集熱式太陽(yáng)能好不好

集熱式太陽(yáng)能好不好 集熱式太陽(yáng)能熱水器 2種太陽(yáng)能空氣集熱器詳細(xì)圖解-空氣能熱泵廠家

集熱式太陽(yáng)能熱水器

一個(gè)集熱式太陽(yáng)能熱水器,一天(按光照10h)能使80kg水升高60℃,這個(gè)熱水器相當(dāng)于效率是90%的功率多大的電熱水器?

水吸收的熱量:

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×80kg×60℃=2.016×107J;

熱水器10h產(chǎn)生的熱量:

Q= Q吸 η = 2.016×107J 90% =2.24×107J;

電熱水器的功率:

P= W t = Q t = 2.24×107J 10×3600s ≈622W.

答:這個(gè)熱水器相當(dāng)于效率是90%的功率約為622W的電熱水器.

2種太陽(yáng)能空氣集熱器詳細(xì)圖解

非滲透型空氣集熱器

非滲透型空氣集熱器,有時(shí)亦稱(chēng)“無(wú)孔吸熱板型空氣集熱器“。是指在空氣集熱器中,空氣流不能穿過(guò)吸熱板,而是在吸熱板的正面和(或者)背面流動(dòng),并與經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能加熱后的吸熱板進(jìn)行熱交換。

非滲透型空氣集熱器根據(jù)空氣流動(dòng)的情況,又可分為三種形式:1、空氣只在吸熱板的正面流動(dòng);2、空氣在吸熱板的正、背兩面流動(dòng);3、空氣只在吸熱板的行面流動(dòng)。常見(jiàn)的設(shè)計(jì)是讓空氣在吸熱板的背面流動(dòng)、圖1-27示出了非滲透型空氣集熱器的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖1-27

對(duì)于空氣在吸熱板背而流動(dòng)的形式,又有不同的結(jié)構(gòu)形式:無(wú)翅片、有翅片、V形波紋板和其他形狀波紋板等。

A、 背面有翅片。吸熱板背面上加上翅片,可以改善空氣流與吸熱板的傳熱狀況,但同時(shí)也會(huì)引起額外的壓力降。因此,采用翅片的數(shù)目和高度存在某個(gè)最佳點(diǎn),超過(guò)這個(gè)最佳點(diǎn),就不能改善空氣集熱器的熱性能,因?yàn)樗栾L(fēng)機(jī)的功率也將增加。

B、 V形波紋板。增加空氣流有效傳熱面積和吸熱板有效吸收比的另一種方法,是采用V形波紋吸熱板。如果V形接收角保持在60度以?xún)?nèi),例如55度,則大部分太陽(yáng)輻射能在經(jīng)過(guò)V形波紋板兩側(cè)多次反射后被吸收。

總之,非滲透型空氣集熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉。它的缺點(diǎn)是空氣流和吸熱板之間的熱交換不能充分進(jìn)行,因而集熱效率難以有很大的改進(jìn)另外,為了減少吸熱板的輛射熱損失。需要采用選擇性吸收涂層,但這會(huì)增加空氣集熱器的成本。

滲透型空氣集熱器

針對(duì)上述非滲透型空氣集熱器的缺點(diǎn),早就有人提出了滲透型空氣集熱器,有時(shí)亦稱(chēng)“多孔吸熱板型空氣集熱器”。

滲透型空氣集熱器又可分為金屬絲網(wǎng)式、狹縫/多孔金屬網(wǎng)板式、重疊玻璃板式、碎玻璃多孔床式、蜂窩結(jié)構(gòu)式等形式,其大體結(jié)構(gòu)如圖1-28所示

圖1-28

A、 金屬網(wǎng)板式,大多數(shù)滲透型空氣集熱器都采用多層重疊的金屬絲網(wǎng),如圖1-28所示。太陽(yáng)輻射能首先被金屬絲網(wǎng)吸收并轉(zhuǎn)換為熱能,使金屬絲網(wǎng)的溫度升高,然后通過(guò)對(duì)流加熱穿過(guò)金屬絲網(wǎng)的空氣,此外,還可采用發(fā)泡蜂窩結(jié)構(gòu)、攻瑰管結(jié)構(gòu)等。

B、 狹縫/多孔金屬網(wǎng)板式。狹縫/多孔金屬網(wǎng)板式空氣集熱器,如圖1-28所示,其加熱過(guò)程與金屬絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)基本相同。狹縫/多孔金屬網(wǎng)板式與金屬絲網(wǎng)式相比,性能基本相同,但在降低集熱器成本上有更大的潛力。

C、 重疊玻璃板式。空氣集熱器中也可采用多層重疊的玻璃板,如圖1-28所示。在這種結(jié)構(gòu)中,盡管整個(gè)空氣流動(dòng)是沿著吸熱玻璃板而不是穿過(guò)網(wǎng)板。但是多層玻璃平板和空氣流的溫度都沿著集熱器的長(zhǎng)度方向以及從頂部到底部逐漸增加,從而在大幅度降低吸熱板的熱損失的同時(shí),也使空氣集熱器的壓力降保持很小、因而這也可以看作是滲透型空氣集熱器的一種。

D、碎玻璃多孔床式。空氣集熱器中還有一種用碎玻璃吸收太陽(yáng)輻射和加熱空氣的獨(dú)特概念,如圖1-28所示。將打碎的玻璃瓶分層敷設(shè)為多孔床,底部為黑玻璃,頂部為透明玻璃,太陽(yáng)輻射穿過(guò)破碎的透明玻璃,被控晬的玻璃吸收并轉(zhuǎn)換為熱能,使透明玻璃的溫度升高,然后通過(guò)對(duì)流加熱穿過(guò)透明玻璃的空氣。

E、 蜂窩結(jié)構(gòu)式。用玻璃或塑料制作成蜂窩結(jié)構(gòu),可以用來(lái)抑制非滲透型空氣集熱器吸熱板與玻璃蓋板之間的對(duì)流傳熱,從而降低來(lái)自后而吸熱板向上的熱損失。在這種空氣集熱器中,空氣可以穿過(guò)蜂窩結(jié)構(gòu),因而屬于滲透型空氣集熱器。蜂窩結(jié)構(gòu)式空氣集熱器可以有多種不同的設(shè)計(jì),如圖1-29所示。按使用材料分,有透明的和不透明的蜂窩結(jié)構(gòu)按蜂窩形狀分:有方形、六角形、管形、矩形等,另外,還有蟬窩結(jié)構(gòu)與多孔網(wǎng)板結(jié)合的。

圖1-29

綜上所述,滲透型空氣集熱器在以下兩個(gè)方面,克服了非滲透型空氣集熱器的缺點(diǎn)。

A、 更有效地傳熱。太陽(yáng)輻射可更深地穿透到多孔吸熱板之中,提高了吸熱板的太陽(yáng)吸收比的同時(shí),冷空氣流從多孔吸熱板表面進(jìn)入,首先,被較低溫度的上層加熱,無(wú)效小孔增加了吸熱板和空氣流之間的接觸而積,因而可以進(jìn)行更為有效的傳熱。當(dāng)然,多孔吸熱板的孔隙形狀、大小和厚度存在一定的最佳數(shù)值,因此進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇十分重要。

B、 減小壓力降。初看起來(lái),似乎由于多孔吸熱板阻礙了空氣流動(dòng),使這種滲透型空氣集熱器的壓力損失增大,但實(shí)際上它要比背面流動(dòng)的非滲透型空氣集熱器的壓力降小、這是因?yàn)榍罢吣竼挝粰M俄而上流通的空氣量要比后者低得多。實(shí)驗(yàn)表明,從空氣集熱器的壓力降的觀點(diǎn)來(lái)講,即使采用發(fā)泡蜂窩結(jié)構(gòu),也是有利的。