太阳能光热应用技术-第四章--PPT课件

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4．从工质循环次数来分
（1）一次循环热水器：直接循环或单回 路循环。
（2）二次循环热水器：间接循环或双回 路循环。
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5. 从热水的使用时间来分
（1）季节性太阳能热水器：无辅助热源。
（2）全年使用太阳能热水器：有辅助热 源。
（3）全天候太阳能热水器：有辅助热源 及自动控制仪表。
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作为平板型太阳能热水器的主要组成部分， 平板集热器的设计不断得到改进。结构上 从最早的管板式，到扁盒式、铝翼式、铜 铝复合翅片式等。表面吸收涂层从最早的 非选择性涂层黑板漆，发展到各种选择性 吸收涂层，如铝阳极氧化、镀黑镍、镀黑 铬等。透明盖板从普通平板玻璃发展到钢 化玻璃。集热器的性能也随之不断提高。
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我国太阳能热水器的开发研究从 20 世纪 60 年代开始，并在平板太阳能热水器的 开发上做了不少贡献。1958 年，天津大 学有 12.6m2的太阳能浴室。1973 年世 界能源危机，为了寻求可再生能源，我国 在 20 世纪 70 年代末起，加大了研发与 生产太阳能集热器。1979年前后我国有 些单位研发全玻璃真空管集热器，它的结 构就是一个拉长的暖棚，并且在内玻璃管 上有一层选择性吸收涂层。
最大的太阳能热水器市场，并仍在以每年 20 ％～30％的速度递增。
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4.1.2 太阳能热水器的分类
1．从结构来分类 （1）紧凑式太阳能热水器：就是将真空
玻璃管直接插入水箱中，利用加热水的循 环，使得水箱中的水温升高，这是市场中 最常规的太阳能热水器。 （2）分体式热水器：分体式热水器是将 集热器与水箱分开，可大大增加太阳能热 水器的容量，不采用落水式工作方式，扩 大了使用范围。
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4.1 太阳能热水器简介
4.1.1 太阳能热水器的发展状况
1891 年，美国马里州的肯普发明了世界 上第一台闷晒式太阳能热水器，并命名为 “顶峰”热水器，它的特点是集热器和贮 水箱合二为一，水在容器中不能流动，依 靠容器壁吸收太阳辐射能加热水。闷晒式 太阳能热水器的优点是结构简单、成本低， 缺点是装置保温性能差，热水必须在当天 傍晚及时用完，因此应用范围受到很大限 制。
平板型太阳能热水器特点：具有整体性好、 寿命长、故障少、安全隐患低、能承压运行、 安全可靠、吸热体面积大、易于与建筑相结 合、耐无水空晒性强等优点，其热性能也很 稳定；但对安装方向角度有较高的要求且成 本高。平板式太阳能热水器由于盖板内为非 真空、保温性能差，故环境温度较低时集热 性能较差，环境温度低或要求出水温度高时 热效率较低，适合冬天不结冰的南方地区选 用。
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清华大学的发明专利就是铝-氮/铝太阳选择 性吸收涂层，其在世界上开创性用单个铝阴 极通过磁控溅射制备红外低发射率底层、铝 -氮化铝吸收太阳光的陶瓷薄膜和氮化铝减 反膜三个部分。这是一种选择性吸收涂层的
结构，吸收层每层只有 10～30nm，低发射 层是到 150nm，使得真空管集热器可在严 寒、低太阳辐射下使用，适合多种气候。目 前，全国已有几十家厂家生产全玻璃真空集 热器和全玻璃真空管太阳能热水器。从总体 上来说，无论是产量和质量均居世界领先水
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3．从水箱受压来分
（1）承压式太阳能热水器：太阳能热水器 的出水是有压力的。一般为顶水式工作， 不一定采用承压式水箱。
（2）非承压式太阳能热水器：普通太阳能 热水器都是属于非承压式热水器，它的水 箱有一根管子与大气相通，是利用屋顶和 家里的高度落差，使用水时产生压力。其 安全性、成本、使用寿命都比承压式要显 著得多。
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4.1.3 太阳能热水器的优缺点及
性能优势
在这里，我们将太阳能热水器与电热水器和 燃气热水器的性能作一个比较。
（1）热水产量方面：燃气热水器有 5L、7L、 8L 等不同的型号，是指在 1 分钟内将水温 升高 25℃时所产的热水量。电热水器的标 注则是 30L、60L、90L 等，这是指电热水 器的容水量。拿一个 8L 的燃气热水器与一 个 40L 的电热水器相比较，8L 的燃气热水 器可连续不断地产生每分钟 8L 的热水，而 电热水器需要间隔半小时加热一罐水。如果 这一罐水用完，还要等半小时左右。
平。
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太阳能热利用产业的发展，在突破了太阳选择 性吸收涂层的核心技术后，通过产学研结合， 生产出了性价比较高的介质。21 世纪以来，中 国太阳能热水器进入成熟阶段，产量与市场保 有量一直保持快速增长。2006 年销售额近 300 亿元，提供就业机会 60 多万个。
中国太阳能热水
器的年生产量是欧洲的 2 倍、北美的 4 倍，现 已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和
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6．从工质循环特点来分
目前大多数太阳能热水系统操作简单，按 集热器工质的循环特点，主要分主动式和 被动式两种类型，在此基础上衍生出其他 一些种类。
（1）主动式：需要泵和各种不同的控制 装置促使传热介质在系统内部循环。
（2）被动式：运行不依靠泵，仅依靠水 的重力自然对流来提供动力。
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随着世界范围内天然气和石油的大规模开 采，燃油价格大幅度下降，太阳能热水器 的发展在一个相当长的时期缓慢下来。第 二次世界大战结束后，人们的注意力又开 始转向发展经济。直到 20 世纪 70 年代， 随着世界性能源危机日趋严重，迫使人们 对太阳能的利用又重新重视起来，许多国 家花了不少物力和人力，用于研究和开发 太阳能利用技术，尤其是太阳能热水器。
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2．从集热部分来分类
（1）玻璃真空管太阳能热水器
可细分为全玻璃真空管式、热管真空管式、 U 型管真空管式。常用的为全玻璃真空管 式，其优点为结构简单易于制作、价格相 对较低、环境温度低时效率仍然比较高， 其缺点在于体积比较庞大、玻璃管易碎、 管中容易集结水垢、不能承压运行。
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（2）平板型太阳能热水器
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第 4 章 太阳能热水系统
20 世纪 70 年代能源危机的出现，全球环境 污染的日益严重，加上各个领域新兴技术的 迅猛发展，使得全球逐渐出现了太阳能利用 的新高潮。
太阳能热水系统一般由集热器、储热水箱和 循环管道组成，根据需要还可以加配辅助能 源，以供没有日照时使用。
设置在屋顶的太阳能热水器可以将太阳能转 化为热能并传递给液体，升温后的液体可以 用做洗涮、淋浴或加热室内空间的生活用水。