太阳能集热管节能评估装置 TMC-2Z绿光可再生能源检测系统 太阳能热水器性能测试

太阳能集热器的集热效率与太阳 强度、空气温度、流体工质流速、透明覆盖材料都有很大关系。太阳 强度等外界环境对太阳能集热器的集热效率而言为不可控因素，为保证实验结果的准确，太阳能集热管节能评估装置试验选择在晴朗无风的天气下进行，室外环境均保持一致。

无论透明覆盖材料是玻璃、PC板与塑料薄膜，在不同流速情况下，太阳能集热器的集热效率均表现出随太阳 强度增强集热效率升高的现象，同时流速越快集热效率越高。在不同太阳 条件下，高流速下太阳能集热器集热效率均高于同等太阳 条件下低流速状况下的集热效率。

在集热过程中，集热器本身既是一个集热装置，同时也是一个散热体，由于周围环境温度较低，集热器本身会向外界环境散热。散热量的大小取决于集热器内外温差，流速大可减小集热器水与室外温度的温差故散热量少，即集热量大。由可再生能源检测系统试验结果分析可知，流速影响集热效率的程度在一定条件下要比太阳 大，当然这也有可能是由于流速设置梯度较大，太阳 设置梯度较小造成了此现象，因此需要进一步试验验证讨论。

透明覆盖材料主要从两个方面影响太阳能集热器的集热效率，一个是透光率，二个是保温能力。从透光率上来讲，玻璃的透光率较PC板与塑料薄膜好；从保温特性来讲，PC板由于是双层中空材料，保温效果较玻璃与塑料薄膜好。综合两种因素，本试验表现出玻璃与PC板在同等外界环境与流速下，太阳能集热器的集热效率效率相差不大，但均明显高于塑料薄膜太阳能集热器的集热效率。本实验还对不同材料透明板进行了经济性分析，8mm厚钢化玻璃的承压能力、自身抗风压性、抗冲击、弹性好，机械强度高，热稳定性好，碎后不易伤人，透光率为90%以上，使用年限为10年以上，钢化玻璃比PC阳光板抗晒、耐老化；8mm厚PC阳光板具有良好的抗撞击性，重量较轻，透光率约为80%，由于新疆地区紫外线强烈，使用年限超过3年后透光率下降严重；0.2mm的PVＣ棚膜在低温下易变硬、脆化，高温易软化、松弛，透光率为62%~74%，而且存在老化回收后不能燃烧处理等问题，有效使用寿命4~6个月。但是从费用上来说，钢化玻璃成本为100元/m2，PC阳光板成本为50元/m2，而塑料薄膜成本仅为5元/m2。如果进行折旧计算，玻璃板为10元/m2/年，PC阳光板在有效使用情况下为16.7元/m2/年，塑料薄膜为10元/m2/年左右。综合考虑成本与集热效率，本试验从透明盖板材料使用寿命、透光率、机械性能、投资费用等方面考虑，方案为盖板采用钢化玻璃、水泵档位为3档（0.35L/s），即可获得好的使用效果。

太阳能热水器性能测试构建了由集热板芯、围护结构和透明覆盖材料组成的平板型太阳能集热器。试验结果表明，太阳能集热器的集热效率均随太阳 强度的增强以及流速的加快而升高。

太阳能热水器性能测试通过对比太阳能集热器在不同太阳 强度、流速与透明覆盖材料下的集热效率，结合不同材料的经济性分析，从透明盖板材料使用寿命、透光率、机械性能、投资费用等方面考虑，低成本集热器的设计方案为透明盖板采用钢化玻璃、水泵档位为3档（0.35L/s）。

研究发现集热器在集热过程中，集热器本身既是一个集热装置，同时也是一个散热体，由于周围环境温度较低，集热器本身会向外界环境散热。散热量的大小取决于集热器内外温差。受试验条件的影响，本试验未能控制室外空气温度变化与水箱内水的温度变化，未分析这两个因素对试验造成的影响。适用于温室应用的集热器应充分测试不同季节的集热效率，受研究经费限制本研究仅开展了秋冬季在晴天条件下的测试，在其他天气条件与季节条件下的集热效率需进一步研究。