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[太阳能] 太阳能热水系统介绍

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发表于 2007-8-22 19:41:54 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏常州

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一、集热器(collector)基本组成 5 {& S% ^9 g5 N4 P' e. g
吸热板(absorber)表面涂上选择性吸收膜,吸收太阳辐射能量。其上有管路导引工作流体(一般常用水作为工作流体),将吸热板上所吸收之太阳热能传输至使用端利用。
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选择性吸收膜(Selective Surface Coating)具有高吸收率、低放射率之光学特性,主要将太阳辐射能大量吸收,并降低辐射损失。 . d5 L3 U( L# V; X* d' C

* X2 E# u; f, ~2 M7 f1 B( z1 E由於吸热板吸收太阳辐射能量,集热板表面温度提高,为降低与表面空气之对流损失(或受风影响)及热传导损失,因此,吸热板上方以透明面盖大气隔离;集热器周围及底部因太阳光并直接非照射,所获能量有限,故以保温材料包覆,以降低热损失。
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二、储热桶(Storage Tank)
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由於太阳能并非稳定供应,为供应阴雨天、夜间时之负载需求,需藉由储热桶储存热能,稳定供应负载热能。储热桶一般依外型长宽比分为卧式与立式两种。
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- T: W/ W: J4 ~& d  o" _$ z三、集热器种类(Types of Collectors)
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$ |- e. n. N$ o6 r# J9 U- j商用集热器可分为平板式集热器、真空管式集热器、热管式集热器、储置式热水器。
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1. 商用平板式集热器之集热板形式一般为铜板铜管、铜鳍片铜管、不锈钢板管、非金属板管(高分子化合物)等。依用途、操作温度及设置成本之考量,透明面盖成为非必要元件,因此,又分为有面盖式集热器及无面盖式集热器。一般非金属平板集热器主要由EPDM 或Copolymer 等制成,用於温水游泳池。 * ]$ `+ n  d7 Q3 H( R. w+ V9 w
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2. 商用真空管集热器之集热板形式有玻璃管、铜鳍片铜管、铜管等。集热板周围以透明材(玻璃管)包覆,内部抽制成真空状态,以降低内部空气造成之传导热损。由於真空管式集热器之上下四周均为透明材,因此,有些产品配合聚光用反射板,将太阳光有效集中在集热板上,提高收集能力。
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3. 热管式集热器是将集热板之导管做成热管形式,以提升集热板在寒地、高山、防结垢应用方面之适用能力。因此在集热器外型结构上有平板式热管集热器及真空热管式集热器。 3 P. ^$ T! Y: Q; ^4 {* R

6 g  Y* I* P" E- q4. 储置式集热器在结构上是将集热器与储热桶结合在一起之复合体。换句语说,储置式集热器是一种兼具集热储热功能之集热器。 & @. _; k: O, m2 n" j

" B$ u0 R5 v( P四、系统种类pes of Systems) * {+ M. Z7 r  C% h: f0 F* K

. ?+ M+ V+ z8 y) _! c1 V( p太阳能集热器之应系统主要依循环系统分类,分为自然循环式系统(passivesystem)与强制式循环系统(active system)两种,太阳能集热器系统之功能当然在于收集太阳热能、传输此一热能、及储存热能,以供应使用。而自然循环式系统之传热(循环)之动力方式系利用虹吸原理,以工作流体之密度因温度改变(受重力影响)造成之对流动力,驱动工作流体循环传输热能。强制循环式系统是利用控制器控制泵浦,以驱动工作流体循环,传输热能。因此,对于虹吸特性低之系统设计,均以强制循环式为主,其系统特性如储热桶之底部较集热器顶端低。 7 j) _$ T" |! @# ?
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太阳能集热器之应用系统依工作流体性质分类,分为太阳能空气加热器与太阳能热水器两种。太阳能空气加热器主要以空气为工作流体,在集热器中吸收太阳热能,以热空报导利用在干燥、除湿等。太阳能热水器主要以水为工作流体,在集热器中吸收太阳热能,以热水方式利用在盥洗、养殖、工业预热等。 - m0 M; A( f  W. g! a, C1 U# r
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太阳能集热之应用系统依工作流体之加热循环形式,分为直接(循环)加热式及间接(循环)加热式。由於水在90oC 以上或10oC 以下之相态变化,对系统造成复杂性,因此,往往在水中加入抗冻液、或直接使用热媒油,以降低工作流体之相态变化现象及提升操作温度范围。此类系统之工作流体若因不适合直接利用,而必须利用热交换器引进另一循环系统来使用者,称为间接循环加热系统。在另一方面来说,不需利用热交换器介入另一循环系统,以集热器内之工作流体,加热后(吸收太阳热能)直接利用者,称为直接循环加热式系统。 9 N+ D+ Q$ \/ Z# b

+ t: V! a3 \- E% O7 L6 P2 h- N; [五、应用种类(Types of Applications) ( t5 J) k3 S- l3 _& E' [2 E
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太阳能热水器系统:
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*鱼类养殖业(25~28oC) 6 o+ a, x+ \  l

$ {, C3 R4 N3 Q' J*暖房(25~28oC) * H# o, o* `8 Q% B" }9 p

3 t: u& M9 G; j$ A" K) U*温水游泳池(28~30oC) 5 ~- i+ M$ P1 M, J' ]( ?! a+ o

, z/ Y- [/ T, S*家用、宿舍、旅等盥浴(55~60oC)
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*工业过程预热(80oC 以上) & E- R  E" _4 A7 V% a* O
( f" Y. ~; g, }
* 除湿(80oC 以上) ! U+ \5 F& h% n6 P

. y) G& y; ]8 t2 l6 Y太阳能空气加热器系统:
9 w. e* j# L& o( B, D- F! \1 _; v! F
*暖房(25~28oC) ) ?. j; M" _! {+ D2 I  S( R0 r* N
# ?& j4 j9 b  K" |/ [: C- O, S  C( U
*温室栽培(25~28oC) . k4 |# ?' w, T. x* q: N  l

' l+ C( ]5 h$ M% b( V*农业、木材乾燥(80oC 以上)
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