第3讲 太阳能热利用-集热器

集热器原理
集热器是一种利用太阳能进行能量转换的设备，它可以将太阳光能转化为热能，用于供暖、热水等方面。

集热器的原理主要包括太阳能的吸收、传导、储存和利用，下面将逐一介绍。

首先，集热器利用的是太阳能的吸收原理。

太阳能通过集热器上的吸收器表面
被吸收，吸收器通常采用黑色或涂有吸收涂层的材料，这样可以更好地吸收太阳光能。

吸收器的材料应具有良好的热传导性能，以便将吸收的热能快速传导出来。

其次，集热器利用的是热能的传导原理。

吸收的太阳能被传导至集热器内部的
传热介质，一般为液体或气体。

传热介质在集热器内部流动，通过与吸收器接触，将吸收的热能传导至集热器的热交换器。

接着，集热器利用的是热能的储存原理。

热交换器将传热介质中的热能传递给
工作介质，如水或空气。

在集热器系统中，通常会配置一个储热罐，用于储存热能。

这样可以在太阳能不足或夜间等无法直接获得太阳能的情况下，继续供应热能。

最后，集热器利用的是热能的利用原理。

经过集热器系统的热交换和储存后，
热能可以被用于供暖、热水等方面。

例如，在太阳能集热器用于热水器时，热能可以直接加热水箱中的水，供应热水。

总的来说，集热器的原理是通过吸收太阳能、传导热能、储存热能和利用热能，将太阳能转化为可供人们使用的热能。

这种利用太阳能的方式不仅环保，而且可以节约能源成本，因此在现代社会得到了广泛的应用。

随着技术的不断进步，集热器的效率和稳定性也在不断提高，相信在未来会有更多的创新和发展。

太阳能热利用简介太阳能光热是指太阳光辐射能，太阳能是重要的可再生清洁能源，太阳能热利用除了发电，还有直接对热能的利用，可以广泛的应用在太阳能建筑（太阳能热水器、太阳房等）、太阳能工业加热（化工、纺织、食品、烟草等）、太阳能生态种植养殖业等领域，尤其是在太阳能资源丰富的地区开发利用太阳能光热对于节能减排，减少化石能源使用具有重要意义。

太阳能集热器是实现太阳能光热利用的关键，太阳能集热器主要有平板式集热器和管式集热器。

平板集热器的工作原理是阳光透过明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上，其中大部分太阳辐射能被吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质，这样，从集热器底部入口的冷工质，在流体通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从集热器的上段出口输入贮水箱中的换热胆中，与水箱内的水换热。

其实物图如下所示：图1—平板集热器管式集热器又包括U型管式、全玻璃真空管式和全玻璃真空热管式，其中热管式的集热效率最高，真空管热管的工作原理是太阳光透过玻璃管照射在吸热板上，高吸收率的太阳选择性吸收膜将太阳辐射能转化为热能，吸热板吸收的热量迅速将热管内少量工质汽化，被汽化的工质上升到热管冷凝端向被加热的工质（水或空气）放出汽化潜热后冷凝成液体在重力作用下流回热管蒸发端，利用热管内少量工质的汽—液相变循环过程，连续地将吸收的太阳辐射能传递到冷凝端加热工质。

图2—双真空热管热管式集热器工作原理是加热系统与循环系统独立分离，整个系统全部为金属连接，每支热管真空管的冷凝端通过导热块的导热将热量传递给集管，被加热的工质（水或空气）经过集管时将热量带走。

图3热管式集热器太阳能在建筑、工业加热、种养殖业等领域的应用示意图如下图所示：图4—建筑用太阳能图5—工业用太阳能示意图太阳能集热器集热器将水加热达到工业用水温度，减少其他能源的应用。

太阳能集热器将水加热通过控制箱控制将热水送到各户，各户用水即开即热，舒适方便。

理科复习资料太阳能利用与太阳能热水器太阳能利用与太阳能热水器太阳能作为一种绿色、可再生的能源，已经成为当今社会可持续发展的重要组成部分。

在理科复习中，太阳能的利用以及太阳能热水器成为一个重要的知识点。

本文将介绍太阳能的利用方式，并详细介绍太阳能热水器的工作原理和应用。

1. 太阳能的利用方式太阳能的利用方式多种多样，包括太阳能发电、太阳能热利用等。

其中，太阳能热利用是指利用太阳的热量进行能源转换的过程，主要包括太阳能热水器、太阳能灶等。

太阳能热水器是太阳能利用最为广泛的一种方式，其工作原理和应用将在下一部分详细介绍。

2. 太阳能热水器的工作原理太阳能热水器是通过将太阳能的热量转换为热水的设备。

它主要由太阳能集热器、储热水箱和水循环系统组成。

太阳能集热器是太阳能热水器的核心部分，通常由太阳能吸收器、传热介质、隔热层和保护层构成。

太阳能吸收器是用来吸收太阳辐射能并将其转化为热量的部件，通常由黑色吸热板构成。

传热介质一般为水，通过循环泵将冷水送入太阳能吸热器的管道中，经过吸热板的热量转换后，变为热水，然后通过自然对流或者泵送至储热水箱中。

储热水箱用于储存热水，以供使用者随时使用。

水循环系统通过循环泵将热水从太阳能集热器输送至储热水箱，并保持循环，以保证热水可以随时供应。

3. 太阳能热水器的应用太阳能热水器广泛应用于家庭和商业领域，其优点主要有以下几个方面：首先，太阳能热水器是一种绿色、环保的能源利用方式。

太阳能是非常丰富的可再生能源，使用太阳能热水器可以减少对传统能源的依赖，减少温室气体的排放。

其次，太阳能热水器的使用成本相对较低。

太阳能是免费的能源，只需一次性投资购买太阳能热水器设备，以后的使用过程中，几乎不需要任何能源消耗。

再次，太阳能热水器的可靠性较高。

太阳能是稳定的能源，虽然受到天气因素的影响，但在大部分时间内可以正常工作，有效提供热水。

最后，太阳能热水器的使用寿命较长。

太阳能热水器一般采用优质的材料制造，其使用寿命可达到20年以上，相对于传统的燃气热水器等设备来说，更加耐用。

太阳能热利用集热器1.引言1.1 概述太阳能热利用集热器是一种利用太阳能将其转化为热能的装置。

随着全球能源需求的不断增长以及对可再生能源的日益重视，太阳能热利用集热器作为一种环保、高效的能源利用方式受到了广泛关注。

太阳是地球上最主要的能源来源之一，而太阳能热利用集热器则是将太阳辐射能转化为热能的装置。

这种装置通过吸收太阳辐射能，将其转化为热能，然后利用该热能进行供暖、供热水、加热或其他热能利用方面的需求。

与传统的能源利用方式相比，太阳能热利用集热器具有环保、节约能源、可再生等优点。

太阳能热利用集热器的工作原理主要是通过吸收太阳辐射能的光热转换体而实现的。

这些光热转换体多为具有较高吸收率和较低反射率的材料，如黑色金属板或涂层材料。

当太阳辐射照射到集热器上时，光热转换体会吸收太阳能并将其转化为热能。

热能然后通过导热介质进行传输和储存，最终用于满足人们的热能需求。

太阳能热利用集热器的应用前景广阔。

它可以广泛应用于家庭供暖、游泳池加热、供热水等领域。

尤其在一些无法接入传统能源的地区或建筑物，太阳能热利用集热器能够提供可靠的热能供应，满足人们的生活和工作需求。

此外，随着技术的不断进步和应用范围的扩大，太阳能热利用集热器在工业生产过程中的应用也将变得越来越广泛。

太阳能热利用集热器的发展趋势值得关注。

随着科技的不断革新和能源需求的增长，人们对太阳能热利用集热器的研发和应用投入也在逐渐增加。

未来，太阳能热利用集热器有望进一步提高其热能转换效率、降低成本；同时，通过与其他技术的结合，如储能技术和智能控制技术的应用，太阳能热利用集热器的性能和灵活性也将得到进一步提升。

总之，太阳能热利用集热器作为一种环保、高效的能源利用方式，具有广阔的应用前景和良好的发展趋势。

它不仅能够满足人们的热能需求，还能为可持续发展和能源转型做出重要贡献。

因此，加大对太阳能热利用技术的研发和推广，促进其应用和发展具有重要意义。

1.2文章结构文章结构文章的结构是指文章整体的布局和组织方式。

太阳能集热器系统的研究与应用全球气候变化日趋明显，环保节能正逐渐成为一种生活方式。

以可再生能源为代表的新兴能源目前受到越来越多的关注。

太阳能作为最为广泛使用的可再生能源，其应用范围在不断扩大。

太阳能光伏发电、太阳能热利用、太阳能光热用途等领域都有着广泛的应用。

而本文将聚焦于太阳能集热器系统的研究与应用。

一、太阳能集热器系统的基本构成太阳能集热器系统主要由集热器、传热器、热储罐、控制系统和循环水系统五个部分组成。

太阳能集热器是核心部分，直接接收太阳光线并将其转化为热量。

传热器通过导热介质将集热器中的热能传输至热储罐，热储罐则用于储存热能。

可通过循环水系统将热能输送至实际应用中的设备。

二、太阳能集热器系统的分类太阳能集热器系统根据其集热方式的不同分为平板式太阳能集热器和真空管太阳能集热器。

平板式太阳能集热器具有结构简单、稳定性好等优点，适用于常规的热水、采暖等应用；而真空管太阳能集热器则在集热效率和采暖负荷方面都具有更优异表现，适用于高端智能化的供热设备。

三、太阳能集热器系统的应用太阳能集热器系统已经广泛应用于热水、采暖、工业生产等领域。

其中，热水和采暖是太阳能集热器系统最常见的应用场景。

在充分利用太阳能资源的同时，节约了燃气等传统能源的使用。

而通过在工业生产中，利用太阳能进行水加热、空气加热等环节，也可实现工业生产的节能和环保目标。

四、太阳能集热器系统的发展趋势随着太阳能技术的不断发展，太阳能集热器系统在结构、材料等方面都得到了不断优化，使得系统的集热效率得到了大幅提升。

同时，智能化、定制化也成为太阳能集热器系统的发展趋势。

可通过智能控制系统，自动调节发电量、储热量等参数，从而实现更为精确的应用。

在定制化方面，太阳能集热器系统将更加符合不同使用场景的需求，对于行业的推广应用也尤为重要。

通过以上分析，不难看出太阳能集热器系统在未来的应用前景正逐步拓宽，而太阳能作为一种环保节能的可再生能源，也将担当越来越重要的角色。

太阳能热利用原理与技术太阳能热利用的原理是基于太阳辐射的能量转化。

太阳辐射主要包括短波辐射和长波辐射，其中短波辐射主要是太阳的光能，而长波辐射是地球表面通过向大气层辐射出去的热能。

太阳能集热器通过吸收和转换太阳辐射能，将其转化为高温热能。

太阳能集热器是太阳能热利用的核心设备。

一般来说，太阳能集热器包括吸收器、热介质管路和传热器。

吸收器是太阳辐射能的接收和转换部分，一般采用黑色吸热材料，如铜板、铝板等，以便于吸收和吸热。

热介质管路将吸收到的热能传输到传热器，通常使用金属管或聚合物管作为热能传输介质。

传热器将热介质中的热能传递给需要利用的对象，如热水、室内供暖等。

太阳能热水器是目前应用最广泛的太阳能热利用技术。

太阳能热水器以吸热板为主要组件，将太阳能辐射能转换为热能，加热水贮存器中的水。

太阳能热水器分为平板集热器和真空管集热器两种类型，平板集热器通过铜管将热能传递给水，真空管集热器通过内外管道将热能传递给水。

太阳能集中供热系统是利用太阳能对热能进行集中收集和储存，以供给工业或集体供热。

太阳能集中供热系统一般由太阳能集热器、储热设备和传热管道组成。

太阳能集中供热系统通过集中收集太阳能热能，储存并传输至需要供热的场所，实现供热的功能。

太阳能空调系统是利用太阳能热能提供制冷和供暖的系统。

太阳能空调系统一般由太阳能集热器、吸热剂、蒸发器、压缩机和冷凝器等组成。

太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能，供给吸热剂蒸发，蒸发后气态吸热剂通过压缩机压缩成高温高压气体，然后通过冷凝器冷凝成液态吸热剂，释放出热能，实现供暖的功能。

总之，太阳能热利用是一种可再生、环保的能源利用方式，通过太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能，实现热水、供热等需求。

太阳能热利用技术的应用可以降低能源消耗和环境污染，具有广阔的应用前景。

太阳能集热器的研究与应用第一章：引言太阳能作为一种可再生能源，具有无限的发展潜力。

目前，太阳能集热器作为太阳能利用的一个重要环节，已经得到了广泛的应用。

随着技术的不断发展，太阳能集热器也在不断地向更高效率、更稳定的方向发展。

本文将围绕太阳能集热器的研究和应用，从构成和工作原理、种类及其优缺点等方面进行阐述。

第二章：太阳能集热器的构成与工作原理太阳能集热器主要由集热器、传热管和换热器等组成。

集热器是太阳能集热器的核心部件，其作用是在太阳光照射下将太阳能转化为热能。

传热管的主要功能是将集热器中的热能传递到换热器中，以供热水或发电。

换热器是将集热器中的热能传递到热水或蒸汽等介质中，以供热水或发电。

太阳能集热器的工作原理是利用太阳能将集热器中的介质加热到一定的温度，然后将其传递到换热器中。

在集热器中，太阳能转化为热能的过程主要是通过吸收太阳辐射能来实现的。

随着温度的升高，集热器中的介质会向传热管中流动，然后传递到换热器中。

在换热器中，热能被传递到热水或蒸汽中，以供热水或发电。

第三章：太阳能集热器的种类及其优缺点太阳能集热器可以分为浅层集热器和深层集热器两类。

浅层集热器主要是指平板集热器和真空管集热器。

平板集热器是太阳能集热器中应用最为广泛的一种，具有造型简单、制造成本低、可靠性高等优点。

真空管集热器相对于平板集热器而言，其效率更高、稳定性更好。

但是，真空管集热器相对于平板集热器而言，其造价更高、安装较为复杂。

深层集热器主要是指半导体窗口集热器、中空球集热器和塔式集热器。

半导体窗口集热器是将太阳能转化为热能的一种新型技术，其具有高效能、节能环保等优点。

中空球集热器的优点在于不受风速、太阳高度角等因素的影响，具有很高的集热效率。

塔式集热器从理论上来说，可以将太阳能的转换效率提高到极致。

但是，塔式集热器的制造和安装成本非常高，且其维护和运行也较为困难。

第四章：太阳能集热器的应用太阳能集热器的应用范围非常广，主要包括以下几个方面：1. 太阳能热水器：太阳能热水器是太阳能集热器的一种应用，主要用于生活用水的加热和供暖。