[科普中国]-太阳能收集器

简介

该太阳能收集器用来组装太阳能热水器,利用阳光来提供热水.由于使阳光的吸收在充满水的玻璃盒中进行,吸热材料吸收阳光后产生的热量全部传入水中,热效率因而比普通的金属盒太阳能收集器高.

原理太阳能集热器技术的原理并不复杂，它是通过吸收太阳能辐射，然后通过自身的转化产生的热能，之后将热能传送给需要的物体，可以称之为是一种热传递。2

收集器理想方向可以通过考虑当地天气、气候与纬度的影响,确定一种最佳太阳能收集器方向的方案。

图象的研究表明只要选择适当的南北角,采用东西向跟踪的结果,集能量非常接近于理想的情况,而固定收集器所提供的输出量却少得多。此外,必须认识到最佳的集热器装置还取决于天气、气候和换能器的型式。3

应用这种太阳能收集器可安装在家庭、办公楼建筑或工厂的屋顶上,将来可能更广泛地应用于补充常用热量的工厂。它们也可将热量供给与气体冰箱操作原理相同的电力空气调节系统。1

干燥谷物

因为谷物千燥用的大流量空气和较大收集面积在农用建筑上很易得到,所以板式太阳能收集器(用空气作为传热介质)已被认为适用于干燥谷物。板式太阳能收集器的设计和结构很简单,只有一个收集太阳能的平板和一块透明材料的盖板(图1)。太阳光容易透过透明盖板、然而只能透过波长较长的能量。当空气流过吸收板和透明盖板间的空间时,空气便被加热升温。然后,这种由太阳能加热的空气可用在如谷物干燥等加工过程中。4

问题­——热应力大在集热器安装或运行系统发生故障时,没有换热流体或换热流体不能继续循环的情况下,太阳能收集器仍受到太阳的辐射而处于炯晒状态.这种炯晒将使收集器内部温度比周围环境的温度高出200℃左右.在这样的温度作用下,集热板中的热应力是相当大的。

为防止炯晒情况下集热板的翘曲,应采.取下列措施:

1。在太阳能收集器运行时,应随时检查运行状态,特别是在炎热的夏季更应经常检查,保证收集器充水运行。

2.在太阳能收集器箱壳内侧衬以绝缘材料,加热板与绝缘材料之间应留有一定空隙,这样既可减少热损失,又可使集热板有伸缩的余地.

3.将集热板排管之间的部分做成向上凸起的形状。如图35

标准最近,法国标准局公布了二个新的太阳能收集器标准:

1.法国标准NFP50一503规定了透明复盖物,吸收器和太阳能收集器的反射器的光学性能。

2.法国标准NFP50一510规定了液体循环式太阳能收集器及其元件的老化过程,即《老化试验》。该标准包括对太阳能收集器及其元件样品作l次或数次特性试验;老化过程试验;与老化前试验相似的1次或数次特性试验,以便鉴别加速的老化过程、自然的老化过程或人工的老化过程,以及检验或测量运转性能。6

发展蒸发式太阳能收集器太阳光照射墙外的太阳能收集装置，使得装置中间的空气被加热。加热完毕的空气向上运动，通过抽风机被送到室内完成了整个保温过程。从建筑物表面散逸的热量通过进入的空气被带回了建筑内部，达到了保温和节能的双重效果（图 2）2

高效太阳能收集器美国通用电气公司研究设计成功一种高效率的新型太阳能收集器。该收集器为箱子形。箱内四周涂有隔烈塑料层,箱底涂复一种反射性能好的材料。箱盖由一排玻璃管组成,其表面是一种吸热性强的黑色玻璃纤维涂层。由于太阳光照射管子,该玻璃纤维层吸收辐射,并且把它转换成热量。然后用压缩空气把热量带走,冬天用作暖气,夏天用作驱动空调装置。未经转换的光又被箱底反射层反射后再吸收。该收集器成功的关键在于管子内的涂层。每根管子的内部是真空的,较易接受光辐射。但是不导热。被转换的热量必需用其他传热介质带走。据研究者声称,所射入的97拓的光线可转换成热量。由于管子的园形所致,它不受光照角度的影响。因此,在一天过程中能吸入大量光辐射。7