新型窄缝式太阳能集热器功效与制造_【A太阳能工程官微】

前言太阳能集热器的核心部件———集热板，也就是集热器的“芯”，集热板的作用是把通过玻璃照射进来的太阳光转...

前言

太阳能集热器的核心部件—— — 集热板，也就是集热器的“芯”，集热板的作用是把通过玻璃照射进来的太阳光转变为热量Q。通过集热器底部传导出去的热量；由于集热板吸热，温度升高，空气产生自然对流，把热量传到玻璃，再通过玻璃导热传出去的热量；由于集热板吸热，温度升高，直接通过玻璃辐射出去的热量都能导致集热板的热量损失。为了最大化地利用热量，太阳能集热器的设计者一方面要提高吸收比；另一方面要把集热板的热量损失降到最低。

1窄缝式太阳能平板集热器开发的必要性

太阳能平板集热器的发展史也是选择性吸热涂层的发展史。选择性吸热涂层经过了阳极氧化涂层、磁控溅射涂层，黑铬涂层的发展。就目前而言，选择性吸热涂层已经发展到了顶点，还没有彻底解决太阳能平板集热器的热性能问题。要想从根本解决问题应从结构上想办法，把平面吸热改为立体吸热，可以大大提高太阳能平板集热器的热性能，把普通平板集热器改为窄缝式集热器便是一种可行性极高的解决办法。

2窄缝式太阳能平板集热器的功效

2.1增加吸热量

就普通平板太阳能集热器而言，当太阳斜射时，吸收比为0.95，吸收比会随着斜射的角度减小而减小；而真空管集热器由于吸热面是圆弧形，只有极小的面积其吸收比也到0.95，其它圆弧部分的吸收比也会大大降低，而在真空管之间却无法接受太阳光的热量。窄缝式集热器由许多狭长的黑体组成，随着太阳斜射其吸收比也随之增加。假设本来吸收比0.90，随着太阳斜射，吸收率由0.90增加到0.99，这是黑体效应导致的。

2.2大大降低热损失

2.2.1辐射热损失

2.2.2自然对流热损失

普通平板集热器自然对流产生的热损失无法避免；由于真空管集热器管中真空，最大的优势是没有自然对流热损失；再设计窄缝式平板集热器时，当窄缝的高度与直径之比就能抑制
空气的自然对流。长翅片窄缝式高度与直径之比，可抑制自然对流，而短翅片：短翅片窄缝
不能抑制自然对流。

经过对比，短翅片窄缝式太阳能平板集热器具有卓越的热性能，情况如下：（1）当太阳斜照时，吸收比会大大的增加。阳光经过多次反射与吸收，如果本来吸收系数为0.90，则会上升到0.99，这是黑体效应导致的。

（2）辐射热损失会大大降低。因为太阳光在金属夹缝中会多次反射、吸收，辐射热量不会被损失，只是在开口处有辐射热损失，而开口面积只占整个窄缝吸热面积的1/15，因此辐射热损失会大大降低。

将短翅片式的太阳能平板集热器送往河北世纪建筑材料设备有限公司进行测试，结果如下：国家标准要求：当日太阳辐射量为17MJ/m2，储热箱内集热结束时水温≥45 ℃ ，而我们的则达到67 ℃ ；分离直接式/间接式太阳热水系统，日有用得热量≥7.0/6.6MJ/m2，而我们的日有用得热量为10.3MJ/m2。

由此可见，短翅片窄缝式太阳能平板集热器的吸热量比国家标准要多出1/3，就是说普通太阳能平板集热器需要3m2集热面，而窄缝式太阳能集热器只需要2m2 集热面。

窄缝式是金属蜂窝的一种变形。塑料蜂窝与金属蜂窝具有差异化，塑料蜂窝只能起到抑制自然对流热损失，而金属蜂窝不但能起到抑制自然对流的损失，而且还能大幅度降低辐射热损失，同时在太阳斜射时大大地增加吸热量。

3制造过程

窄缝式太阳能平板集热器的制造简单。铝箔通过模具冲压后，在铜管上胀管，即可得到集热器的“芯”。如果铝箔预先阳极氧化或真空溅射，在冲压时膜层会受损坏。因此，只有“芯”制造好以后，在经过涂料的喷涂即可。因此，关键的部分还是取决于选择性涂料的喷涂方法。

由于窄缝式集热器的集热温度较高，处于中温区域，要求长期工作温度在150 ℃ 左右，而对于热性能的要求不高，吸收比只要在0.90左右、发射比在0.2~0.4即可。而现在一般的选择性涂料的耐温都在100 ℃以下，故应特别的选用。

适合于上述要求的选择性涂料有下列几种：

1.万和采用的硅系功能性涂料；

2.兰州化物所的纳米级尖晶石颜料，再配以硅树脂制成的涂料；

3.美国产品SL-001选择性太阳能吸热涂料。上述三种涂料的共同特点是采用硅树脂作为粘接剂，具有突出的耐候性、耐久性、耐高温性能。

结语

窄缝式太阳能平板集热器之所以称为一种理想的新型太阳能集热器，是由于它热性能卓越，用途广泛。窄缝式太阳能平板集热器是双用集热器，在加热水的同时，也可以加热空气。同时，窄缝式太阳能平板集热器作为热水器，其热性能超过德国的蓝膜，集热温度可达到中温；作为空气集热器，由于是翅片式的，集热面积很大，加热空气的热效率达到 50%~60%。该新型集热器用于采暖季供暖，白天靠太阳直接加热空气，晚上启动风机，此外，还可以把水箱中的热量引出来用于冬季取暖、夏天制冷、农作物干燥、海水淡化等领域。

来源：中国太阳能产业资讯网

“太阳能光热”能干啥用？

1.太阳能与建筑结合应用；

2.太阳能采暖、制冷、热水综合联供应用；

3.太阳能工业热力应用；

4.太阳能农、牧、渔业应用；

5.太阳能海水淡化应用；

6.太阳能干燥应用；

7.太阳能饮用开水应用；

8.太阳能生活热水应用；

9.太阳能中高温蒸汽、热电应用；

10.太阳能其他综合应用。