太阳能集热器。空气收集器。方案、说明

太阳能收集器。空气收集器。无线电电子与电气工程百科全书

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空气收集器的优点是避免了流体系统有时会遇到的冻结和沸腾问题。虽然空气歧管中的冷却剂泄漏更难发现和修复，但它比流体泄漏问题要小。空气系统通常使用比液体系统便宜的材料，例如塑料玻璃，因为工作温度较低。

太阳能集热器。空气收集器

空气收集器是简单的平板收集器，主要用于空间加热和干燥农产品。空气收集器中的吸收板是金属面板、多层屏幕，包括那些由非金属材料制成的。由于自然对流或在风扇的影响下，空气通过吸收器。由于空气是比液体更差的热导体，因此它向吸收器传递的热量比传热流体少。

一些太阳能空气加热器的吸收板上装有风扇，以增加空气湍流并改善热传递。这种设计的缺点是运行风扇会消耗能量，从而增加系统的运行成本。在寒冷的气候中，空气被引导到吸收板和收集器的绝缘后壁之间的间隙中：因此，避免了通过玻璃窗的热量损失。然而，如果空气被加热不超过 17°C 以上的外部温度，传热介质可以在吸热板的两侧循环，而不会损失太多效率。

空气收集器的主要优点是它们的简单性和可靠性。这种收集器具有简单的设备。如果保养得当，优质收藏家可以使用 10-20 年，而且非常易于管理。不需要热交换器，因为空气不会结冰。

然而，太阳能空气加热器的使用仍仅限于空间加热和烘干农产品，主要在发展中国家。有几个因素限制了空气收集器在工业规模上的广泛使用。其中，由于空气冷却剂与液体冷却剂相比密度低、比热低，因此收集器面积大；需要很长的管道；驱动空气通过集热器的电力需求很高，而且储存热量也很困难。太阳辐射相对较低和长期恶劣天气的地区需要额外的热量；因此，投资成本大幅增加，限制了太阳能集热器与传统供暖系统相比的竞争力。降低集热器成本的一种潜在方法是将它们集成到建筑物的墙壁或屋顶，以及创建可以由预制组件组装的集热器。

工作原理

空气太阳能集热器可根据空气循环方式分为几类。其中最简单的是，空气通过吸收器下方的收集器。此类集热器仅适用于升温3-5°C 由于通过对流和辐射在集热器表面上的高热损失。通过用红外线传导率低的透明材料覆盖吸收器，可以显着减少这些损失。在这种收集器中，气流发生在吸收器下方或吸收器与透明盖之间。

太阳能集热器。空气收集器

由于透明盖，吸收器的热辐射略有减少，但由于对流热损失的减少，温度上升 20-50°C 取决于太阳辐射量和气流强度。通过吸收器上方和下方的气流可以进一步减少热损失，因为这会使传热表面积加倍。由于吸收器的温度降低，因此减少了由于辐射引起的热损失。但与此同时，如果气流从吸收器的两侧通过，也会因灰尘的堆积而降低吸收器的吸收能力。

一些太阳能集热器通过取消玻璃、金属盒和隔热材料来降低成本。这种收集器由黑色穿孔金属板制成，可以实现良好的热传递。太阳加热金属，风扇通过金属上的孔吸入加热的空气。这种不同尺寸的收集器用于私人住宅。一个典型的 2,4 x 0,8 米的收集器每秒可以加热 0,002 立方米的室外空气。在阳光明媚的冬日，集热器中的空气升温 3°C 与外面相比。这改善了房屋内的空气质量，因为集热器直接加热从外面进来的新鲜空气。这些收集器的效率非常高——在某些工业应用中效率超过 70%。此外，它们不需要玻璃窗、绝缘材料并且制造成本低廉。

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