热管式真空管太阳能集热器的分析应用
热管式真空管太阳能集热器的分析应用
热管式真空管太阳能集热器是我们现在常常应用到的一类节能设备，不仅仅具有集热效率高、得热量大、输出温度高、承压运行快、结构强度高、抗冻性强等特点，在安装维护方面还方便，使用寿中无漏水隐患，易实现和建筑结合，具备较长的使用寿命，可广泛应用于各种规模和用途的太阳能集热系统中。
集中式太阳能热水系统
热管式真空管太阳能集热器数量根据热水需求量可任意组合，安装位置灵活，承压运行，系统阻力小，集热系统容水量小，热水系统的运行通过太阳能控制器自动进 行控制，可直接对热水加热，也利用防冻液循环，通过换热器间接加热热水，适用于各种集中热水供应及泳池加热系统。
图1为常见的热管式真空管热水系统示意图。该系统中热水箱可以采用闭式承压水箱，辅助加热设备可采用外置式电加热炉或锅炉、热泵等加热设备。采用开式热水箱的系统，可设计为定温出水加热方式，以节约太阳能循环泵的能源消耗。
分体式太阳能热水系统：一般采用承压换热水箱，水箱安装于卫生间或预留的水箱间内，热管式真空管集热器安装于屋面或室外空地，集热系统循环工质采用防冻液或软化水，由循环泵强制循环，通过水箱内置换热器加热水箱内热水。
太阳能开水加热系统：一些需要大量开水供应的学校、工厂、机关单位以及公共场所等都采用太阳能集热器系统为开水加热设备预热或直接供应开水，热管式真空管集热器用于开水加热系统中。可以大大提高开水加热的速度和产量，减少运行管理及维护工作量。
开水储水箱由开水箱和温水箱两部分组成，冷水经设于温水箱内的浮动盘管换热器进入太阳能集热器，集热器定温输出开水至开水箱，开水箱内的辅助电加热器启动 进行补充加热。开水箱满水后溢流入温水箱，通过换热器预热进入集热器的冷水，缩短开水加热时间，同时高温开水降温至适宜的温度，方便饮用。
本系统同时提供高低两种温度的饮用开水，满足用户的不同需求，避免了开水冷却过程中的热量损失，具有非常好的节能效果。原油加热石油生产中，凝点高、粘度 大的原油在储运过程中必须进行加热与保温，以保持原油的良好流动性，石油生产中一般直接利用电能对原油储运系统进行加热，能耗大，成本高，能用太阳能部分 替代常规能源来加热储运原油可以减少大量的能源消耗，在节能降耗及绿色环保方面具有重要的意义。热管式真空管集热器全封闭承压运行，高效可靠，环境适应性 强，维护工作量小，非常适合用于野外油田原油加热系统之中。
太阳能集热系统向储热水箱内蓄热，储油罐内设置盘管换热器，控制系统根据油罐内温度情况启动加热循环泵，利用储热水箱内的热水加热原油。本系统可实现全天候太阳能加热。 太阳能空调制冷及采暖夏季是太阳能资源最丰富的季节，太阳能辐射量越大，气温越高，集热效率也越高，此时空调系统的冷量需求也越大，所以太阳能空调制冷系统可行性很强，目前已 有许多应用实例。热管式真空管集热器承压运行，在夏季，输出100℃以上的热水时仍可保持较高的集热效率，可以直接驱动以90℃左右热水驱动的温水型溴化 锂吸收式制冷机为建筑物供冷，冬季可以输出50℃以上的热水为建筑采暖系统供热。
近年来各地都在大力推广太阳能采暖应用，但因冬季室外气温低、太阳辐照弱、日照时间短，以全玻璃真空管集热器为主的太阳能集热设备集热效果不尽人意，为提 高得热量，一般需要加大太阳能集热器的面积，而在非采暖季，大量的集热器处于闲置状态，需要进行遮盖处理。热管式真空管集热器效率高、传热快、不怕冻的优 势在冬季可以得以充分发挥，是太阳能采暖系统比较理想的选择。采用热管式真空管集热器采暖，可以减少集热系统的安装面积和大量的维护工作。如果与太阳能制 冷系统相结合，冬季采暖，夏季空调，太阳能集热系统可以得到充分的利用。太阳能海水淡化管式真空管太阳能集热器高温工况下具备较高的集热效率，可作为太阳 能海水淡化系统的加热设备。
本装置由太阳能集热器、储热水箱、具有折皱底面的水盘、淡水收集槽、连通管、热水及淡水输出阀等依次连接组成。其中太阳能集热器采用热管式真空管集热器，储热水箱上部叠置多级具有折皱底面的水盘，各水盘通过连通管连接，各水盘的背部设置淡水收集槽用于收集淡水。
太阳能集热器收集太阳光加热储热水箱中的原水，产生蒸汽在第一级具有折皱底面的水盘的背部凝结产生淡水同时加热水盘上部的原水，第一级盘上部的原水被加热 后再产生蒸汽加热第二级水盘上部的原水并在其背部凝结产生淡水，由此类推，一直到加热最上面一级盘的原水。最上一级的原水上面，再加盖一个透明的玻璃盖 板，形成一个与传统盘式太阳能蒸馏器类似的蒸馏室，形成最上一级淡水。然后各水盘背部凝结的淡水经淡水收集槽收集输送给用户。