經常看我文章的朋友會發現,關于太陽能供暖,此前我一直在力推真空管集熱器,今年五月份,才開始在網上介紹平闆集熱器采暖,當時,主要是介紹我們的背流式平闆集熱器,隻是最近一個多月才改為介紹全流道平闆集熱器采暖方式的。為什麼會這樣呢?我們來看一下這三種集熱器用于供暖時各自有什麼優缺點。
真空管集熱器:
優點:技術成熟、價格低廉、集熱溫度高、集熱溫度高于60℃時比平闆集熱器得熱量高、熱損小(0.9W/m2·℃)、弱光條件下集熱效率較平闆集熱器高、對水質要求最低、抗風。
缺點:有爆管風險、所需水箱容積大、無法自動除雪、占地面積大、無法做到真正意義上的排空(能排出約一半左右的水量)、不适合坡形屋頂安裝、使用壽命短(一般為15年),維護成本高。
解讀:此處所講真空管集熱器為普通全玻璃真空管集熱器,非熱管。真空管集熱器比平闆集熱器熱損小是指在非排空狀态下。真空管集熱器對水質要求低是指在橫插管方式下。爆管風險不單指所需更換真空管的價值,更重要的是熱量的損失,及更換真空管的人力成本,一旦爆管,屋面就有可能結冰。真空管需人工除雪,平頂還好說,若是坡形屋頂,除雪工作人身安全難以保障。集熱器得熱量不等于有效得熱量。排空的目的是減少熱量損失。
真空管集熱器
背流式平闆集熱器:
優點:颠覆性技術、價格低廉、集熱效率高、有效得熱量高、占地面積小、使用壽命長(20年以上)、可完全排空、熱損較小、可自動除雪、免維護、适合任何形狀的屋頂和牆體南、東西側立面安裝。
缺點:制造困難,目前尚處于理論階段,距離量産還有待時日。對水質要求極高,要求純淨水。弱光條件下集熱效率低。集熱溫度60℃以上時,集熱效率低。風阻大。
解讀:背流式集熱器屬我公司專利技術,該技術已經被論證可行,我們造出了樣機,并進行了集熱試驗和數據采集。但是目前我們還沒有找到最适合的制造材料,該材料必須具有價格低廉、耐空曬、熱容量小等特點。若是闆芯采用不鏽鋼制造,相比于全流道集熱器,在制造成本上,背流式要貴上很多,因為背流式集熱器的闆芯結構要比全流道集熱器的闆興結構複雜的多,不具備競争優勢,因為從理論上來說,背流式比全流道的有效得熱量高的并不是很多。
背流式平闆集熱器樣機
全流道平闆集熱器:
優點:結構簡單、技術成熟度高、集熱效率高、有效得熱量高、占地面積小,使用壽命長(20年以上)、可完全排空、免維護、可自動除雪、适合任何形狀的屋頂和房屋南、東、西側立面安裝。
缺點:造價高。承壓能力弱。對使用水質有一定要求。弱光條件下集熱效率低。集熱溫度超過60℃時,集熱效率低。熱損大(5W/m2·℃)。風阻大。
解讀:全流道集熱器和背流式集熱器都是平闆集熱器,所以兩者的優缺點有很多相吻合。二者的區别是全流道是底部進水、頂部出水,背流式是頂部進水、底部出水。全流道集熱器必須承壓,所以其制造材料隻能是不鏽鋼等金屬,但是其結構又造成了其承壓能力非常弱的特點,運行壓力不得超過0.2MPa,考慮到水錘現象,一般這個值在0.15MPa内才更為安全。全流道集熱器的闆芯重量高達11kg,所自身熱容量較大,熱損也較大(非工作狀況下集熱器自身散熱損失大)。
全流道平闆集熱器
綜上所述,目前太陽能采暖,真空管集熱器和全流道平闆集熱器都是成熟産品,二者各有優缺點,隻是相比較而言,全流道平闆集熱器更有優勢而已。無論是施工方,還是用戶方,最為頭疼的就是産品使用的可靠性及維護的便捷性。針對真空管爆管漏水的問題,有人發明了爆管防漏閥,但是業界用量并不大,并不是說這個閥有多貴,而是這種閥的長期使用安全性還有待提高,還有就是即便爆管處不漏水,但熱量的損失仍然無法避免,所以最好的辦法是讓真空管不爆管,這個,目前還沒有哪個廠家宣稱自己能做到。還有真空管集熱器無法做到自動除雪,冬季一場大雪就會讓整個系統處于癱瘓狀态,必須人工進行除雪,否則在嚴寒地區,極有可能凍壞集熱器。而集熱器多安裝在屋頂,人工上去除雪是一件極其困難且危險的事,尤其是斜坡屋頂,下雪後地面濕滑,站都站不穩,還怎麼去除雪?
我研究太陽能供暖八年了,此前一直做的都是真空管集熱器,正是由于做過,才了解了用真空管集熱器供暖售後的麻煩。那時,國内平闆集熱器多為管闆式的,主要銷往南方市場,用做太陽能熱水器。彼時全流道平闆集熱器技術剛被引入中國,正處于技術消化、研發、試驗階段,而且價格極高,尚不具備大規模推廣條件。經過多年的發展,而今全流道平闆集熱器無論是制造成本,還是制造工藝,使用壽命、集熱效率都得到了不同程度的提高,具備了大規模推廣應用的條件。
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