当前位置:文档之家› 20130123太阳能槽式集热器与真空管对比

20130123太阳能槽式集热器与真空管对比

槽式太阳能与真空管式太阳能系统比较
◆ 单位面积集热量的计算
➢ 槽式集热器
集热器面积 /L F Q ηη=
Q 加热功率 kw
η 太阳年总辐照量W/㎡
L η 太阳能集热效率,0.6
根据中国建筑热环境分析专用气象数据集,参考兖州的数据资料,兖州全年
各月辐照统计如下表(辐照度单位W/m 2) 山东-兖州
月份
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 法向直射辐射强度(W/㎡) 646 647 607 641 713 627 591 523 647 649 714 613 每月日照小时(h ) 140 114 176 217 324 289 245 224 213 196 107 102 经计算得:年单位面积集热器集热量为:892.9kwh
➢ 真空管式集热器
集热器面积 /L F Q ηη=
Q 加热功率 kw
η 倾斜表面年总辐照量W/㎡
L η 太阳能集热效率,0.45 济南
纬度36°41′ 经度116°59′ 海拔高度51.6m 月份
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月平均室外温度(℃)
-1.4 1.1 7.6 15.2 21.8 26.3 27.4 26.2 21.7 15.8 7.9 1.1 水平面月平均日太阳总
辐照量(MJ/(㎡*d))
8.376 10.93 14.423 16.679 20.77 21.055 16.776 15.663 14.884 12.093 9.089 7.657 倾斜表面月平均日太阳
总辐照量(MJ/(㎡*d)) 13.63 15.225 16.634 16.523 18.716 18.212 14.812 14.979 16.498 16.003 14.162 13.854 经计算得:年单位面积集热器集热量为:709.7kwh
根据以上数据,采用槽式集热器比采用真空管式集热器每㎡年总集热量多183.2kwh。

针对以上单位面积集热量的计算的几点说明
《太阳能集热器热性能试验方法》GBT 4271-2007中6.2项明确规定:在集热器采光口平面一侧的中间位置安装地球辐射表以测定集热器采光口上的热辐照度。

倾斜表面月平均日太阳总辐照量是按照以上测量方式测得的,但对于真空管式天阳能而言,远远不能吸收该部分的热量。

因为真空管的面积计算公式为:
1)、真空管的计算面积是按照外层管的外径×管数量×真空管长度得来的,而在太阳能吸热过程中,真正吸热并传热的是内层镀膜管,因此从计算公式及辐照度测量上来讲真空管的实际吸热量根本不能
达到计算值。

2)、真空管式集热器在吸收太阳能热量时外层管会将一部分太阳光反射掉,实际到达内管上的太阳光会有很大一部分损失,因此会浪费一部分热量,同时太阳在早晨或中午时段示意图如下:
真空管单管集热示意图
真空管集热器排布遮挡示意图
3)、余弦损失由于真空管集热器的安装为固定的倾斜安装,但是冬季和夏季太阳高度角变化,会产生余弦损失。

4)、夏季太阳光照射时间非常长,当太阳光与安装平面平行或入射角为0,虽然阳光很强但无法集热。

5)由于真空管安装面积庞大,管路很长,管道热量损失巨大。


辐照度或光靠散射光集热时,收集热量不足以抵消管道热损失,我们称之为热量倒灌。

➢奇威特槽式集热器的太阳能追踪系统能够全天将到达集热板上的太阳能汇聚到集热管上并加热导热油,已达到集热的目
的。

如将以上两种太阳能集热方式按以上实际运行考虑,真空管式太阳能单位面积集热量将会大大降低。

◆单位面积的利用率方面分析
两种太阳能安装面积均按1:2取的话,太阳能吸热时,真空管式太阳能是直条状,因此吸热时存在漏光,再加上外管反射和内层集热管面积小等因素,真空管型太阳能集热率较低,而槽式太阳能则完全不存在这种情况,因此从占地来讲单位面积的地面槽式集热器型太阳能集热率更高。

◆系统可靠性方面
真空管型太阳能 1、伴热带电线易老化,有漏电、触电事故隐患;2、真空管易破碎,易结垢,事故率高,维修量大——不可靠;3、水管路长,管路热损失大,造成水资源浪费;4、上水必须在晚上或早晨日出之前,否则会造成炸管——不方便;5、风吹雨淋,易冻裂,易老化;集热器寿命短,6~10年就得更换——不耐久;6、冬季启动辅助电加热时,会将整个水箱的水全部加热,也许只用其中的1/4——
不省电;7、真空管太阳能热水器中亚硝酸盐和大肠杆菌等有害物质生成或繁殖较快,含量较高,水质差——不清洁;8、高寒地区冬季易炸管,不得不实行“冬眠”——不耐寒;9、夏季水温升温快,由于系统太大,局部容易形成高温造成局部水沸腾膨胀形成蒸汽,压力增大,如排气不畅容易爆管,对系统造成破坏,甚至于造成危险。

10、水路系统长,容易结水垢,清洗困难;
槽式集热型太阳能 1、采用超白钢化玻璃及自动抗灾技术,可抵抗10级台风、暴雪、冰雹等,确保用户无忧使用20年以上。

2、使用导热油为工作介质,在零下25度不冻不稠。

在循环状态下,零下45度时可正常工作,绝不冻管。

3、高标准的精密加工和优质材料的应用,保证了集热器的制作精度,再加上可以实现全方位追日,及不同的安装方位角都可以精准的追日跟踪系统,可以确保槽式的聚光率提高光热转化效率,光热转化效率高于60﹪;4、集热管吸光能力强、热损失少、寿命长,高效率的集热功能,大大增强了系统的太阳能利用率,且减少了太阳能系统的占地面积。

5、控制系统特点:a、中央集控器自动判断天气情况,实现能源全自动管理;b、先进的时空算法,追日装置精确地追踪太阳轨迹,高效收集太阳能量;c、适时显示系统运行参数,控制运行状态,自动计算能源曲线。

系统日后维护
真空管太阳能 1、在使用2年以上没有清洗,会因水垢太厚而堵住了真空管,所以太阳能热水器每隔一段时间就要清洗一次,太阳能管也要拆下来清洗里面的污垢;2、经紫外线长年辐射,集热管变脆易碎,人工拆卸极容易弄破,隐性风险大;3、密封硅胶圈使用几年老化变硬但不影响使用,经拆卸,防漏作用减弱而漏水,隐性开支难避免。

4、太阳能集热管使用一段时间后表面会积一层灰尘污垢,需要定期清洗以提高集热器的效率,但真空管式集热器清洗起来很麻烦,死角多。

槽式集热型太阳能系统导热介质采用导热油,该介质最高使用温度为320℃,再加上系统的自动控制功能(如导热介质温度高于设定值,集热器自动翻转调整)完全保证系统的正常稳定使用。

同时太阳集热器采用的是板式,方便清洗,采用奇威特研制的太阳能专用清洗设备清洗更加方便快捷。

相关主题