采用太陽能作為熱源供應(yīng)生活熱水是一項節(jié)能新技術(shù)。太陽熱水系統(tǒng)的設(shè)置除考慮系統(tǒng)類型、輔助熱源的種類和比例、集熱器類型、貯熱水容積以及集熱系統(tǒng)的熱性能和居民用熱水負荷等諸多技術(shù)因素外,其經(jīng)濟性還取決于當?shù)氐奶柲苜Y源和氣候條件、居民的經(jīng)濟承受能力等非技術(shù)因素。經(jīng)濟技術(shù)分析可從經(jīng)濟性能和技術(shù)因素兩方面進行。分為設(shè)計階段的預(yù)評價和系統(tǒng)運行評價。
預(yù)評價是在系統(tǒng)設(shè)計完成后,根據(jù)系統(tǒng)形式,確定的集熱器面積及集熱器性能參數(shù)、設(shè)計的集熱器傾角及給定的氣象條件下,在系統(tǒng)使用壽命期內(nèi)的節(jié)能效益分析。系統(tǒng)運行評價是系統(tǒng)建成投入運行后,進行長期監(jiān)測,計算實際的節(jié)能效益。經(jīng)濟性能指標包括太陽熱水系統(tǒng)的投資回收年限和太陽能保證率分析等。
包括設(shè)計階段的預(yù)評價及系統(tǒng)運行評價。
系統(tǒng)的施工安裝應(yīng)確保安全性和功能性,同時考慮與建筑結(jié)合。應(yīng)注意下列事項:
1) 要安裝集熱器(熱水器)的結(jié)構(gòu)上預(yù)先設(shè)置預(yù)埋件或固定螺栓,當集熱器安裝在砌體墻上時,應(yīng)在預(yù)埋件處增設(shè)構(gòu)造柱。
非結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件如輕質(zhì)填充墻上不得設(shè)置集熱器。
2) 在需做防水的部位,不得破壞防水層。
3) 采用支架安裝時,應(yīng)按照設(shè)計圖紙的要求檢查強度、耐久性、與建筑物的固定方式。
4) 設(shè)置可靠的避雷措施。
5) 貯水箱基座必須設(shè)在建筑物承重墻(梁)上,并預(yù)留固定用預(yù)埋件。預(yù)埋件與基座之間的空隙,應(yīng)用細石混凝土填搗密實。
6) 貯水箱應(yīng)用地腳螺栓與基礎(chǔ)連接牢固。
7) 管路安裝時,不得在結(jié)構(gòu)梁柱、抗震墻的暗柱、端柱處穿管。穿過屋面、墻面應(yīng)及時預(yù)埋套管,避免在已做好防水保溫的屋面上鑿孔打洞。
8) 太陽熱水器安裝節(jié)點做法可以參見國家建筑標準設(shè)計圖集《住宅用熱水器選用及安裝》01SS126。
a太陽透射比( r ) 應(yīng)不小于0.89。
b 應(yīng)力:雙折射光程差(δ)應(yīng)不大于120nm/cm。
c 玻璃管上1mm以上的結(jié)石不允許存在,不大于1mm的結(jié)石不得密集,即10mmX10mm范圍內(nèi)不得多于1個;整根玻璃管上,結(jié)石不得多于5個。
d 玻璃管上節(jié)瘤大于2.5mm不允許存在,1 mm以下的節(jié)瘤不得密集,即10mmX10mm范圍內(nèi)不得多于2個;整根玻璃管上,1mm~2.5mm節(jié)瘤不得多于7個。
e 玻璃管上氣線長度大于100mm的不允許存在;小氣線不得密集,即10mmX10mm范圍內(nèi)不得多于2條;整根玻璃管上寬度不大于0.5mm、長度在20mm~100mm范圍內(nèi)的氣線不允許超過2條。
a 熱管啟動溫度
熱管啟動溫度應(yīng)不大于30℃。在熱源溫度為30℃士0.5℃的狀況下,熱管冷凝段溫度(Tq) 應(yīng)不小于23℃。
b 熱管抗凍溫度
熱管在溫度為-25℃的環(huán)境中無凍損現(xiàn)象。
c 吸熱板
徐層的太陽吸收比(α)應(yīng)不小于0.86(AM1.5)。
涂層的紅外發(fā)射率(ε)應(yīng)不大于0.10。
d 金屬與玻璃管封接漏率
金屬與玻璃管封接漏率(Q)應(yīng)小于1.0X10Pa·m/s。
e 玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管內(nèi)的氣體壓強
玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管玻璃管內(nèi)的氣體壓強(P)應(yīng)不大于5X10Pa。
太陽輻照度(G)≥800W/m,環(huán)境溫度(Ta )在O℃~30℃范圍內(nèi),風(fēng)速不大于4m/s??諘裥阅軈?shù)(Y)應(yīng)滿足Y=(Ts-Ta)/G≥0.195m℃/w的要求。
玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管應(yīng)能承受直徑為30mm實心鋼球從不低于0.5m高度的沖擊。
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平板太陽能熱水器的優(yōu)點:一是特別適合與建筑一體化要求。平板太陽能熱水器由于其平面結(jié)構(gòu)特性,在太陽能的建筑一體化應(yīng)用中,形態(tài)結(jié)構(gòu)靈活隨意,設(shè)計時不受形態(tài)或尺寸的約束,易于實現(xiàn)與建筑構(gòu)件的結(jié)合。再加上它的...
玻璃管材料采用硼硅玻璃3.3,其性能符合ISO 3585要求,玻璃管太陽透射比(r)應(yīng)不小于0.89。(大氣質(zhì)量1.5,即AML5,按GB/T2680和GB/T17683.1計算)。
熱管材料化學(xué)成分符合GB/T5231《加工銅及銅合金化學(xué)成分和產(chǎn)品形狀》要求;其性能符合GB/T1527《銅及銅合金拉制管》和GB/T18033《無縫銅水管和銅氣管》要求;渦流探傷符合GB/T5248《銅及銅合金無縫管渦流探傷方法》要求。
吸熱板條帶材料符合GB/T3190《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》和(或)GB/T5231《加工銅及銅合金化學(xué)成分和產(chǎn)品形狀》要求。
按排列方式可以分為豎單排(真空管太陽能熱管豎直排列)、橫單排(真空管太陽能熱管水平排列)和橫雙排三類。
《玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管》GB/T19775-2005。
《太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》GB/T 18713-2002。
《太陽能集中熱水系統(tǒng)選用與安裝》06SS128。
《住宅用熱水器選用及安裝》01SS126。
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一、全玻璃真空管太陽能集熱器 1、全玻璃真空管太陽集熱器有一定的抗凍能力, 適合在冬天氣溫為 0℃至‐20℃的地區(qū)使用。 2、三腔管、三高管等新一代高硼硅 3.3 玻璃真空 管具有耐高溫、抗凍結(jié)、熱效高、壽命長的特點, 克服了傳統(tǒng)真空管不承壓、缺水後易爆裂玻璃管 的缺陷。 3、全玻璃真空管太陽能集熱器在同等氣候條件下 升溫率比其他太陽能集熱器的升溫率提高 30% 左右。 4、規(guī)格:有多種規(guī)格可供選擇,無雲(yún)晴天產(chǎn) 55 ℃熱水量高於: 80‐140kg/平方米。 5、高吸收率 92%,低發(fā)射率 10%,日平均熱效 率 55%。 二、熱管真空管太陽能集熱 1、真空熱管太陽能集熱器有 很強的抗凍能力 ,適合在冬天 氣溫為 0℃至‐40℃的地區(qū)使 用。 2、可承壓,耐空曬,不易爆 管。 3、熱容量小,啟動快,可用 于產(chǎn)高溫?zé)崴?、開水。 4、規(guī)格:有多種規(guī)格可供選 擇,無雲(yún)晴天產(chǎn) 55℃熱水 量:7
全玻璃真空管由外玻璃管、內(nèi)玻璃管、選擇性吸收涂層、彈簧支架、消氣劑等部件組成,其形狀如一只細長的暖水瓶膽。
全玻璃真空管的一端開口,將內(nèi)玻璃管和外玻璃管的管口進行環(huán)狀熔封;另一端分別封閉成半球形圓頭,內(nèi)玻璃管用彈簧支架支撐于外玻璃管上,以緩沖熱脹冷縮引起的應(yīng)力。在內(nèi)玻璃管和外玻璃管之間的夾層抽成高真空。在外玻璃管尾端一般粘結(jié)一只金屬保護帽,以保護抽真空后封閉的排氣咀。內(nèi)玻璃管的外表面涂有選擇性吸收涂層。彈簧支架上裝有消氣劑,它在蒸散以后用于吸收真空集熱管運行時產(chǎn)生的氣體,起保持管內(nèi)真空度的作用。
全玻璃真空管集熱器:若干支真空管按照一定規(guī)則排列成的真空管陣列與聯(lián)集管(或稱為聯(lián)箱)、尾托架和反射器等部件一起組成一臺真空管集熱器。全玻璃真空管集熱器的聯(lián)箱一般有圓形和方形兩種,多采用不銹鋼板制作,集熱器配管接頭焊接在聯(lián)箱的兩端。聯(lián)箱的一面或兩面按設(shè)計的真空管間距開孔,真空管的開口端直接插入聯(lián)箱內(nèi),真空管與聯(lián)箱之間通過硅橡膠密封圈進行密封。為了提高真空管集熱器的性能,一些廠家的產(chǎn)品在真空管陣列的背面增設(shè)了反射板,其中多為平面漫反射板,一般采用鋁板或涂白漆的平板制成。因為反射板長期暴露在空氣中,容易積聚灰塵和污垢,需要經(jīng)常清理,否則反射效果會受到影響,并且反射板增大了集熱器的風(fēng)阻,影響集熱器安裝的穩(wěn)定性,所以,風(fēng)沙比較大的地區(qū)不宜安裝帶反射板的集熱器。
按照真空管的安裝走向的不同,全玻璃真空管集熱器可分為豎直排列(南北向)和水平排列(東西向)兩種排列形式,其中水平排列又有水平單排和水平雙排兩種形式。
用全玻璃真空管集熱器與平板集熱器作比較可以看出:
全玻璃真空管的外管相當于平板集熱器的透明玻璃蓋板和外殼;內(nèi)管和附著在內(nèi)管外表面的選擇性吸收涂層相當于平板集熱器的吸熱體;內(nèi)外管之間的真空夾層相當于平板集熱器的隔熱材料(保溫層)。進一步比較會發(fā)現(xiàn):以國家標準《全玻璃真空太陽集熱管》(GB/T17049—1997)為依據(jù)生產(chǎn)的全玻璃真空管具有更為優(yōu)良的性能。例如:玻璃管材采用硼硅玻璃3.3制造,太陽透射比高達0.89。圓柱形吸熱面使其在一天中接受的垂直光照較平面更多。采用磁控濺射工藝形成的鋁—氮—鋁涂層的太陽吸收率0.86以上,發(fā)射率小于或等于0.09;悶曬曝輻量達3.8MJ/m2;平均熱損系數(shù)僅為0.90W/m2.℃;真空夾層的氣體壓強為5×10-2Pa。上述指標保證了全玻璃真空管集熱器較高的吸熱性能,有效的避免了平板集熱器的傳導(dǎo)和對流熱損失,并且提高了集熱器的抗低溫能力,同時,還具有較高的抗冰雹(擊打)能力。
通過上述比較可見,真空管集熱器具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、生產(chǎn)工藝先進可靠、特別適合于打批量規(guī)模化生產(chǎn)的特點。
組成:內(nèi)管型殼(座環(huán)內(nèi)環(huán))、外管型殼(座環(huán)外環(huán))、前錐體、上部豎井(上管型座)、下部豎井(下管型座)等。
各部件轉(zhuǎn)運順序依次為:下支柱、座環(huán)外環(huán)下瓣、座環(huán)內(nèi)環(huán)下瓣、座環(huán)內(nèi)環(huán)上瓣、上支柱、座環(huán)外環(huán)上瓣。支撐管、外錐體等配件隨上支柱一起轉(zhuǎn)運。2100433B
定義
全玻璃真空管太陽能集熱器俗稱為拉長的保溫瓶,內(nèi)膽外壁有太陽能吸收涂層,內(nèi)膽裝水,內(nèi)外玻璃層為高真空度,起到保溫隔熱作用。利用玻璃管的冷熱水分層的后熱水上浮產(chǎn)生虹吸的原理,冷熱水自然循環(huán),將冷水逐步加熱。