太阳能与锅炉的结合利用.pdfVIP

太阳能与锅炉结合使用的热水及供暖系统 MARIO DONINELLI 一、 太阳及太阳能 1.1 太阳能 作为清洁的可持续利用且用之不尽的能源，太阳能的重要性越来越得到了广 泛的认识。 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量，如图1所示， 4 个氢原子在核聚变为一个氦原子时释放出巨大的能量。这个能量通过辐射的形式 到达地球， 其每秒钟照射到地球上的能量相当于燃烧500万吨煤。在进入地球 大气层前太阳辐射能量大约为1350w/m2，经过大气层过滤后达到地球表面其能量 2 2 减低，在晴天时约1000w/m ，阴天时约100-150w/m 。 4 个氢原子 1 个氦原子 能量 图 1 太阳内部的核聚变图示 1.2 日照热量的分布 年均日照热量指一年时间内每个朝南的单位面积所能够收集到的热量，了解 这个数据有助于对太阳能光热系统的实施进行准确的预算评估。图2表明了欧 洲的年均日照分布情况，此数据不仅与经纬度有关，还同时考虑到了朝向、表面 的倾斜度等因素。 图 2 欧洲年均日照分布情况 1.3 被动及主动利用太阳能光热的方式 人类利用太阳能光热分为被动及主动两种方式 :被动方式指不需要借助其它 能源就可获得太阳能的方式，如温室、农作物干燥等，见图3 a。 主动方式指需要通过其它能源，制造相应的设备将太阳能转换为热能的方式, 见图3 b。 图 3a 太阳能被动利用方式 图 3b 太阳能主动利用方式 二、太阳能集热板的种类及用途 2.1 无遮板液体式集热板 由塑料集热管构成。由于无遮盖，其加热水温只到 40℃—45℃。因此它主 要用于加热泳池。 它最大的优势为造价低。但由于其材质和加工工艺的原因，其使用寿命短。 见图4 图 4 无遮板式液体集热板 图 5 平板镜面式液体集热板 2.2 平板镜面液体式集热板 它由以下几部分构成： ——金属集热器（铜、铝或钢），此集热器与通水的管道为一体。 ——玻璃或塑料材质的反光板，对于阳光有极强的吸收性，同时对于集热板内部 吸收热源的反射有极强的不透光性。 ——隔热板：在集热板后面用于防止热量损失。 ——箱体：以上元件的外壳，起到保温的作用。 这种集热板能产生 90℃—95℃的热水，但在水温超过 65℃—70℃后其热效 率降低。 它们的安装使用较简便，费用也适中，因此较多地使用于民用建筑。 对于小型家用热水系统，它们还可与水箱配备为一体。 见图5 2.3 真空管液体式集热板 集热板由真空的玻璃管组成，其内部装有集热条。 这类集热板的技术较为成熟。能有效防止集热板本身的散热，同时保证较高 的热效率，这非常适合于较为寒冷的区域。 真空管的集热板能产生115℃——120℃的热水。因此不仅适合于民用生活热 水，还可用于采暖，制冷等。 其造价也较为昂贵。 见图6