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太阳能集热器有哪些分类?
作者:风云策略手机论坛 发布时间:2020-10-30 16:59

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  我们在孩提时代都玩过这样的游戏,在强烈的阳光下33e59b9ee7ad0,让阳光照射到凸透镜上,这样在凸透镜的下方就会形成一个红红的火热的焦点,把这个焦点移动到纸片或枯叶上,纸片或枯叶很快就会被点燃。在这里,凸透镜其实就是一个简单的小型集热器,把阳光汇聚到一点,产生高温。科技工作者根据生活和生产实践,通过不断地摸索和改进,制造出许多种集热器。目前来看,集热器大致可以做如下分类。

  吸热部件就是太阳能集热器的核心,它的功能是吸收太阳的辐射能,并向传热介质传递热量。按传热介质分类,可分为液体集热器和空气集热器两大类。其中液体集热器是以液体为传热介质,这种集热器大多用水作介质,也有用煤油作介质的。用水作介质的很常见,比如各种太阳能热水器,都是以水作介质的。在以液体为介质时,此种吸热部件有翼管式、管板式、蛇管式、扁盒式等。用金属材料和非金属材料就可以制成吸热部件。吸热部件的向阳面都涂有黑色涂层,这样更有利于吸热。以空气为传热介质的,可构成多种太阳能干燥器。以空气作为传热介质的太阳能集热器吸热部件的结构,比较常见的有蜂窝式、多孔床式和网格式等。

  定日镜按采光方式分类的不同,可分为聚光型集热器和非聚光型集热器两大类。聚光型集热器利用聚焦原理,就是利用光线的反射和折射原理,采用反射器或折射器把吸收的阳光反射或折射回去,使其集中照射在吸热体较小的面积上,受热面积缩小,自然辐射强度增大。单位面积的辐射强度增大,就可使集热器获得更高的温度。聚光集热器可使阳光聚焦获得高温,焦点可以是点状或线状,用于太阳能电站、房屋的采暖和空调、太阳炉等。按聚光镜构造有菲涅尔透镜、抛物面镜和定日镜。

  在法国比利牛斯山的山坡上,有一座太阳能高温炉,拥有一面巨大的太阳能聚光集热器。它是由9500块小镜片拼接而成的聚光反射镜,面积有1830平方米,有9层楼那么高。这面巨大的反射镜把安装在对面山坡上的63块巨型平面镜反射过来的阳光聚焦,在焦点处安装高温熔炉,温度可达4000摄氏度以上。非聚光式集热器是利用温室效应(也称热箱原理)将太阳能转变为热能的设备。平常说的热箱,就是这样一个箱子,箱子的内外壁和箱底涂黑,并加上保温层,不让其透气,用透明的玻璃、玻璃钢或塑料薄膜作箱子的盖板,把箱子正对着太阳放置,让阳光直射在箱子盖板上。当太阳光透过盖板玻璃进入箱内,就被内壁涂层吸收,转变为热能。如果箱平板太阳能集热器内盛水,水就会被加热,这就是热箱。非聚光式平板型集热器是太阳能集热器中最常见的。它的吸热部件基本上为平板形状,吸热面积与采光面积差不多相等,在非聚光型集热器的温室中充入二氧化碳可提高温室效应。

  另一种非聚光式太阳能集热器是真空管太阳能集热器。这是一种在平板型太阳能集热器上发展起来的新型集热器,真空管太阳能集热器这种集热器利用真空隔热,并采用选择性吸收涂层来提高集热效率和集热温度。真空管就是这种集热器的核心部件,它主要由内部的吸热部件和外层的玻璃管构成。真空管集热器具有比普通平板型集热器更好的热性能。

  真空管太阳能集热器又可以分为全玻璃真空集热管和玻璃—金属太阳真空集热管两类。全玻璃真空管集热器就像一个拉长的暖水瓶,由两根同心圆的玻璃管组成,内外圆管之间的空间被抽成真空,以抑制空气的对流和传导造成的热损。在内管的外表涂有太阳选择性吸收涂层,构成吸热体,将太阳光能转换为热能,传热工质因此被加热。全玻璃真空太阳能集热管具有透过率和吸收率高、热反射率低、对流热损小以及全年使用时间长等优点,同时制造工艺简单,技术成熟可靠,成本较低,因为存在这些优点,所以全玻璃真空管热水器的使用日益广泛。玻璃—金属真空管是在全玻璃真空管之上研制成功的新一代真空管,与全玻璃真空管不同的是,吸热部件采用金属材料,具有工作温度高、承压能力大等优点。

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