太阳能热水器-华春新能源-一体式平板太阳能热水器

太阳能热水器的集热材料太阳能热水器

太阳能热水器的集热材料

太阳能热水器太阳主要以电磁辐射的形式给地球带来光与热。太阳辐射波长主要分布在0.25～ 2.5μm范围内。从光热效应来讲，太阳能热水器，太阳光谱中的红外波段直接产生热效应，而绝大部分光不能直接产生热量。我们感觉在强烈的阳光下的温暖和炎热，一机多用太阳能热水器，主要是衣服和皮肤吸收太阳光线，从而产生光热转换的缘故。从物理角度来讲，一体式平板太阳能热水器，黑色意味着光线几乎全部被吸收，吸收的光能即转化为热能。因此为了较大限度地实现太阳能的光热转换，似乎用黑色的涂层材料就可满足了，但实际情况并非如此。太阳能热水器这主要是材料本身还有一个热辐射问题。从物理的理论可知，黑体辐射的波长范围在2～ 100μm之间，黑体辐射的强度分布只与温度和波长有关，辐射强度的峰值对应的波长在10μm附近[3]。由此可见，太阳光谱的波长分布范围基本上与热辐射不重叠，因此要实现的太阳能热转换，所采用的材料必须满足以下两个条件:①在太阳光谱内吸收光线程度高，即有尽量高的吸收率α;②在热辐射波长范围内有尽可能低的辐射损失，即有尽可能低的发射率γ。

一般来说，对同一波长太阳能热水器而言，材料的吸收率和发射率有同样的数值，即吸收率高则相应的发射率也高。但吸收率α与反射率γ及透射率t满足如下关系:α γ t= 1。对于不透明材料由于t= 0，则α γ= 1。而对于黑色物体来说，γ= 0，则α= 1。根据以上讨论可知，有效的太阳能光热转换材料是在太阳光谱范围内，即λlt; 2.5μm，有α≈ 1(即γ≈ 0);而在λgt; 2μm，即热辐射波长范围内，有ε= 0(即γ≈ 1或α≈ 0)，一般将具备这一特性的涂层材料称为选择性吸收材料。

如不完全满足太阳能热水器以上条件，在热辐射波长范围内ε值较大，尽管太阳光谱α≈ 1，仍有很大的热辐射损失，这类材料通常称为非选择性涂层材料。所有选择性吸收涂层的构造基本上分为两个部分:红外反射底层(铜、铝等高红外反射比金属)和太阳光谱吸收层(金属化合物或金属复合材料)。吸收涂层在太阳光波峰值波长(0.5μm)附近产生强烈的吸收，在红外波段则自由透过，并借助于底层的高红外反射特性构成选择性涂层。

在聚光方面，由于日光波长覆盖范围大，聚焦用的反射镜或折射镜的高反射率或高透射率波长应覆盖300～ 2500nm，因而镜面采用新型的纳米涂层，从室内保温涂层到太阳镜上的防反涂层等，这些技术将集热器的效率提高了近5%。从近众多的纳米技术的研究成果来看，玻璃涂层将获得更加长足的发展。预计涂层未来的研发方向主要有以下几个方面:①超长的户外寿命(抗风、防灰尘吸附等);②高太阳光反射率(反射波长覆盖300～ 2500nm);③良好的抗机械应力特性，以适应对反射镜面的定期清洗;④耐腐蚀性(lt; 0.15%，与镀银镜面耐腐蚀性相当)。在吸热方面，太阳能一次吸热(指直接从阳光获取热能)材料主要有金属、塑料、玻璃等，但实际使用的几乎全是金属。

太阳能热水器按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料、氯化锂、硅胶、水等，国内外使用得比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。

太阳能热水器的优点

太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。

主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。

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