第8章 太陽能熱利用(1 / 2)

目前,人類對太陽能的利用還處於初級階段,主要有太陽能集熱器、太陽能熱水係統、太陽能暖房、太陽能發電等方式。下麵我們來依次講講這幾方麵對太陽能的利用。

1.太陽能集熱器

除了太陽能熱水器裝置外,太陽能集熱器還包括儲水箱、管道、抽水泵等其它部件。另外,在冬天它還需要熱交換器和膨脹槽以及發電裝置,以防備電廠不能供電時,它能暫時解決燃眉之急。

一般情況下,太陽能集熱器接受太陽輻射並向傳熱工質傳遞熱量。

按傳熱工質的不同,太陽能集熱器分為液體集熱器和空氣集熱器;按采光方式的不同,太陽能集熱器可分為聚光型和非聚光型集熱器兩種。

另外還有一種真空集熱器。它的使用壽命非常長,一個好的太陽能集熱器至少可以用20~30年。2000年以來,人們所製作的集熱器可連續使用40~50年也不發生故障,很少需要進行維修。

2.太陽能熱水係統

將水加熱是早期最廣泛的太陽能應用,現在全世界已經製造出了數百萬種太陽能熱水裝置。

收集器、儲存裝置和循環管路三部分是太陽能熱水係統的主要元件。此外,還有輔助的能源裝置(如電熱器等)以防備沒有陽光時使用;還有強製循環用水,以及控製水位或控製電動部分或溫度的裝置及接到負載的管路等。

太陽能熱水係統按循環方式不同可分為兩種:

①自然循環式:自然循環式熱水係統的儲存箱置於收集器的上方。在收集器內,水接受太陽輻射變熱,溫度上升,結果收集器及儲水箱中的水溫變得不同而產生密度差,引起浮力,促使水在儲水箱及收集器中自然流動。

水流量與收集器的太陽能吸收量成正比。因不需要循環水,而且維護十分簡單,因此這種類型已被廣泛采用。

②強製循環式:強製循環式熱水係統使水在收集器與儲水箱之間循環。當收集器頂端水溫與儲水箱底部水溫形成一定溫差時,控製裝置就會自動啟動使水在收集器與儲水箱之間循環流動。有止回閥在水入口處,其用來防止夜間水由收集器逆流,引起熱損失。

這種類型熱水係統的流量一目了然,性能容易預測,人們也可以推算出若幹時間內的加熱水量。

在同樣的設計條件下,與自然循環方式比較,這種熱水係統具有可以獲得較高水溫的優點,但它的缺點也很明顯:因為必須利用水,因此有水電力、維護(如漏水等)以及控製裝置時動時停、容易損壞等問題存在。

因此,人們一般用自然循環式熱水器,大型熱水係統或需要較高水溫的情形下才選擇強製循環式。

3.太陽能暖房

太陽能還可以用來作冬天暖房呢,這在許多寒冷地區已經使用了好多年。寒帶地區的冬季氣溫非常低,室內必須有暖氣設備,如果想節省大量傳統能源的消耗,設法應用太陽輻射熱是最好的辦法。