全玻璃真空管太阳能热水器在冬天的运行
来源:原创   日期: 2013-1-24   点击: 1218
  一、引言

  早期全玻璃真空太阳集热管(以下简称真空集热管)的品种很单一,到上世纪九十年代末期,主要的产品都还是长1.2m、罩玻璃管外径47mm的管子。但正是由这样的管子做成的全玻璃真空管太阳能热水器(以下简称真空集热管热水器),能够在冬天的北京正常地运行,并逐渐取代当时冬天不能运行的平板型热水器,因此它得以迅猛发展。现在真空集热管的品种繁多,真空集热管热水器产业的形势大好。但多年来一直传播着一些含义不清的说法,如管长度短于1.8m的真空集热管热水器在冬天“不好用”、会“冬眠”、会“罢工”等等。为此,本文以一些真空集热管热水器在冬天运行测试数据,希望能在认清这些说法方面起到抛砖引玉的作用。

  二、真空集热管的热性能测试

  真空集热管按国标的技术要求有9项,其中3项涉及到热性能,它们分:空晒性能参数Y(m2℃/kW),Y值越大越好;闷晒太阳辐照量H(MJ/m2),H值越小越好;平均热损系数ULT(W/m2℃),ULT值越小越好。表1列出同一厂家不同管长、不同管径真空集热管的这些测试参数(注:它们都满足技术要求,其中Y≥190m2℃/kW,H≤3.7MJ/m2和H≤4.7MJ/m2的罩玻璃管管径为47mm和58mm两种,ULT≤0.85W/m2℃),表中37/47-1500中37/47表示内管、罩玻璃管管径37mm和47mm,1500表示管长1.5m,其余以此类推。

全玻璃真空管太阳能热水器在冬天的运行

  从表1可以看到,不论管长是1.5m、1.6m、1.8m,罩玻璃管管径是47mm、58mm,只要生产过程严格,生产出来的不同长度、不同管径的真空集热管其热性能并无明显的差别。

  三、真空集热管热水器的热性能测试

真空集热管热水器的热性能测试

  真空集热管热水器按国标的技术要求有17项,其中一项是热性能,热性能又分日有用得热量q(q值大好)和平均热损因数USL(USL值小好)。表2列出同一厂家不同管长、不同管径、不同型号的热水器的热性能参数(注:它们都能很好地满足技术要求,其中q≥7.5MJ/m2,USL≤22W/m3·K),表2中Ф47、Ф58表示罩玻璃管管径,L1500、L1800表示管长。L1500的4台,L1800的6台。

  从表2可知,不论任何集热管组成的这10种型号的热水器,只要质量保证,其热性能也无明显的差别。

  1.热水器在冬天的单日运行

  JB4715-21-150/45真空集热管热水器,它是由21支管长1.5m、罩玻璃管管径47mm的集热管组成,管中心间距70mm、水量150kg、集热器倾角45°、采光面积2.04m2、带有轧花铝反射板。我们对该型号的热水器进行一年跟踪测试,地点在北京。表3是热水器在冬天三种不同气候条件下从8:00到16:00的运行结果。

  在日均温度都低于0℃的三天中,如果太阳辐照量足够,热水器运行一天,即可得洗浴热水,如12月26日;如果太阳辐照量差些,热水器运行一天,所得的热水温度达不到洗浴水温,需辅助加热,补充一点热量,如12月14日;如果雪天,如12月19日,太阳辐照量都测不到,热水器升温0.2℃(可忽略不计),真空集热管对热水器只起保温作用,洗浴热水就得全靠辅助加热,即使如此,它还会继续工作,不“冬眠”,不“罢工”。现在太阳能热水器一般都配有电子仪器控制的电辅助加热装置,能在阳光不足的条件下定时提供辅助加热,和电热水器区别不大。遇上下雪天,又无辅助加热,管长短于1.8m的真空集热管热水器水温达不到洗浴温度,那么管长长于1.8m的真空集热管热水器就能达到洗浴水温吗?从科学的角度看,这方面的专家也不敢妄下定论。

  2.热水器在冬天的多日连续运行

  综上可知,在冬天天气寒冷、光照不足又无辅助加热的条件下,正因真空集热管热水器具有不“冬眠”的优点,所以它能连续多日运行。表4是JB4715-24-150/45真空集热管热水器在大庆多日连续运行的测试结果。该热水器由24支管长1.5m、罩玻璃管管径47mm的管子组成,管中心间距61mm、水量150kg、集热器倾角45°、采光面积2.042m2、不带反射板。

真空集热管热水器的热性能测试

真空集热管热水器的热性能测试

真空集热管热水器的热性能测试

真空集热管热水器的热性能测试

真空集热管热水器的热性能测试

真空集热管热水器的热性能测试

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