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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 3 T) [7 \" ]) l) o* e) Z3 ]
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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: ^* I" ^$ t) f6 t: w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。 ' d: f# J6 I& L9 @( [* N/ D9 W: \
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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。 3 B, X, @3 r: R9 V

3 x+ a2 M; B1 h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。 $ T& l% K9 k+ i4 H* l2 m/ n
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三、集热器种类(Types of Collectors) . q/ h. A& ^, S3 l" k; I
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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。 6 ?8 c$ y, d; L4 k, |
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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。 # S4 y, f/ N# @  b+ o+ ~
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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。 ) i( t2 z* D! L) d" [2 ?
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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。
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4. 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。
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# |5 K& |4 Z# g$ u; C5 M四、系统种类pes of Systems) 5 ]% ]& @; J. U- P2 x1 R
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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。
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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。
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* k7 Y5 x; y/ ]; B  R1 W! _$ I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。
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0 M9 l9 O5 \& y3 `% A8 ?- h五、应用种类(Types of Applications)
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1 P3 Q  u* G. _7 z太阳能热水器系统:
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# f7 U. J1 U% j3 d1 `*鱼类养殖业(25~28oC)
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*暖房(25~28oC)
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*温水游泳池(28~30oC) ; U$ P& |$ i9 {: @9 d0 w, L; A
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*家用、宿舍、旅等盥浴(55~60oC) 3 o* z3 `0 j$ \( a& }) {$ I$ Q. ~
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*工业过程预热(80oC 以上)
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2 z5 \: T8 W2 w* ~" |; k% G) z6 U* 除湿(80oC 以上) + q$ m% w2 j: E3 F* f  E
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太阳能空气加热器系统:
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3 ~, j% s  h' x*暖房(25~28oC) 1 Z) b+ o2 T! R7 M$ e2 W

: x% @* c1 y8 w* R*温室栽培(25~28oC) & a# ?# f4 i$ u  O

2 y8 [: O9 q$ [7 E*农业、木材乾燥(80oC 以上)
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