平板集热器为何能打败全玻璃真空集热管集热器


2017/11/15 15:56:46

  一、平板太阳能热水系统的总体优点分析

  特别适合与建筑一体化要求。平板太阳能热水器由于其平面结构特性,在太阳能的建筑一体化应用中,形态结构灵活随意,设计时不受形态或尺寸的约束,易于实现与建筑构件的结合。再加上它的集热板为金属材质,可方便采用丝结、焊接等连接方式,为安装、维护和使用提供了便利。
  具有较高的热效率。因为真空管太阳能集热器是由若干根真空管组成的,管子之间存在着间隙,在被太阳光照射时,有一部分太阳能没有被集热器所接受。平板太阳能集热器却是一个连续的平面,整个集热器表面都可以接受太阳光。所以,在相同的采光面积和日照强度下,平板太阳能热水器的日平均效率一般要高于真空管太阳能热水器日平均效率6%以上。
  具有良好的承压性能。由于平板太阳能集热器的吸热板是由金属材料制成的,集热器与贮水箱的连接也采用金属零件,因此,可承受来自自来水和循环泵的压力。目前,城市用水一般都采用集中供水系统,自来水压力较高,这就要求从太阳能热水器出来的热水要有一定的压力,从而,减小热水器出水口与自来水出水口之间的压差,为用户使用提供方便和舒适。
  组成大系统时性能稳定。对于一些大型的场所,如宾馆、游泳馆、工厂等地方,在使用太阳能热水器时,往往需要很多块太阳能集热器组成大规模的供水系统。如果采用平板太阳能集热器,在集热器与系统之间用金属连接,而不是和真空管太阳能热水器那样用橡塑件连接,就可以保证整个系统的稳定性。
  因此,在建立大规模太阳能热水系统的时候,往往采用平板太阳能集热。
  二、六方面的技术对比与分析
  1.有效采光面积的分析与对比
  无论是平板集热器还是真空管集热器都是通过有效采光面积而获得太阳的能量,因此在同样大的集热器外轮廊面积条件下,其有效采光面积越大,则获得的太阳能越多,反之则越少。因为平板集热器无间隙所以平板集热器的有效采光面积要大于真空管集热器。
  2.有效热水量的分析与对比
  太阳能热水器的有效热水量是指太阳能系统天天能获得多少有效热水,要求热水能放出来使用,称之为有效热水,放不出来的热水是无效的,平板系统和真空管体统的有效热水量也有很大差别的;平系统板有效热水量大于真空管系统。
  3.承压性能的分析
  平板太阳能热水器属于金属管之间的链接,完全能满足承压系统的要求,但通常的真空管集热器热水系统,由于真空玻璃管与联箱或水箱联系解释采用硅橡胶密封圈进行链接,一般无法满足承压系统的要求,一旦系统压力较大时,真空管与密封圈靠摩擦的结协力难以抵抗系统压力,迫使管子向外移动或滑落。
  4.防结垢、防冻结性能分析
  太阳能热水器及其系统在北方使用一项种要性能是如何防止结垢和防冻结,由于它是进步使用寿命,减少维修用度的种要举措。集热器在北方运行轻易结冰造成冻结,因此我国尽大多数平板集热系统采用回流排空技术,也可以采用双循环(亦称间接系统或二次系统)从基本上解决系统的防冻结题目。为此国外发达国家(如澳大利亚的solarhart公司)太阳能集热器尽大多数均采用双循环系统。平板集热器最适用双循环系统,而普通的真空管集热器由于承压不理想,不太适合采用双循环系统。由于我国太阳能热水系统尽大多数用于洗浴水温一般要求在60摄氏度,结垢现象均不严种,但是集热器内的悬浮颗粒物如何消除应予以关注。
  5.产品与建筑结合难易分析
  平板太阳能集热器,无论从整体外形、结构强度及规格尺寸均适合与建筑相结合,可直接流动在房顶上或嵌进屋面上,而且极易成为屋顶结垢的组成部分,和建筑浑然成为一体,因此平板集热器与建筑结合比真空管集热器更好一些。
  6.产品分析对比
  平板集热器而言,由于热损较少运行温度一般要求60℃不轻易产生过热现象,故结垢较少,其排污主要通过水箱排污管加以解决。其主要维修工作在于定期清除集热器盖板的尘土,若采用钢化玻璃则盖板的迫宛率会大大下降,由此可见平板集热器的使用寿命一般在50年。
  真空管集热器由于运行温度比较高,忽然碰到冷热轻易炸管裂管,其次是真空管与水箱或联箱链接是采用硅橡胶密封圈,炔塾触不好或以敷沙粒易发生渗漏现象,另外对于南北向竖排真空管工程或紧凑式真空管热水器而言,由于有些地方水质不好,真空管下部往往存在悬浮固体颗粒物沉淀,时间长了,管子采光和吸热受到影响,因此有些地方,使用3~4年后需将真空管抽出来进行清洗,维修工作量较大。真空管本身的质量的好坏,在很大程度上决定了集热器的质量,也严种影响热水工程的工作量。
  从以上七个方面进行的分析,说明平板太阳能集热系统技术有很多优点,也是国外发达国家平板太阳能集热器占尽大多数的原因,同时,随着我国国民经济的发展和恩民生活水平的进步,以及产品出口量的逐年增大,平板集热器技术和其它新型太阳能集热器技术将有越来越大的发展空间。
  三、性能比较
  常用热水器性能比较,在低温热水(60oC)需求下,基于总面积的三种类型热水器效率差别不大,而基于吸热体面积时,平板热水器相比则有高大25%以上的优势。作为一般的太阳能热水工程,最好的选择是使用平板式热水器(热性能报告取自瑞士SPF测试中心网站公布测试报告)。
  众所周知,热水器效率方程基于不同参考面积,热水器效率方程中各参数不同,差别比较大。作为生产商,一般需给出热水器的总面积(占地面积)、采光面积、吸热器面积三个数据,供设计选型。基于吸热器面积,一般真空管热水器略高,但由于其结构使然,其总面积一般也大,基于总面积时,平板式热水器效果最好,瞬时效率相比高50%以上,热水器总面积决定了可安装热水器数量,所以,比较起来,为达到同样效果,需要平板热水器数量最少,投资回报最好。
  四、其他方面比较
  太阳能热水器热效率:平板较高52.5%,真空管较低47%。
  太阳能热水器价格:平板较高,真空管较低。
  太阳能热水器承压性:平板式可承压,使淋浴方便,真空管不承压,易破碎。
  太阳能热水器结水垢:平板式热水器可排污,不易结垢,真空管下端密封,易结垢,降低热效率。
  太阳能热水器寿命:平板50年,真空管15年。
  太阳能热水器耐用性:平板式强度高,耐用,不会爆管,下冰雹时有盖板玻璃保护,真空管会碰坏,停水后,热的真空管突然补充冷水易爆管,下冰雹时直接损害真空管本身。
  提示:热效率值为1994-1997年全国测试平均值。平板式热效率较高的原因是:真空管受热面不完全,而且管与管之间还要留出施工安装间隙。
  从上面比较分析中可以看到,平板式太阳能热水器比真空管太阳能热水器要先进的多,伴随着经济的发展以及节能的需求,我国太阳能热水器会逐渐向平板式太阳能热水器过度,达到国际先进的太阳能热水器节能标准。
  五、投入与产出方面的对比与分析
  目前看市场上真空管太阳能集热器一吨水的系统价格大约在2万元至2.5万元间,其使用寿命宣传为15年,运行期间真空管太阳能集热系统的维护费用(正常运行,无自然灾害情况)大约在总价格的10%左右。15年一吨水的太阳能系统总运行价格在5万至6.5万元间,以上价格按在平原地区考虑,在东三省或高原地区,运行维护费用需考虑到20%;
  平板太阳能集热器一吨水系统的价格大约在2万至3万元间,其使用寿命宣传为50年,运行期间平板蓝膜太阳能集热系统的维护费用(正常运行,无人为破坏)大约在总价的5%左右,50年一吨水的平板太阳能系统总运行价格在9.8万元至10.5万元间,因为平板太阳能的性能比优势,无论是在东三省还是高原地区均可。
  综合以上对比从数据上可以明显看出,平板太阳能整体运行费用远远低于真空管太阳能,而其优越的性能品质更是真空管太阳能不可比拟的。
  看完这篇文章,终于弄清楚了平板集热器和真空管集热器的优缺点,无论从性能还是运行成本等方面,平板集热器都完胜真空管集热器。而在业界有着“不仅仅是平板王”美誉的嘉普通,则是太阳能热水系统工程的首选品牌。
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