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平板太陽能集熱器基礎知識


太陽能集熱器的定義是:吸收太陽輻射并將產生的熱能傳遞到傳熱工質的裝置。

太陽能集熱器本身雖然不是直接面向消費者的終端產品,但是太陽能集熱器是組成各種太陽能熱利用系統的關鍵部件。無論是太陽能熱水器、太陽能灶、主動式太陽能房、太陽能溫室,還是以太陽能干燥、太陽能工業加熱、太陽能發電等,都離不開太陽集熱器,都是以太陽能集熱器作為系統的動力或者核心部件。

太陽集熱器的分類

太陽能集熱器可以用多種方法進行分類,例如;按傳熱工質的類型;按進入采光口的太陽輻射是否改變方向;按是否跟蹤太陽;按是否有真空空間;按工作溫度范圍等。

按集熱器的傳熱工質類型分類

按集熱器的傳熱工質類型,太陽能集熱器可分為兩大類型。

(1)液體集熱器

液體集熱器是用液體作為傳熱工質的太陽能集熱器。

(2)空氣集熱器

空氣集熱器是用空氣作為傳熱工質的太陽能集熱器

按照入采光口的太陽輻射是否改變方向分類

按照入采光口的太陽輻射是否改變方向,太陽能集熱器可分為兩大類型。

(1)聚光型集熱器

聚光型集熱器是利用反射器、透鏡或其他光學器件將進入采光口的太陽輻射改變方向并會聚到吸熱體上的太陽能集熱器。

(2)非聚光型集熱器

非聚光型集熱器是進入采光口的太陽輻射不改變方向也不集中射到吸熱體上的太陽能集熱器。

按集熱器是否跟蹤太陽分類

按集熱器是否跟蹤太陽,太陽能集熱器可以分為兩大類型。

(1)跟蹤集熱器

跟蹤集熱器是以繞單軸或雙軸旋轉方式全天跟蹤太陽視運動的太陽能集熱器。

(2)非跟蹤集熱器

非跟蹤集熱器是全天都不跟蹤太陽視運動的太陽能集熱器。

按集熱器內是否有真空空間分類

按集熱器內是否有真空空間,太陽能集熱器可分為兩大類型。

(1)平板型集熱器

平板型集熱器是吸熱體表面基本上為平板形狀的非聚光型集熱器。

(2)真空管集熱器

真空管集熱器是采用透明管(通常為玻璃管)并在管壁和吸熱體之間有真空空間的太陽能集熱器。其中吸熱體可以由一個內玻璃管組成,也可以由另一種用于轉移熱能的元件組成。

按照集熱器的工作溫度范圍分類

按照集熱器的工作溫度范圍,太陽集熱器可以分為三大類型。

(1)低溫集熱器

低溫集熱器是工作溫度在100℃以下的太陽集熱器。

(2)中溫集熱器

中溫集熱器是工作溫度在100~200℃的太陽集熱器。

(3)高溫集熱器

高溫集熱器是工作溫度在200℃以上的太陽集熱器。

以上分類的各種太陽集熱器實際上是相互交叉的。譬如:某一臺液體集熱器,可以是平板型集熱器,自然也是非聚光型集熱器及非跟蹤集熱器,屬于低溫集熱器;另一臺液體集熱器,可以是真空管集熱器,又是聚光型集熱器,但是非跟蹤集熱器,屬于中溫集熱器等。

以上分類的各種太陽集熱器還可以進一步細分,而且細分又有不同的分類方法。下面僅以聚光型集熱器為例。

聚光型集熱器可以用幾種方法進行分類。

(1)按聚光是否成像

①成像集熱器。成像集熱器是使太陽輻射聚焦,即在接收器上形成焦點(焦斑)或焦線(焦帶)的聚光型集熱器。

②非成像集熱器。非成像集熱器是使太陽輻射會聚到一個較小的接收器上而不使太陽輻射聚焦,即在接收器上不形成焦點(焦斑)或焦線(焦帶)的聚光型集熱器。

(2)按聚焦的形式

①線聚焦集熱器。線聚焦集熱器是使太陽輻射會聚到一個平面上并形成一條焦線(或焦帶)的聚光集熱器。

②點聚焦集熱器。點聚焦集熱器是使太陽輻射基本上會聚到一個焦點(或焦斑)的聚光型集熱器。

(3)按反射器的類型

①槽型拋物面集熱器。又稱為拋物槽集熱器,它是通過一個具有拋物線橫截面的槽形反射器來聚集太陽輻射的線聚焦集熱器。

②旋轉拋物面集熱器。又稱為拋物盤集熱器。它是通過一個由拋物線旋轉而成的盤形反射器來聚集太陽輻射的點聚焦集熱器。

(4)其他聚光集熱器

①復合拋物面集熱器。又稱CPC集熱器,它是利用若干塊拋物面鏡組成的反射器來會聚太陽輻射的非成像集熱器。

②多反射平面集熱器。多反射平面集熱器是利用許多平面反射鏡片將太陽輻射會聚到一小面積上或細長帶上的聚光型集熱器。

③菲涅耳集熱器。菲涅耳集熱器是利用菲涅耳透鏡(或反射鏡)將太陽輻射聚焦到接收器上的聚光型集熱器。

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