱水器分體式太陽(yáng)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(diǎn)