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平板集热器的结构组成及其功能

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       平板集热器直接收自然阳光照射而加热所需要的工作流体,其吸收太阳辐射的面积和采集辐射的面积相等。由于地面上太阳辐射能的密度十分稀薄,至少只有800w/平方米,所以平板集热器的集热温度一般多在100摄氏度以下。

       平板集热器工作时,太阳辐射穿过透明盖板后投射在吸热板上,被吸热板吸收并转化成热能,然后将热量传递给热板内的空气或流道内的液体,使工质的温度升高,作为集热器的有用能量输出;与此同时,温度升高后的吸热板不可避免地要通过传导、对流和辐射等方式向四周散热,成为集热器的热量损失。

        平板集热器能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射,这是它的优点之一。此外,平板集热器的结构和制造工艺简单,价格低廉。因此,在所有太阳能热利用的装备中,平板集热器是最简单实用的。

       平板型集热器主要由吸热板、透明盖板、隔热层和外壳等几部分组成,吸热板是平板集热器内吸收太阳辐射并向工质传递热量的部件,通常情况下,吸热板大多是平板形状,为了增加吸收辐射的面积,也可以做成瓦楞状、散热片状等。平板集热器的吸热板还安装有换热介质的流道。流体的流道可以是与吸热板紧密结合的管道或与吸热板成为一体。

        透明盖板是平板集热器中覆盖吸热板,并由透明或半透明材料组成的板状部件。它的功能主要有三个:一是透过太阳辐射,使其投射在吸热板上,二是保护吸热板,使其不受灰尘及风雪的侵蚀;三是形成温室效应,阻止吸热板在温度升高后通过对流和辐射向周围环境散热。

       保温隔热层的厚度应根据选用的材料种类、集热器的工作温度、使用地区的气候条件等因素来确定。应当遵循这样一条原则:材料的热导率越大、集热器的工作温度越高、使用地区的气温越低,则保温隔热层的厚度就要求越大。一般来说,底部隔热层的厚度选用3~50mm,侧面隔热层的厚度与之大致相同。

       外壳是集热器中保护及固定吸热板、透明盖板和隔热层的部件。根据外壳的功能,要求外壳有一定的强度和刚度,有较好的密封性及耐腐蚀性,而且有美观的外形。外壳的材料有铝合金板、不锈钢板、碳钢板、塑料、玻璃钢等。为了提高外壳的密封性,有的产品已采用铝合金板一次模压成型工艺。