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平板太阳能技术之争的核心在哪里?

日期:2017年5月9日 09:03

出现、发展、成熟、衰落,没有一种产品或者一个行业的发展不遵循这个规律,所不同的是,生命周期的长短而已。市场就是那只看不见的生死之手,在无声无息中操纵着这个世界万事万物的兴衰存亡。

  平板太阳能热水器在上世纪八九十年代淡出市场,复又在近几年卷土重来,纵使有再多的人为环境因素叠加出了这种结果,产品本身的质量问题仍然是不容忽视的一个重要因素。我们根据近几十年的发展,来一起探讨一下影响平板太阳能热水器寿命的核心技术所在:
  选择性吸收涂层

  板芯是平板集热器的核心部件,相当于人的心脏,他只要运转不好不能吸收足够的热量,那么任其他的部件再完美也是徒劳。而决定板芯提高热量吸收率和降低发射率的关键便是选择性吸收涂层,选择性表面吸收率越高,反射率越低越能保留所吸收的热幅射,较高的吸收率和较低的发射率会使整个系统有更高的转换率。

  目前镀膜技术有三种:阳极氧化镀膜技术、黑铬镀膜技术和蓝钛镀膜技术(蓝膜)。阳极氧化涂层性能较差,使用材质受限,现在很多厂家不再选用此种产品。黑铬镀膜的热稳定性和抗高温性能好,但黑铬镀膜的发射率比较高,从而使吸热板的整个系统光热转换效率比较低,并且在生产过程中会造成较大的污染,需要花费很多成本处理,这和太阳能热水器节能产品的初衷相违背。目前比较受热水器厂家欢迎的是蓝膜,相对来讲,污染较小,吸收率和发射率综合考虑达到了比较高的热转换效果,但是一般国内厂家技术上达不到,仅有的几家专门生产蓝膜的公司产品质量还有待考证,大多数厂家使用的膜层从国外进口,造成了成本较高,很多中小企业难以担负。

  除此之外,还有几个性能是关系到平板热水器使用寿命、安全性能、推广程度的较为重要的技术:

  吸热体的材料

  吸热体主要由金属材料制成,金属吸热体可进行自然循环、强制循环,传热效率也高得多。常用材料是铜、铝合金、不锈钢、镀锌板、沿海水质较差的地方,也有用塑料或玻璃钢等材料。

  初期为钢管板绑扎结构,后来出现了焊接式、铝翼式、铜铝复合式。焊接工艺分为超声波焊接和激光焊接。传热效率和耐压能力比玻璃的提高很多。

  管板结合方式

  吸热体的管板结合工艺,按吸热板的结构不同,可分为管板式、翼管式、蛇管式、扁盒式、圆管式和热管式。
  (1)管板式吸热板
  平板太阳能集热器管板式吸热板是将排管与平板以一定的结合方式连接构成吸热条带,然后再与上下集管焊接成平板太阳能集热器吸热板。这是目前国内外使用比较普遍的吸热板结构类型。
  (2)翼管式吸热板
  翼管式吸热板是利用模子挤压拉伸工艺制成金属管两侧连有翼片的吸热条带,然后再与上下集管焊接成吸热板。平板太阳能集热器吸热板材料一般采用铝合金。
  (3)蛇管式吸热板
  蛇管式吸热板是将金属管弯曲成蛇形,然后再与平板焊接构成吸热板。这种结构类型在国外使用较多。吸热板材料一般采用铜,焊接工艺可采用高频焊接或超声焊接。这种焊接方式流动阻力大,流体通道不是并联而是串联;焊接难度大,焊缝不是直线而是曲线。
  (4)扁盒式吸热板
  平板太阳能集热器扁盒式吸热板是将两块金属板分别模压成型,然后再焊接成一体构成吸热板,吸热板材料可采用不锈钢、铝合金、镀锌钢等。焊接工艺难度大,容易出现焊接穿透或者焊接不牢的问题。并且焊点不能承受较高的压力。

  保温层

  保温层的作用是减少集热器向四周环境的散热,以提高集热器的热效率。要求保温性能好,即材料的热导率小,不产生有毒气体,材料有岩棉、矿棉、聚苯乙烯、聚氨酯发泡塑料等。

  外壳

  保温层外壳的作用是将吸热板、盖板、保温材料组成一个整体,因此它应有一定的刚度和强度,并便于安装。其材料一般用钢板、铝型材、玻璃钢或塑料。
  为了确保外壳的使用寿命,有些外壳表面需进行喷涂处理。一般涂层要求薄而均匀,有较强的附着力和抗老化性能,耐湿热,不生锈。

  防冻性能
  业界一直有句话是平板不过江,说的即是在温度较低的北方冬季,启动温度成为制约平板太阳能热水器发展的致命弱点。真空管在气温高于零下10℃左右即可启动工作,而最早的平板太阳能热水器则要在零度以上才能工作。这种问题主要是我国太阳能热水器发展初期采用自然循环造成的,现在的平板采用二次循环和防冻系统后,以特种防冻液作为导热介质,沸点低,热交换效率高,这个问题已经得到解决。也早有致力于平板发展的厂家做过实验,煜林枫平板太阳能热水器在我国最北端漠河进行的极端低温环境实验中,性能良好,稳定产出热水。

  总之,一件产品的好坏和寿命长短不是哪一个部件就可以决定的,所有部件共同作用才能使整个产品良好运行。这也就是众所周知的木桶效应,往往劣势决定着整个产品的质量水平。

来源:中国

所属类别: 行业新闻

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