不同安装角度下平板集热器阳台壁挂式太阳能热水系统性能分析

浅谈平板型集热器在太阳能热水系统中的应用作者：唐青来源：《现代企业文化·理论版》2010年第17期摘要:在太阳能的热利用中,关键是将太阳的辐射能转换为热能。

集热器是各种利用太阳能装置的关键部分,其性能优劣直接影响太阳热水系统的性能;同时也关系到投资者的经济利益。

文章着重谈了平板型集热器的性能及运用。

关键词:集热器;太阳能热水器;热水系统;平板型集热器目前市面上太阳能集热器的分类有多种:(1)按集热器的传热工质类型分:液体集热器、空气集热器;(2)按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分:聚光型集热器、非聚光型集热器;(3)按集热器是否跟踪太阳分为:跟踪集热器、非跟踪集热器;(4)按集热器内是否有真空空间分为:平板型集热器、真空管集热器;(5)按集热器的工作温度范围分为:低温集热器、中温集热器、高温集热器。

一、构造1.平板型太阳能集热器的性能参数。

平板型太阳能集热器主要有吸热板、透明盖板、隔热层和外壳等几部分组成。

用平板型太阳能集热器组成的热水器即平板太阳能热水器。

当平板型太阳能集热器工作时,太阳辐射穿过透明盖板后,投射在吸热板上,被吸热板吸收并转化成热能。

然后传递给吸热板内的传热工质,使传热工质的温度升高,作为集热器的有用能量输出。

与此同时,温度升高后的吸热板不可避免的要通过传导、对流和辐射等方式向四周散热,成为集热器的热量损失。

各部分的材质及性能见下表:集热器板芯是平板型太阳能集热器的核心部件。

板芯为采用阳极氧化涂层,附着力强,不退色,这种选择性吸收涂层吸收率高、发射率低,集热效率高。

2.平板式集热器太阳能系统性能特点及应用。

平板型太阳集热器和其他太阳集热器相比具有几大特点:(1)平板集热器最适合用于承压系统;(2)最适合于双循环的太阳能热水器;(3)最有利于实现太阳能热水器与建筑结合;(4)系统寿命长,维护费用低;(5)大多数情况下可以提供更多的生活热水;(6)平板集热器用于太阳能采暖系统时能较方便解决非采暖季节的系统过热问题。

太阳能热水系统的性能评价与研究在当今能源紧张和环保意识日益增强的时代，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其应用越来越受到人们的关注。

太阳能热水系统作为太阳能利用的重要领域之一，已经在家庭、商业和工业等领域得到了广泛的应用。

然而，要想充分发挥太阳能热水系统的优势，对其性能进行准确的评价和深入的研究是至关重要的。

太阳能热水系统的工作原理其实并不复杂。

它主要是通过太阳能集热器吸收太阳辐射能，将其转化为热能，然后通过传热介质将热能传递给水箱中的水，从而使水升温。

太阳能集热器通常分为平板式和真空管式两种，它们各有优缺点。

平板式集热器结构简单、成本较低，但集热效率相对较低；真空管式集热器集热效率高，但成本也相对较高。

在对太阳能热水系统的性能进行评价时，我们需要考虑多个方面的因素。

首先是集热效率，这是衡量太阳能热水系统性能的关键指标之一。

集热效率越高，意味着系统能够更有效地将太阳能转化为热能，从而提供更多的热水。

其次是热水供应的稳定性和可靠性。

一个好的太阳能热水系统应该能够在不同的天气条件下，都能稳定地提供满足用户需求的热水。

此外，系统的使用寿命、维护成本、初投资等也是需要考虑的重要因素。

为了准确评价太阳能热水系统的性能，我们需要进行一系列的测试和分析。

其中，最常见的方法是通过现场测试来获取系统的实际运行数据。

在测试过程中，我们需要测量太阳能集热器的进出口温度、流量、太阳辐射强度等参数，并根据这些数据计算出系统的集热效率、热损失等性能指标。

此外，还可以通过模拟软件对太阳能热水系统进行建模和仿真分析，预测系统在不同条件下的性能表现，为系统的优化设计提供依据。

在实际应用中，太阳能热水系统的性能往往会受到多种因素的影响。

例如，天气条件是一个重要的因素。

在阳光充足的晴天，系统的集热效率通常较高，能够提供大量的热水；而在阴天或雨天，太阳辐射强度较弱，系统的集热效率会明显降低，热水供应可能会受到影响。

此外，系统的安装角度、朝向、周围环境等也会对性能产生影响。

不同太阳能集热产品热水系统得热量对比测试及分析近年来，随着太阳能产业的飞速发展和太阳能供热工程的广泛应用，平板集热器和真空管集热器在外观、质量和性能方面都有了长足的发展，太阳能企业遍布全国各地。

在这种情况下，对于不同太阳能集热产品热水工程的系统得热量即系统热效率的高低也就成为各企业宣传的主要内容，有些企业认为平板集热系统得热量高，有些企业认为真空管集热系统得热量高，甚至有些企业和个人还提出平板集热器属于淘汰产品，真空管集热器是平板集热器的替代产品等观点。

为了验证这些观点正确与否，并得出实际可信的结论，我公司在2005年10月份投资数十万元建成了怀柔“多种太阳能集热系统热性能对比测试”试验基地，其主要目的是为了测试目前市场上主流太阳能光热产品的系统工程得热量的高低。

现将我公司此次测试的全部过程和部分测试记录及结果等信息公布并与大家共享：一、测试方案：1、测试设备：（1）五种四平米集热器：普通镀黑铬涂层平板集热器、普通TXT涂层平板集热器、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、真空管集热器（2）五台UPS15-90格兰富循环水泵（3）五台温差循环控制器（4）五个200升太阳能保温储水箱其中，普通镀黑铬平板集热器采用国内最先进的镀黑铬选择性涂层，其太阳光的吸收率为93%-95%，发射率为9－10%；普通TXT平板集热器采用TXT选择性涂层，该涂层太阳光的吸收率为90%，发射率为40%-50%；真空管集热器采用国内知名品牌真空管，质量可靠，其选择性涂层的吸收率大于90%，发射率不大于6%。

2、测试系统原理图（各系统均采用温差循环系统）：3、测试目的：在同等环境及同样温差循环系统条件下，各种太阳能集热系统产水温度对比，为新型集热器及太阳能采暖系统的开发提供基本数据参考，并把测试结果与以往测试结果对比，最终得出各种集热器年月平均产水量曲线图。

4、测试时间：2005年11月至2006年3月5、测试现场：五套温差循环系统集热器照片（从左向右依次为：普通镀黑铬涂层平板集热器、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、真空管集热器、普通TXT涂层平板集热器，每套系统均为四平米集热器）五套温差循环系统水箱照片（从左向右依次为：普通镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、真空管集热系统储水箱、普通TXT涂层平板集热系统储水箱）二、 测试记录：因此次测试数据较多，下面我们选择了比较典型的几天测试记录作为参考：多种太阳能集热系统热性能对比测试数据统计表（表一）多种太阳能集热系统温升曲线图（以12月14日为例）温度℃1h 2h 3h 4h 5h 6h普通平板双层玻璃保温单层玻璃保温真空管TXT平板多种太阳能集热系统得热量对比统计表（表二）***注：此对比表以普通镀黑铬平板集热器作为基数对比得出以上数据。

阳台壁挂太阳能阳台壁挂太阳能热水器优缺点分析说起热水器，我们首先都会想到太阳能热水器。

随着环境污染的加剧和资源能源的稀缺，太阳能产品逐步显现出它的强大实力，并逐步走进我们每个人的生活。

阳台壁挂太阳能热水器作为太阳能热水器的典型代表，不仅具有其他热水器的功能效果，更重要的是它节能环保、舒适便利、美观大方。

下面我就为您介绍一下阳台壁挂太阳能热水器的优缺点状况。

阳台壁挂式太阳能热水器是特地为高层、小高层住宅配套设计开发，弥补了传统的太阳能热水器由于先天不足无法实现与建筑及环境完善结合的圆满，这一开发真正体现了太阳能与建筑及环境一体化的完善结合。

阳台壁挂式太阳能主要由集热器、水箱（水箱自带掌握系统）、连接管道附件、集热器支架、防冻液、掌握器等构成。

阳台壁挂太阳能热水器的优点1、水压有保障。

阳台壁挂太阳能配备了承压水箱，这种水箱可以和自来水联通，不会存在传统太阳能上水等问题而且水压力还得到了保障。

2、受环境影响小。

阳台壁挂太阳能采纳热循环方式，所以就算是冬每天气冷到零下30也不会消失结冰的现象，而且系统平安性能比较的高。

同时可以光电齐用，假如没有太阳，也可以用电能加热，让没有太阳的冬天也能享受热水。

3、安装便利、敏捷。

安装位置便利，就算安装在一层或者地面也能向高层供水，无需任何外加动力装置，而且便于拆卸、修理。

阳台壁挂太阳能热水器的缺点1、价格高，安装成本高。

目前一般100升左右的价格在4千5千元左右不等。

比较的小，假如是一个人用可以用太阳能的热水，假如一家人的话那么只能用电加热了，水箱都在120升以下。

2、地区限制比较的强。

一般在南方还比较的有用而在北方的话基本上是如同鸡肋。

假如天气太冷要定期补充或者更换防冻液，增加了售后成本。

安装简单，不过这个一般都是工人在安装。

太阳能热水的功能有用效率不是很高。

阳台壁挂太阳能阳台壁挂式太阳能热水器是专门为高层、小高层住宅配套设计开发，弥补了传统的太阳能热水器由于先天不足无法实现与建筑及环境完美结合的遗憾，这一开发真正体现了太阳能与建筑及环境一体化的完美结合。

阳台壁挂式太阳能主要由集热器、水箱（水箱自带控制系统）、连接管道附件、集热器支架、防冻液、控制器等构成。

1集热器：材料：超白低铁钢化玻璃，磁控溅射涂层吸热板心、激光整板焊接、玻璃纤维保温，防锈铝板背板。

2水箱：承压水箱一方面解决了上水问题(顶水出水)，同时也解决了出水压力问题，保温水箱许多是“专利保护”带换热器的专用水箱。

非承压水箱结构简单、性能可靠、价格低廉，更易与建筑结合，但其却面临两个问题：一是上水问题；二是出水压力问题。

这两个问题制约了非承压水箱在阳台壁挂太阳能上的使用。

4系统循环方式壁挂太阳能热水系统多采用间接双循环、自然循环方式，用防冻液作为换热介质能够起到防冻、防结垢的目的。

5、平板阳台壁挂太阳能相对与真空管太阳能的优点：阳台壁挂太阳能集热器是最适用于承压系统和二次循环系统的太阳能集热器，同时在与建筑结合方面，具有易与建筑立面结合、便于安装运行和维护、寿命长，满足建筑安全、可靠、美观新要求等优势。

1、新型高效平板集热（器）系统优势显著——20项优势优点1---- 承压运行：高效平板式集热器及系统的工质在金属流道（铜管）内流动，从而可以承压运行，耐腐蚀，不泄漏。

优点2----实现分体式安装：高效平板式集热器可以与储热水箱分离，从结构上满足了太阳能与建筑一体化的要求。

优点3----与建筑一体化：高效平板型太阳能集热器可以作成建筑构件，实现太阳能与建筑有机结合，可以彻底解决太阳能安装的美观问题。

优点4----安装灵活方便：由于采用分体系统，各部件能够独立安装，施工时可以预留或预埋；太阳能热水系统的安装与建筑同步进行，屋面防水和保温问题容易妥善解决；储热水箱隐蔽在地下室、阁楼或楼梯间，不占室内空间，避免屋顶承重，对建筑没有伤害，系统各部件的安全性、可靠性符合建筑的相关要求。

平板式阳台壁挂太阳能应用浅析摘要：随着世界范围内的能源短缺和人们环保意识的增强，新能源和可再生能源技术将是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的技术领域之一，而太阳能作为取之不尽、生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源，有着能源总量大，又容易实现小型化的优点，被认为是21世纪最重要的新能源。

太阳能热水器将会成为改变人们生活的一大重要产品。

平板式阳台壁挂太阳能成功解决了传统太阳能热水器安装中存在的瓶颈问题，成功实现了建筑一体化。

本文就平板式阳台壁挂太阳能的应用方面做了一些探索研究。

关键词：可再生能源太阳能热水器平板太阳能平板阳台壁挂太阳能Abstract：Along with the shortage of energy and enhance of environment protection，renewable energy industry has become one of the most effective ones in the new century which can greatly affect people’s life. As a clean and renew able energy，solar energy has been considered as the most important new energy with the characteristics of renewable，endless and easy to reach. Flat panel solar heater greatly improved the traditional solar heaters shortcomings and realized the perfect combination with tall buildings. In this text，we have some study of the usage of flat panel solar heaters.Key words：renewable energy solar heater flat panel solar heater flat panel solar heater balcony style随着世界范围内的能源短缺和人们环保意识的增强，新能源和可再生能源技术将是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的技术领域之一，而太阳能作为取之不尽同时又是生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源，有着能源总量大，又容易实现小型化的优点，被认为是21世纪最重要的新能源。

平板太阳能热水器的热性能实验研究平板太阳能热水器已经被广泛应用于家庭热水供应系统中。

平板太阳能热水器利用太阳辐射能源向水进行加热，从而替代传统的电加热、燃气加热等方式，这样的绿色环保方式也符合当下社会的发展趋势。

然而，平板太阳能热水器的热性能问题一直是人们关注的重点之一。

本文旨在通过实验研究探究平板太阳能热水器的热性能，并探讨其如何更加合理高效地利用太阳能。

1. 实验设计为了研究平板太阳能热水器的热性能，我们设计了一个实验方案以收集相关数据。

实验器材包括热水器、温度计、液压仪器、电表等，实验过程包括两个阶段，一个是空晒阶段，即在没有水流经热水器的情况下，观察热水器在阳光下的温度变化；另一个是水流阶段，即将温度水通过热水器，再测量温度数据。

在实验中，太阳辐射的强度、时间和热水器与地球的距离等因素均会影响热水器的热性能，因此我们需要进行细致严谨的操作，确保数据的准确性。

2. 实验结果与分析在实验过程中，我们采集了热水器的温度数据，通过分析数据，我们得出了一系列结论。

首先，热水器的温度随太阳辐射的强度而变化。

在实验中，当太阳辐射较强时，热水器内部温度快速上升，而在太阳辐射弱的时候，热水器内部温度较为缓慢。

其次，我们发现热水器的温度随时间的增加而不断上升。

由于太阳辐射的特性，热水器的温度会在上午和下午高峰期不断上升，而在中午谷值期会有小幅下降。

在我们的多组实验数据中，热水器的温度达到了60℃左右。

这说明目前平板太阳能热水器在温度方面已经能够达到人们的需求，能够更好地满足家庭的用水需求。

最后，我们发现热水器在空晒阶段会有轻微的热损失，而当冷水流经热水器时，热水器的效率会有所下降。

该问题的原因是热水器在接受太阳能辐射的同时也会散失热源，有一定程度的热损失。

同时，在水流过程中，也会带走一部分热量，导致热水器的效率下降。

3. 总结通过实验研究，我们可以看到平板太阳能热水器具有很好的热性能，能够满足家庭用水需求。