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第二章-1太阳能传热的基本理论
导热基本定律
固体金属导热系数一般在十几至几百W/mK, 与导电性能一样,随温度的增加而缓慢减小;
其它固体导热系数一般比金属小一两个数量级 (石墨、金刚石除外);
液体导热系数一般小于1W/mK,除水和甘油 等,绝大多数随温度升高而减小;
大多数气体导热系数都小于0.1W/mK,一般随 温度升高而增大。
两州11个县88个乡(镇)372个村的22800户 牧民每户安装了一台太阳灶,实现了一户 一灶,可为牧民年节约劳动力成本1368万 元。
目前,我国太阳灶的保有量约200万台。
太阳灶在不同地区的使用情况
箱式
漏斗式 抛物面
太阳能空调技术
太阳能干燥技术
直接式
主动式 被动式
间接式 混合式
太阳能建筑
光伏建筑一体化
全部依靠太阳能供电、 供热和空调的实验性太阳 能房 (广州)
传热学基础
导热特点
各种物质的导热机理
气体和液体:分子或原子的相互作用或碰撞 介电物质:晶体点阵或者晶格振动。其能量
是量子化的,称之为声子,其热传导可看成 是声子的相互作用和碰撞 金属晶体:主要是电子的相互作用和碰撞, 声子贡献小。
我国城市家庭, 燃气热水器占57.4%,电热水 器占31.3%,而太阳能热水器只占7.6%
美国和日本的太阳能热水器市场占有率都超 过了10%,澳大利亚为30%,以色列达到49%, 塞浦路斯更是高达90%。
在我国城市家庭的购买预期调查中,燃气热水 器、电热水器和太阳能热水器的比例将演变 为35.8%、30.2%、23.2%,太阳能热水器的 比例将大幅增长
第一阶段为被动式大阳房 它是一种完全通过建筑物结构、朝向、布置
以及相关材料的应用进行集取、储存和分配 太阳能的建筑。
第二阶段为主动式太阳房 它是一种以太阳能集热器与风机、泵、散热器
等组成的太阳能采暖系统或者与吸收式制冷机 组成的太阳能空调及供热系统的建筑。
太阳能热利用
第三阶段是加上太阳电池应用,为建筑物提 供采暖、空调、照明和用电,完全能满足这 些要求的)称为“零能房屋”。
对流定义
对流传热基本特点
对流换热的电磁波谱
辐射换热基本特点
非透明物体吸收太阳热
不同的表面对辐射的波长有选择性,黑色表面对各 种波长的辐射几乎都是全部吸收,而白色表面可以 反射几乎90%的可见光。
物体的表面越粗糙、颜色越深,吸收率就越高, 反射率越低。
太阳 直射辐 射 太空 散射辐 射
环境长波辐射
对流 换热
壁体得热
地面 长波 地面反射辐射 辐射
建筑传热红外热像图
谢谢!
反射 吸收
太阳辐射在玻璃中传递过程
低透low-e玻璃
将具有低发射率、高红 外反射率的金属(铝 、铜、银、锡等), 使用真空沉积技术, 在玻璃表面沉积一层 极薄的金属涂层,这 样就制成了 Low-e (Low-emissivity) 玻 璃。对太阳辐射有高 透和低透不同性能。
建筑物的热量传递
大气 长波辐 射
截止2009年底,我国太阳能热水器年产量达到 3000万m2,总保有量达到1.5亿m2 。
截止2009年底,我国已建起约2000万m2的太 阳房。
2010年,我国太阳灶的保有量约为100余万台 。
我国太阳热水产业发展迅速
太阳热水器产量和产值快速增长,所销售量 和累计拥有量都已在世界首位
制订并实施了一批国家标准和行业标准,产 品质量正在不断提高;
技术进步取得可喜的成绩,生产装备和生产 手段都在不断完善
随着人民生活水平的提高,太阳热水器市场 在全国范围内得到培育和扩大
全球太阳能热水器现状
2007年世界太阳能热水器国家所占份额分析
1995-2007年前世界太阳能热水器年增长容量变化
我国太阳热水器产量
2007年,我国太阳能热水器产量的增长速度 约 为30%,年产量达到2340万m2,总保有量 约为1.08亿m2。 2008年,我国太阳能热水器产量的年产量为 3100万m2,占世界总产量的76%,总保有量 1.23亿m2。 2009年,我国太阳能热水器总保有量达到1.5 亿 m2 。
我国太阳能热水器销售情况
2007年,我国太阳能热水器市场销售额约 为320亿元人民币。 2008年,我国太阳能热水器市场销售额约 为430亿元人民币。 2009年,我国太阳能热水器总产值超过500 亿元人民币。
太阳能热水器产品结构
我国
世界
太阳热水器与其它热水器比较
太阳热水器与其它热水器比较
失; 开发建筑屋面模块式集热器
集热器板芯结构
玻璃真空管集热器技术发展方向
发展内置金属流道的玻璃真空集热器; 热管真空管;
我国太阳灶的发展
1979-2007年太阳灶使用保有量(千 台)
截至2006年底,农业部在四川省甘孜和青 海省玉树两个藏族自治州投资870万元实 施的太阳能温暖工程项目全面完成。
太阳能与煤、燃油、燃气、电锅炉对比
未来家庭用热水的供给方式中,太阳能热水 系统所占比重会越来越大。
预计到2015年,太阳能热水器的总保有量 会达到2.32亿m2。
可节约标准煤3016万吨,减排二氧化碳 2189.6万吨。
平板集热器技术发展方向
采用优质集热板芯,逐步发展高质全铜板芯; 采用优质选择性涂层; 盖板要求采用高透过率材料; 采用推广透明隔热材料以抑制对流,减少热损
新能源利用技术
太阳能热利用的发展 及传热的基础知识
王一平 黄群武 天津大学化工学院
主要内容
➢ 太阳能热利用发展现状 ➢ 传热学基础
太阳能热利用发展现状
太阳能热利用的发展现状
太阳能热利用就是直接将太阳的辐射能转化为 热能的应用。
主要包括太阳热水器、太阳房、太阳灶、太阳 干燥、太阳海水淡化及其它工农业应用。