u型管集热器与平板集热器对比 - 图文

一、太阳能热水器过热、过压保护

传统的分体式太阳能热水器多采用U形管集热器或热管型集热器，以上两种集热器由于采用玻璃外管（如下图），内部呈真空状态，所以极易产生过热现象。

过热造成的危害一般是两方面：一是由于新房交工、装修期间或用户不使用期间极易造成集热器空晒，致使集热器吸热翅片温度超过160℃时产生氧化，因而损坏集热器或大大缩短其使用寿命和集热效率；二是水箱温度过热易造成烫伤、过压或水箱内胆搪瓷层脱落或开裂，因为造成水箱内胆损坏。目前，电热水器的国家标准中规定，最高温度不允许超过75℃的原因也是基于以上原因。

综合上述因素，我公司推荐本项目使用平板分体式太阳能热水器。平板集热器是一项很成熟的技术，在国外的市场占有率高达75%以上，在国内由于其价格较高，所以占有率较低。平板集热器的优点一是在低温热水（60℃）应用中效率最高，平均热性能高于其它类型集热器10%以上；二是不会产生高温，因平板集热器不能采用真空工

艺，所以在高温状态下其热损较大，故系统不会有高温、超压现象；三是安全，相比真空管型集热器，无炸管、漏水等安全隐患。

二、市场情况

目前我国太阳能集热器产品中，占绝对主导地位的全玻璃真空管集热器，其在与建筑物的结合方面却存在一系列问题：

1、运行安全问题：玻璃管直接与被加热的流体接触，由于玻璃管易破碎，极易造成系统瘫痪。

2、密封可靠性问题：玻璃管与金属水箱密封只能靠硅胶圈，对硅胶耐温、耐老化的要求极高，稍有不慎会漏水；玻璃管中也易形成水垢，很难清除；室外管道在北方也存在冻裂的隐患，等等。都影响系统的可靠性。

3、承压运行问题：由于真空管本身的耐压能力限制，以及真空管与水箱之间的软连接结构，使得系统不能承压运行，无法提供高品质的热水，限制了该类热水器的进一步推广和大面积系统的应用。

4、与建筑结合问题：现在的太阳能热水器在建筑上安装极为混乱，排列无序，给建筑景观、建筑安全性都带来了不利影响。

5、集热器寿命问题——玻璃管的绝热性能依赖真空夹层，真空度的保持年限无法达到建筑行业要求。

基于以上原因我们认为在七层以上的住宅和别墅复式建筑，可采用分体承压式太阳能热水器，分体承压式太阳热水器是一种间接式热交换的分离式承压热水系统。分体承压式太阳能热水器基本可与建筑进行结合，分体承压式太阳热水器与建筑的结合主要是集热器与建筑

的结合，主要采取墙壁、阳台、窗间墙、南坡屋面等安装等几种情况。

目前市场上生产及销售的“分体式太阳热水器”很多，选型、材质、效果差别很大，比较集中的有以下分类：

按集热器分类有：平板型、全玻璃管-U型管型、全玻璃管-热管。

按运行介质分类有：水、普通防冻液、太阳能专用导热液。 三、各类分体式太阳能热水器分析

1、平板式。平板式分体热水器采用平板型集热器，该集热器一般采用磷脱氧铜管制成全铜金属流道。平板集热器承压性能好，可使系统运行稳定，在平板集热器中，工质（即太阳能专用导热液）在金属流道内流动，不接触玻璃盖板，不会出现因骤冷、骤热引起暴管导致系统瘫痪。平板集热器可以实现紧凑式或无间隙安装，在生产热水的同时，还具有保温、隔热、遮光、防水的传统屋面、立面的功能，这就为取代部分或全部屋面、立面建筑构件提供了基础，并且集热器形状结构可灵活设计，尺寸可与建筑材料的模式和建筑结构达到较好的相容性。

平板集热器可以比真空管集热器的日有用得热量高，究其原因主要由两个： 第一，在相同的集热器总面积情况下，平板集热器的吸热体面积要比真空管集热器的吸热体面积大，而对于安装在民用建筑上的太阳能热水系统，集热器总面积决定了集热器在建筑围护结构中占据的实际空间大小，因而是建筑师们最关心的参数；平板集热器每平方米有效采光面积为0.92平方米，而真空管集热器每平方米有效采光面积为0.55平方米。平板集热器一般采用先进的镀黑铬涂层，其吸收比为93%-95%，发射比为9%-10%。真空管集热器中主要品牌的真空管质量可靠，其吸收比大于90%，发射比大于6%。

第二，在太阳热水器的运行温度内，平板集热器的瞬时效率可以比真空管集热器高，因为平板集热器效率曲线的截距高、斜率大，真空管集热器效率曲线的截距低、斜率小。这样两条斜率曲线必有一个交点，而在生活热水温度条件下，集热器往往是在这个交点的左边区域内运行，此时平板集热器的效率高于真空管集热器的效率。正因为这些原因，国外90％以上的太阳能热水系统都采用平板太阳能集热器，即使在冬季十分寒冷的丹麦、瑞典等北欧国家也不例外。

2、全玻璃管-U型管，全玻璃真空管-U型管集热器是在全玻璃真空管中插入弯成U型的金属管，在U型金属管和全玻璃真空管之间，有与二者均紧密接触的金属翅片，担负二者之间的热传导工作，被加热流体在金属管中流过，吸收全玻璃真空管收集的太阳能热量而被加热，从而构成U型管-真空管太阳能集热器。价格相对便宜、安装强度低，但由于自身结构的问题，换热阻力大，效率低。并由于外层全玻璃管的可靠性差，有安全隐患，尤其是放在阳台上，一旦炸管或遭到楼上坠物破损，对下面的行人容易造成人身伤害。

3、全玻璃管-热管，热管是一种高效导热元件，安装在全玻璃真空管中。热管和玻璃真空管之间有与二者紧密接触的金属翅片，将玻璃管转换的太阳能热量传导给热管蒸发段，热管再利用内部真空状态下工质的蒸发吸热和放热冷凝，将这一热量传导到被加热流体中。具有在低温环境中散热少，加热工质温度高的优点，但同时热管-真空管集热器的缺点是热量转换带来一定的热效率降低，同时有双真空结构所带来的结构复杂及造价高问题。另外，其外层还是全玻璃管，强度低，同样存在很大的安全隐患，利用率比较低。

4、水直接循环比防冻液循环效率要高，但是结垢的问题无法避免。所以，即使用防冻液二次循环效率低一些，却换来了永不结垢，但目

前市面上普通防冻液带有腐蚀性，其寿命受限。因此我们推荐采用太阳能专用导热液，热效率明显提高。

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