太阳能热水工程有哪些分类?(3)


 

选择性表面

根据普朗克定律,从表面发出的辐射的波长与表面的温度成正比。因此,用于太阳能热水工程集热器的理想选择表面(衬在集热器内部的深色材料)应在可见光范围内强烈吸收电磁辐射(光),而在光谱的红外范围内仅发出微弱的辐射,因此来自入射阳光的最大能量被用来加热水。
太阳能热水工程收集器吸收板的制造中使用了几种用于选择表面的涂覆方法:
  1. 化学制品
  2. 电镀的
  3. 蒸气沉积
  4. 氧化物
通常在使用或不使用电力的情况下,将化学涂层喷涂到吸收板金属上。这些涂层不会改变金属板的再辐射性能,只会增强对太阳辐射的吸收。化学涂层的厚度与表面的选择性成正比。即,涂层厚度不仅影响表面的吸收率,而且影响发射率(表面发射较长波长的IR辐射的难易程度)。尽管相对成本低并且易于施用,但是由于在集热器内部达到的温度通常会不希望化学涂层,这会导致化学涂层的降解。例如,涂在板上的黑色涂料被认为是化学涂料。在高温下
电镀涂料是太阳能热水工程收集器行业中使用最广泛的涂料。使用传统的电镀技术将这些涂层施加到吸收板金属上。长时间暴露于高温(约200oC)和湿度下,会导致选择性涂层的缓慢降解,因为会发生氧化和晶格重构。黑铬(一种用于制造太阳能热水工程集热器的常见电镀涂层)相对稳定,特别是在潮湿,热带的条件下。汽相沉积的涂层传统上不用于平板收集器,因为有许多重要的工程问题尚待克服。但是,它们广泛用于抽真空的收集器中,该收集器利用了部分真空,例如高温太阳能热水工程热系统中的接收器。
氧化物涂层是太阳能热水工程收集器中使用的第一类涂层。早期太阳能热水工程集热器中使用的金属,例如铜和铁,经过自然氧化,具有理想的吸收率。但是,由于氧化过程是自然发生的,因此难以控制,这导致材料的发射率发生变化,最终导致收集器效率下降。
 

真空管太阳能热水工程热系统

真空管太阳能热水工程热系统是运行中最受欢迎的太阳能热水工程热系统之一。抽空的太阳能热水工程系统是产生太阳能热水工程热能的最有效和最常用的手段,效率为70%。例如,如果集热器一年内产生3000千瓦时的能量,则系统将利用2100千瓦时来加热水。由于真空管系统的构造方式而达到了效率,这意味着它们具有出色的绝缘性,并且几乎不受空气温度的影响。集热器本身由成排的绝缘玻璃管组成,玻璃管的芯部包含铜管。水在集热器中被加热,然后通过管道输送到水箱。这种收集器是最有效的,

储油罐

根据供水系统的不同,该系统可以是封闭系统或重力供料系统。太阳能热水工程热水系统中最常见的水箱是密闭系统,储水箱的集热器安装在屋顶上。储罐位于收集器上方,以利用热虹吸作用。热虹吸利用平板集热器加热水,水返回集热器上方的储水箱。冷的浓水流经集热器加热,然后返回水箱。由于热水密度较小,因此上升到水箱顶部。为了成功进行热虹吸,必须保持管道功不断上升,并使用直径正确的管道作为立管和集管。在阳光充足的情况下,单次通过集热器就可以将水加热到20oC。利用热虹吸的屋顶安装式平板集热器在中东地区非常受欢迎,有70%的人口使用这些系统加热的水。图3显示了典型的热虹吸热水器。
 
 
水的密度随温度变化。通常,高温下的水比低温下的水密度低。热虹吸利用这一原理使水循环通过集热器,因为当从储水箱中取出热水时,来自主干的较冷水将通过集热器抽出。紧密耦合系统具有两个显着的优点:这种布置是安装中最具成本效益的系统,并且在主压力下提供热水。
 
在重力供料系统中,水箱安装在顶棚中,只有集热器暴露在阳光下。太阳能热水工程收集器的位置必须允许自然热虹吸发生。虽然这些系统通常是最便宜的,但家用管道必须适合重力供水,即天花板和水龙头下方的较大管道。
 
在强制循环系统中,主压力罐位于地面,集热器位于屋顶。在这些系统中,当阳光普照而冷水被推过集热器时,泵被激活。强制循环系统的购买要比密闭或重力进料系统昂贵,并且需要电力来为循环泵提供动力。
 

太阳能热水工程蓄热

 
太阳能热水工程热系统水热箱蓄热器将是必要的,以保持太阳能热水工程热安装单元产生的热量,直到准备使用热量为止。热量存储与太阳能热水工程热板配合使用也特别好。在家用环境中,主要的存储选项是装有铜线圈或板式热交换器的大型绝缘圆筒。该系统还可以包括加热元件,例如浸入式加热器。蓄热单元可以利用多种不同的组合技术来产生热水和空间加热。当管理许多不同系统的输入和输出时,热能存储可以发挥最佳作用,并可以灵活地将太阳能热水工程热能系统和电流热能系统一起使用。
(责任编辑:中建太阳能)