换热水箱、平板集热器技术优势

真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点------（摘自2009年4月22日中国国际太阳能热利用大会专家报告）一．平板太阳能的几种板材集热器：铜铝复合阳极化板芯集热器；全紫铜选择性涂层板芯集热器；全紫铜氮氧化钛涂层板芯集热器共三种。

二．平板太阳能集热器的制作方法：平板型太阳能集热器板芯及其制造方法，板芯由两块金属薄板叠在一起，四周采用咬缝工艺连接在一起，制成平板型金属吸热体，底部用镀锌板和保温棉垫底，上部用玻璃板盖住，四周用橡胶条密封。

受光面板上沟槽的槽底与背板冲压连接在一起，形成横向和纵向互相连通的工质流道。

三．平板太阳能的特点：1.平板式太阳能在70年代就已经发明和应用，自从80年代发明真空管太阳能后，在整个业界平板式太阳能就慢慢退出市场（在广东，云南，海南等省至今还有在推广和使用），太阳能热水器也经历了焖晒式太阳能，平板式太阳能，真空管式太阳能，真空热管式太阳能的发展历程。

2.平板式太阳能工作原理是采用玻璃温室效应的原理实现对热水的加热。

从它的制作方式就可知道平板式太阳能的低效率，有的太阳能企业在说明它的高热效率如：高吸收率：αs≥92％，低发射率：εh≤10％，日平均热效率ηd≥55％。

是一种不负责任的表现。

作为一种集热板它在吸热的同时也会进行散热，而热量的传递只有三种方式：辐射，传导，对流。

平板式太阳能的三种散热传热方式均很明显，发射率随集热器内的水温升高而增大。

实际上平板式太阳能集热器的热效率不足54%。

3.平板太阳能的使用寿命：采用铜铝复合工艺，经轧制后形成铜质流道和铝质吸热翅片，板芯表面经阳极化处理形成选择性吸热涂层，或采用优质选择性涂层或电镀黑铬涂层。

A.由于涂层材料在阳光的照射和空气的氧气的氧化下，在三至五年就开始老化，变成浅白色，从所安装的平板太阳能工程实例就可见一斑。

B.集热器的铜管容易在水的作用下，产生铜绿，在水的冲刷下变薄，特别是焊接口，在几年后就容易穿孔，这也是不争的事实，使用铜管的平板式太阳能和热泵换热器均如此。

板式换热器分类汇总
一、按板式换热器分类
1)板翅式换热器
由封闭在带有冷、热流体进出口的集流箱中的换热板束构成。

板束由平板和波纹翅片交互叠合，钎焊固定而成。

冷、热流体流经平板两侧换热，翅片增加了传热面积，又促进了流体的湍动，并对设备有增强作用。

2)螺旋板换热器
由两张保持一定间距的平行金属板卷制而成，冷、热流体分别在金属板两侧的螺旋形通道内流动。

这种换热器的传热系数高(约比管壳式换热器高1～4倍)，平均温度差大(因冷、热流体可作完全的逆流流动)，流动阻力小，不易结垢;但维修困难。

使用压力不超过2MPa。

3)平板式换热器
由一定形状的波纹薄板和密封垫片交互叠合，并用框架夹紧组装而成。

冷、热流体分别在波纹板两侧的流道中流过，经板片进行换热。

波纹板通常由厚度为0.5～3mm的不锈钢、铝、钛、钼等薄板冲制而成。

平板式换热器的优点是传热系数高(约比管壳式换热器高2～4倍)，容易拆洗，并可增减板片数以调整传热面积。

操作压力通常不超过2MPa，操作温度不超过250℃。

二、按焊接形式分类
1)板壳式换热器、
2)半焊接板式换热器、
3)钎焊板式换热器。

4)全焊接板式换热器、
三、按根据结构来区分
1)螺旋板式换热器
2)可拆卸板式换热器(又叫带密封垫片的板式换热器)
3)板卷式换热器(又叫蜂窝式换热器)
4)焊接板式换热器。

平板型太阳能集热器技术参数1. 引言太阳能是一种清洁、可再生的能源，被广泛应用于热水供应、采暖和发电等领域。

平板型太阳能集热器作为太阳能利用的主要设备之一，具有简单、可靠、经济的特点。

本文将介绍平板型太阳能集热器的技术参数，包括外形尺寸、工作温度、热效率等方面。

2. 外形尺寸平板型太阳能集热器通常由一个或多个平板组成，每个平板的外形尺寸决定了集热器的总体尺寸。

一般来说，平板的尺寸越大，集热面积越大，吸收太阳能的能力也越强。

常见的平板型太阳能集热器尺寸为2米×1米，也有一些更大的尺寸可达到4米×2米。

此外，集热器的厚度一般在5毫米至10毫米之间。

3. 工作温度平板型太阳能集热器的工作温度取决于太阳能的辐射强度和集热器的热损失。

一般来说，集热器的工作温度范围在50摄氏度至80摄氏度之间。

在较低的温度下，集热器的热效率较高，但较高的温度有助于提高热水供应和采暖的效果。

4. 热效率热效率是衡量平板型太阳能集热器性能的重要指标之一。

它表示集热器从太阳能辐射中吸收到的热量与太阳能辐射总量之间的比例。

一般来说，平板型太阳能集热器的热效率在60%至80%之间。

热效率受到多种因素的影响，包括太阳能辐射强度、集热器的材料和结构、工作温度等。

5. 光热转换效率光热转换效率是指平板型太阳能集热器将太阳能辐射转化为热能的效率。

它表示集热器从太阳能辐射中吸收到的能量与太阳能辐射总能量之间的比例。

一般来说，平板型太阳能集热器的光热转换效率在50%至70%之间。

光热转换效率受到集热器的材料、光学特性和表面处理等因素的影响。

6. 热损失热损失是指平板型太阳能集热器在工作过程中由于传导、对流和辐射等途径损失的热量。

热损失会降低集热器的热效率，影响其性能。

为了减少热损失，平板型太阳能集热器通常采用具有较好绝热性能的材料，如玻璃纤维增强塑料。

此外，集热器的表面通常采用具有较低辐射率的材料，如黑色涂层，以减少辐射热损失。

1.平板型系统与真空管型系统太阳能热水器是我国利用太阳能最成功的项目，随着节能减排的趋势加强，太阳能热水器将会得到进一步推广。

在我国的太阳能热水器市场，我们不得不提到平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器，这两种太阳能热水器代表着现在和未来太阳能热水器的发展趋势。

太阳能热水器分类和市场占有率常见太的阳能热水器有三大类：平板热水器、真空管太阳能热水器、其它类型（包括热管真空管热水器、闷晒太阳能热水器、真空管闷晒热水器等）太阳热水器。

国内市场三种产品平板、真空管和其它产品分别约占20%、65%、15%；而国际市场现状是：平板、真空管和其它产品市场份额分别约占85%、8%、7%。

真空管太阳能热水器主要优势在于造价便宜，这是太阳能热水器得以普遍推广的重要原因，特别是在广大农村地区，真空管太阳能热水器满足了用户低成本消费，所以真空管太阳能热水器占据了我国大部分市场。

而平板式太阳能热水器在技术上已经拥有绝对的优势，这种更加高效节能的太阳能热水器将逐渐取代真空管太阳能热水器，成为时代的主流。

太阳能热水器性能比较常用热水器性能比较，在低温热水（60℃）需求下，基于总面积的三种类型热水器效率差别不大，而基于吸热体面积时，平板热水器相比则有高大25%以上的优势。

作为一般的太阳能热水工程，最好的选择是使用平板式热水器（热性能报告取自瑞士SPF测试中心网站公布测试报告）。

众所周知，热水器效率方程基于不同参考面积，热水器效率方程中各参数不同，差别比较大。

作为生产商，一般需给出热水器的总面积（占地面积）、采光面积、吸热器面积三个数据，供设计选型。

基于吸热器面积，一般真空管热水器略高，但由于其结构使然，其总面积一般也大，基于总面积时，平板式热水器效果最好，瞬时效率相比高50%以上，热水器总面积决定了可安装热水器数量，所以，比较起来，为达到同样效果，需要平板热水器数量最少，投资回报最好。

平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器系统比较太阳能热水器热效率：平板较高52.5%，真空管较低47%。

平板集热器、玻璃管集热器与建筑结合的优缺点一、我国太阳能集热器技术与国外发达国家的三大区别：1.我国的真空管集热器占集热器市场的85%以上，而国外则与此相反，平板集热器占85%以上。

2.我国集热器大多数是非承压状态(常压)下工作，而发达国家绝大多数是承压状态下工作。

3.我国集热器绝大多数是一次循环(直接)，介质是水，而发达国家绝大多数是二次循环(间接)，介质是防冻介质。

三大区别的主要原因是我国属于发展中国家，产品特点以简单、实用和价廉为主。

二、玻璃管集热器承做太阳能热水工程存在的问题:目前我国太阳能集热产品中，全玻璃真空管集热器占据绝对主导地位，但它在与建筑物的结合方面却存在下面一系列问题。

1）运行安全问题——玻璃管直接与被加热流体接触，由于玻璃易碎易裂，极易造成系统瘫痪；2）密封可靠问题——玻璃管与金属容器的密封只能靠硅胶圈，其寿命及密封可靠性不能满足建筑行业需要；3）结垢清理问题——由于玻璃管是盲管形式，流体在玻璃管中的加热温度又恰恰在钙、镁离子易于氧化析出的X围，水垢沉积清理问题很难解决；4）承压运行问题——硅胶密封及玻璃的脆性都决定了系统不能承压运行，限制了承压式热水器及大型系统的应用；5）集热器寿命问题——玻璃管的绝热性能依赖真空夹层，真空度的保持年限无法达到建筑行业要求。

6）北方寒冷地区防冻问题——冬季伴热带耗电，一旦伴热带失效电磁阀失灵整个系统将被冻坏、冻裂，造成整个系统瘫痪。

以上这些问题，决定了全玻璃真空管很难建材化很难在寒冷地区承做大型热水工程。

也就是说，为了实现“太阳能与建筑一体化”，我们必须开发研制不同于玻璃流道集热器的新型太阳集热器，用来全部或部分解决上述问题，这就提出了平板太阳能金属流道集热器的思路。

三、玻璃管集热器的特点1、一根管子破裂，整个系统立刻瘫痪，大型工程太阳能中真空管的破损统计资料表明，每年真空管破损率非常高，这是玻璃真空管产品固有特性，无法避免。

对于非承压系统，一旦真空管有破损，整个水会漏到屋面上，系统失败；2、“○”型橡胶密封圈易老化，漏水，寿命不足五年。

太阳能集热器的优缺点（平板式）太阳能集热器是一种利用太阳能将光转化为热的装置，从而将太阳能转换为热能，是一种温室效应和能源危机的解决方案。

其中，平板式太阳能集热器作为一种广泛应用的太阳能集热器，其优缺点显得尤为突出。

优点1.简单方便平板式太阳能集热器的制造和使用较为简单，不需要复杂的技术和设备。

在设计和制造时，可以直接采用板材的形式进行加工，安装简单，易于维护保养。

2.成本低廉平板式太阳能集热器的生产成本相对较低，从而使得太阳能热水系统的成本相对较低，很多家庭用房屋顶安装太阳能集热器，由于太阳能的免费，并不需要购买额外的燃料，因此长期使用成本很低。

3.对环境友好太阳能发电和太阳能热水系统对于环境的污染极小，和其他发电方式相比，太阳能发电不释放任何有害的气体和化学物质，不导致空气、水质污染，没有噪音。

4.能源利用率高平板式太阳能集热器得益于其简单的设计结构和较低的制造成本，其目前市场上的光热转换率相比其他的太阳能集热器是最优化的，这也是其应用非常广泛的原因之一。

缺点1.受天气状况影响由于太阳能集热器的采集是基于太阳能源的，因此天气状况直接影响其处理能力。

在阴天和晴天光照不足的情况下，太阳能集热器的采集能力将会降低，影响使用效果。

2.空间和安装要求严格太阳能集热器需要安装在阳光充足的区域，且需要定期进行清洁和维护。

因此，如果是在一个密闭或者狭小的空间内使用，其效果会大大降低，所以其安装需要空间的支持，并且需要专业人员进行管理和维护。

3.需要长时间使用由于太阳能集热器依赖太阳光，所以其使用时间只能限于阳光充足的时间段内，如冬季阳光不足，而在夜晚也不能使用，使用时间则有所受限，需要进行更具保养和管理。

4.需要对应的热水设施如果用户需要使用太阳能集热器来加热水，但是却缺乏相应的储存设施（例如太阳能蓄热库等），则无法正常使用太阳能集热器。

总之，平板式太阳能集热器的优点是显而易见的，简单、低廉、环保，能源利用率高，但其缺点也不可忽视。

一、太阳能热水器过热、过压保护传统的分体式太阳能热水器多采用U形管集热器或热管型集热器，以上两种集热器由于采用玻璃外管（如下图），内部呈真空状态，所以极易产生过热现象。

过热造成的危害一般是两方面：一是由于新房交工、装修期间或用户不使用期间极易造成集热器空晒，致使集热器吸热翅片温度超过160℃时产生氧化，因而损坏集热器或大大缩短其使用寿命和集热效率；二是水箱温度过热易造成烫伤、过压或水箱内胆搪瓷层脱落或开裂，因为造成水箱内胆损坏。

目前，电热水器的国家标准中规定，最高温度不允许超过75℃的原因也是基于以上原因。

综合上述因素，我公司推荐本项目使用平板分体式太阳能热水器。

平板集热器是一项很成熟的技术，在国外的市场占有率高达75%以上，在国内由于其价格较高，所以占有率较低。

平板集热器的优点一是在低温热水（60℃）应用中效率最高，平均热性能高于其它类型集热器10%以上；二是不会产生高温，因平板集热器不能采用真空工艺，所以在高温状态下其热损较大，故系统不会有高温、超压现象；三是安全，相比真空管型集热器，无炸管、漏水等安全隐患。

二、市场情况目前我国太阳能集热器产品中，占绝对主导地位的全玻璃真空管集热器，其在与建筑物的结合方面却存在一系列问题：1、运行安全问题：玻璃管直接与被加热的流体接触，由于玻璃管易破碎，极易造成系统瘫痪。

2、密封可靠性问题：玻璃管与金属水箱密封只能靠硅胶圈，对硅胶耐温、耐老化的要求极高，稍有不慎会漏水；玻璃管中也易形成水垢，很难清除；室外管道在北方也存在冻裂的隐患，等等。

都影响系统的可靠性。

3、承压运行问题：由于真空管本身的耐压能力限制，以及真空管与水箱之间的软连接结构，使得系统不能承压运行，无法提供高品质的热水，限制了该类热水器的进一步推广和大面积系统的应用。

4、与建筑结合问题：现在的太阳能热水器在建筑上安装极为混乱，排列无序，给建筑景观、建筑安全性都带来了不利影响。

5、集热器寿命问题——玻璃管的绝热性能依赖真空夹层，真空度的保持年限无法达到建筑行业要求。

综述平板集热器集热效率环境1.概述太阳能集热器是吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热工质的装置。

作为太阳能热的典型利用技术，平板集热器具有可以吸收太阳辐射中的散射日射、不需要追踪太阳的装置、结构和制造工艺简单；维修简便和价格低廉等多种优点，因而在国内有着较为广泛的运用。

目前已知存在的问题如冬季室外气温过低时，可能出现集热管破裂、冻结，但随着热管技术和集热器材料的进一步改进，这些问题都能在未来的发展过程中解决。

2.平板集热器工作原理平板集热器由集热板、透明盖板、隔热层和壳体四部分组成。

（如图1所示）在一段时间内，当太阳辐射能投射到透明盖板上，一部分被盖板吸收和反射，其余到达涂有吸收涂层的吸热体表面，大部分的太阳辐射被吸热体所吸收，小部分向透明盖板反射。

被流道内流吸收的热量为有用能量收益，与此同时，吸热表面通过透明盖板和外壳向环境散失热量。

集热器吸热体管内传热介质大多为水，水流经集热器加热以后被直接使用，或者转移到蓄水箱中。

平板型太阳能集热器的效率η可定义为集热器的有效收益能量与投入集热器的太阳辐射能的比值。

即太阳能在穿过透明的盖板后投射到吸热面上并加热集热器吸热体管内传热介质的效率。

3.国内关于集热器的研究进展2005年毕文峰等[1]运用一种简明的方法对平板集热器的集热量进行计算，理论上分析集热量随日射量和室外温度的关系。

他得出的结论是对于平板集热器，若室外温度较低，集热温度不能过高，否则集热效果很差；若集热温度为10‐20℃，即使室外温度不高，平板集热器集热效率可达到50%左右，甚至更高，因此集热量也很可观。

2007年魏生贤等[2]以昆明和北京为例，对我国南北地区分别采用平板型翼式集热器和圆柱吸热体真空集热器进行模拟计算，得出屋顶方位角和倾角是影响集热器处于非正南和正南方向且最佳倾角时采光面积之比的主要因素。

最终得出合适的方位角为±30°以内，以节省屋顶空间并满足消费者的用能需求。

平板--真空管之对比浅谈1.热性能技术太阳能集热器按集热温度基本上可分为三大类，即低温(100摄氏度以下)，中(_zhong1)温(100~200摄氏度)和高温(200摄氏度以上)。

平板集热器适用于低温范围，真空管集热器比较适用于中、高温范围，低温也可以使用，但却无法发挥其上风。

目前中国太阳能热水器的主要用处是洗浴和生活用热水，其水温要求一般低于60摄氏度，平板集热器有较好的效率个性。

当水温大于60摄氏度时，真空管集热器效率个性得到很好的发挥。

2.有效采光面积无论是平板集热器还是祖空管集热器都是通过有效采光面积而获得太阳的能量，因此在同样大的集热器外轮廊面积条件下，其有效采光面积越大，则获得的太阳能越多，反之则越少。

3.有效热水量太阳能热水器的有效热水量是指太阳能系统天天能获得多少有效热水，要求热水能放出来使用，称之为有效热水，放不出来的热水是无效的，平板系统和真空管体统的有效热水量也有很大差别的；平板系统有效热水量大于真空管系统。

4.承压性能平板热水器属于金属管之间的链接，完全能满足承压系统的要求，但通常的真空管集热器热水系统，由于真空玻璃管与联箱或水箱联系解释采用硅橡胶密封圈进行链接，一般无法满足承压系统的要求，一旦系统压力较大时，真空管与密封圈靠摩擦的结协力难以抵抗系统压力，迫使管子向外移动或滑落。

5.防结垢、防冻结性能太阳能热水器及其系统在北方使用一项种要性能是如何防止结垢和防冻结，由于它是进步使用寿命，减少维修用度的种要举措。

平板集热器在北方运行轻易结冰造成冻结，因此我国尽大多数平板集热系统采用回流排空技术，也可以采用双循环(亦称间接系统或二次系统)从基本上解决系统的防冻结题目。

为此国外发达国家(如澳大利亚的solarhart公司)太阳能集热器尽大多数均采用双循环系统。

平板集热器最适用双循环系统，而普通的真空管集热器由于承压理想，不太适合采用双循环系统。

由于我国太阳能热水系统尽大多数用于洗浴水温一般低于60摄氏度，结垢现象均不严重，但是集热器内的悬浮颗粒物如何消除应予以关注。