若干支全玻璃真空太陽能集熱管一定規則排成陣列與聯集管、尾架和反射器等組裝成太陽能集熱器;與循環管路、儲水箱等組件組成分體式太陽能熱水系統。
分類
1.按排列方式可以分為:
豎單排(真空管太陽能熱管豎直排列)、橫單排(真空管太陽能熱管水平排列)和橫雙排三類。
2.按集熱器的工作溫度範圍可分為:低溫全玻璃真空管集熱器、中溫全玻璃真空管集熱器、高溫全玻璃真空管集熱器;我們現在一般生活用熱水器均為低溫範圍,中高溫集熱器一般使用於工業領域,如工業太陽能鍋爐系統。全玻璃真空管集熱器基本結構組成:
全玻璃真空管型太陽能集熱器結構一般可由以下組件:
1.全玻璃真空管;
2.聯箱(鋁合金結構);
3. 漫反射板(CPC反光板);
4.尾架(玻璃管托架,可採用PET材料);
5.尾座(與聯箱組成集熱器的支撐框架);
6.保溫層(岩棉、聚氨酯泡沫等);
7.配管接口(銅調節器接頭)
8.翅片(導熱片)
9.銅調節器或熱管(導熱介質載體)
技術要求
1)材料
(1)玻璃管材料應採用硼矽玻璃3.3。
a其理化性能應符合ISO3585:1998《硼矽玻璃3.3性能》與QB/T2436《全玻璃真空太陽集熱管用玻璃管》的要求,以及玻璃管太陽透射比r≥0.89(大氣質量1.5,即AM1.5,按ISO9806-1:1994計算)。
b玻璃管上不大於1mm的結石不得密集,即10mmX10mm範圍內不得多於一個,整支管子上不得多於五個,結石周圍不得有裂紋,大於1mm的結石不允許存在。
c玻璃管上不大於1.5mm的節瘤不得密集,即10mmX10mm範圍內不得多於兩個;整支管子上,不大於2.5mm的節瘤不得多於五個,大於2.5mm的節瘤不允許存在。
(2)太陽選擇性吸收塗層的太陽吸收比α≥O.86(AM1.5)。
(3)太陽選擇性吸收塗層的半球發射比εh≤0.080(80℃士5℃)。
(4)吸氣劑應符合GB/T9505《蒸散型鋇吸氣劑》的規定。
2)空曬性能參數
太陽輻照度G≥800W/m,環境溫度8℃≤ta≤30℃,全玻璃真空太陽集熱管以空氣為傳熱工質,空曬溫度ts,空曬性能參數Y=(ts一ta)/G,Y≥190m℃/kW。
3)悶曬太陽輻照量
(1)罩玻璃管外徑為47mm,太陽輻照度G≥800W/m,環境溫度8℃≤ta≤30℃,全玻璃真空太陽集熱管以水為傳熱工質,初始溫度不低於環境溫度,悶曬至水溫升高35℃所需的太陽輻照量H≤3.7MJ/m。
(2)罩玻璃管外徑為58mm,太陽輻照度G≥800W/ m,環境溫度8℃≤ta≤30℃,全玻璃真空太陽集熱管以水為傳熱工質,初始溫度不低於環境溫度,悶曬至水溫升高35℃所需的太陽輻照量H≤4.7MJ/m。
平均熱損係數
全玻璃真空太陽集熱管的平均熱損係數ULT≤0.85W/(m2·℃)。
4)真空性能
全玻璃真空太陽集熱管真空夾層內的氣體壓強p≤5.0X10Pa。
5)真空品質
全玻璃真空太陽集熱管的內玻璃管於350℃下,保持48h,吸氣鏡面軸向長度消失率不大於50%。
6)耐熱衝擊
全玻璃真空太陽集熱管應能承受不高於0℃的冰水混合體與不低於90℃熱水交替反覆衝擊三次而不損壞 。
7)耐壓
全玻璃真空太陽集熱管內應能承受0.6MPa的壓強。
8)抗機械衝擊
鋼球試驗: 全玻璃真空太陽集熱管應能承受直徑為30mm的鋼球,於高度450mm處自由落下,垂直撞擊集熱管中部而無損壞。
施工、安裝要點
系統的施工安裝應確保全全性和功能性,同時考慮與建築結合。
應注意下列事項:
1) 要安裝集熱器(熱水器)的結構上預先設定預埋件或固定螺栓,當集熱器安裝在砌體牆上時,應在預埋件處增設構造柱。非結構受力構件如輕質填充牆上不得設定集熱器。
2) 在需做防水的部位,不得破壞防水層。
3) 採用支架安裝時,應按照設計圖紙的要求檢查強度、耐久性、與建築物的固定方式。
4) 設定可靠的避雷措施。
5) 貯水箱基座必須設在建築物承重牆(梁)上,並預留固定用預埋件。預埋件與基座之間的空隙,套用細石混凝土填搗密實。
6) 貯水箱套用地腳螺栓與基礎連線牢固。
7) 管路安裝時,不得在結構樑柱、抗震牆的暗柱、端柱處穿管。穿過屋面、牆面應及時預埋套管,避免在已做好防水保溫的屋面上鑿孔打洞。
8) 太陽熱水器安裝節點做法可以參見國家建築標準設計圖集《住宅用熱水器選用及安裝》01SS126。
技術經濟分析
採用太陽能作為熱源供應生活熱水是一項節能新技術。太陽熱水系統的設定除考慮系統類型、輔助熱源的種類和比例、集熱器類型、貯熱水容積以及集熱系統的熱性能和居民用熱水負荷等諸多技術因素外,其經濟性還取決於當地的太陽能資源和氣候條件、居民的經濟承受能力等非技術因素。經濟技術分析可從經濟性能和技術因素兩方面進行。分為設計階段的預評價和系統運行評價。
1) 經濟性能指標
預評價是在系統設計完成後,根據系統形式,確定的集熱器面積及集熱器性能參數、設計的集熱器傾角及給定的氣象條件下,在系統使用壽命期內的節能效益分析。系統運行評價是系統建成投入運行後,進行長期監測,計算實際的節能效益。經濟性能指標包括太陽熱水系統的投資回收年限和太陽能保證率分析等。
2) 技術評價指標
包括設計階段的預評價及系統運行評價
執行標準
1)產品標準
《全玻璃真空太陽集熱管》GB/T17049-2005
《真空管太陽集熱器》GB/T 17581-1998
2)工程標準
《太陽熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規範》GB/T 18713-2002
3)相關標準圖
《太陽能集中熱水系統選用與安裝》06SS128
《住宅用熱水器選用及安裝》01SS126。