关于平板型太阳能集热器雾气产生的原因分析及解决方案的研究论文_袁德平

摘要:近年来随着国家对新能源行业的政策导向,国内新能源行业蓬勃发展;平板型太阳能集热器以其独特的优势在太阳能热水工程中也得到了很多应用;当然应用中由于种种因素,也产生了不少问题;本文笔者通过对平板型太阳能集热器的结构及特点的分析,解释了集热器内产生雾气的原因,并对消除雾气的方法进行了总结;

关键词:平板型;太阳能集热器;除雾;

一、前言

近年来随着人们对环保意识的增强,国家对新能源行业的政策导向,国内新能源行业蓬勃发展;平板型太阳能集热器以其独特的优势在太阳能热水工程中也得到了很多应用;但由于产品缺陷、施工等诸多问题导致部分这类热水工程项目应用并不顺利,行业发展遇到一定阻力;

二、平板型太阳能集热器的结构及特点分析

2.1、结构示意图

2.2、结构特点分析

2.2.1、平板型太阳能集热器整体犹如一个扁平状的长方体,较容易与建筑物相结合,即建筑一体化优势明显;

2.2.2、集热器上表面的透明盖板,一般都使用透光率>95%的钢化玻璃,其透光率高,强度大;

2.2.3、集热器的其余几个面,一般都由金属盒体包裹,金属盒体具有强度高、耐腐蚀等特征;

2.2.4、集热器工质的流道一般都使用金属管材,其具有耐腐蚀、强度好、易加工等特征;

2.2.5、工质的流道与吸热体之间一般使用超声波焊接、激光焊接、卡压等工艺,导热性能好;

2.2.6、由于工质的流道一般为金属流道,较易焊接金属管接头,故平板型集热器产品较易与承压系统连接

2.2.7、由于集热器为扁平状的长方体,故壳体内部使用抽真空进行保温,一般都采用一定厚度的保温层进行保温,在寒冷的环境中以及集热器内工质温度较高时热损比较大,而且该环境中一定要考虑集热器防冻问题;

三、水雾产生的原因分析

平板型太阳能集热器内由于某些因素导致湿度较高时,太阳光透过玻璃射向吸热体,吸热体急剧升温带动集热器内部湿空气升温,热的湿空气遇到相对较冷的玻璃,易在玻璃内表壁形成雾装水汽,从而影响太阳光的投射和集热器的性能;故产生雾气主要因素为:1、集热器内湿度高;2、内部空气与玻璃温差大;

集热器内湿度高的原因分析:

1、集热器的某些部位密封性不够,导致外部水汽较易进入集热器内部;

2、集热器的排湿气能力差,导致湿气淤积在集热器内部较难排出;

3、由于系统安装应力原因等外部因素导致金属流道出现微漏,进而增加了集热器内的湿度;

4、由于焊接工艺、材料缺陷等自身原因导致金属流道出现微漏,进而增加了集热器内的湿度;

集热器的内部空气与玻璃温差大的原因分析:

1、外部环境较寒冷;

2、太阳光突然猛烈地照射集热器;

3、玻璃的透光性较好,吸热体升温的速度远大于玻璃升温的速度;

四、消除雾气的方法的分析及特点

4.1、密封法

4.1.1、加强集热器的密闭性,平衡集热器内外压力透气小孔安装一些憎水透气的薄膜或其他阻碍水分子进入又能通气的装置,从而保证外部水分子较难进入集热器内部;

4.1.2、该方法增加了部件及材料,集热器生产成本会有所提高;

4.2、排泄法

4.2.1、增加集热器的排气口或者增大排气口尺寸,让集热器内的湿气较易排泄至外部环境;

4.2.2、该方法会增大部分热损,集热器的性能会有些许降低;

4.3、玻璃升温法;

4.3.1、通过在玻璃表壁增加部分易吸收太阳辐射的涂层,降低因急剧太阳辐照产生的集热器内空气与玻璃的温度差;

4.3.2、该方法减少了金属流道对单位面太阳辐射的吸收,集热器的性能也会出现些许降低;

上述几种方法,主要是针对集热器产品本身的设计,除此之外,还可以通过提高原材料的质量把控,提升制造工艺,提升金属流道的质量;也可以加强施工队伍的管理,消除系统管路应力对产品的不良影响来降低或消除雾气的产生;

四、总结

本文笔者通过对平板型太阳能集热器的结构分析,描述了平板型集热器的优缺点,也对平板型太阳能集热器的水雾产生原因进行了分析阐述,并提出了几种进行除雾的方法;希望能够对平板型太阳能集热器在热水工程上的应用提供产考。

参考文献:

[1]邱新石,平板型太阳能工程-原理与应用[M].北京:学术期刊出版社,2014.09.

[2]谢文华,平板型太阳能实用工程技术[M].兰州:兰州大学出版社,2015.03.

[3]沈贵辉,民用建筑平板型太阳能热水系统应用技术,2014.06.

[4]唐德孔,平板型太阳集熟嚣技术,2015.06.

论文作者:袁德平

论文发表刊物:《建筑细部》2018年1月中

论文发表时间:2018/8/14

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