真空管与平板集热器性价比大比拼

于志成 原创 | 2008-10-22 08:46 | 投票

 

真空管集热器与平板集热器性价比大比拼
编者的话:《我国太阳能行业将要迎来‘平板’时代》一文在《太阳能信息》报B册193期刊登后,接到了几十位行业人士的咨询电话,有咨询平板太阳能市场的,有咨询平板太阳能技术问题的,也有咨询国外平板太阳能发展情况的……在此,我们感谢广大读者对中国太阳能事业的关注,同时也感谢各位提出的宝贵建议。本期就部分专家的观点摘录如下,与大家一起分享。
 
七大方面解读真空管集热器与平板集热器性价比
北京市新能源与可再生能源行业协会副理事长 罗运俊
 
    我国太阳能集热器技术与国外发达国家的三大区别:
    1.我国的真空管集热器占集热器市场的85%以上,而国外则与此相反,平板集热器占85%以上。
    2.我国集热器大多数是非承压状态(常压)下工作,而发达国家绝大多数是承压状态下工作。
    3.我国集热器绝大多数是一次循环(直接),介质是水,而发达国家绝大多数是二次循环(间接),介质是防冻介质。
    三大区别的主要原因是我国属于发展中国家,产品特点以简单、实用和价廉为主。
   真空管集热器技术高速发展的现状与原因
    尽管早在1982年我国真空管产品就参加了在美国田纳西州举办的世界能源博览会,但真正的突飞猛进和全面发展是在1995年南京太阳能热利用行业会议以后。在“生产上规模、技术上水平、产品上档次、市场要规范”行业发展方针指导下,许多企业家意识到发展可再生能源环保产业的民族责任感,他们遵照市场经营规律,在短短的几年中就形成了一批大型骨干企业,如清华阳光、天普、皇明、力诺瑞特、太阳雨、辉煌、华扬等。这批大型企业分布在北京、河北、山东、江苏等地区,其主导产品是真空管集热器。在此期间,平板集热器由于防冻抗冻还未能妥善解决,而发展较迟缓。
    这批企业上马以后,为了让新型绿色能源走入千家万户,一方面进入了产品的科普宣传活动,如质量万里行活动。另一方面在全国各省、地、市、县设立了各企业的销售中心,每个企业都有几百个甚至是上千个经销商。经过短短的几年努力,基本形成了全国太阳能销售、安装、服务体系,其总人数约为生产业企业的5倍左右,这批力量是行业发展的龙头,同时也是质量进步的动力和源泉。
   平板太阳能集热器技术发展的现状与问题
    我国早在上世纪70年代开始生产钢管板铅丝捆扎平板集热器,当时安装的热水器及系统主要是以夏季使用为主兼顾春秋,冬季就停水不用了。为了研制防冻抗冻的高性能平板集热器,业内人士主要对吸热板焊接技术、盖板、优质选择性涂层、保温和外壳等进行了大量的研发工作。
目前,尽管平板集热器技术均有很大进展,存在的问题也比较清楚,是目前重要的问题是虽然有一批多年坚持生产平板集热器的企业,如北京的九阳、云南的新元、广东的五星、嘉普通,江苏的万龙源、美润等。但从事平板集热器生产的企业毕竟太少,还未完成专业化、标准化、和社会化的大规模生产格局,同时一些有发展潜力的大型企业还未引起足够的重视。
    下面将从七个方面解读我国平板和真空管集热器技术的分析与对比,从而全面分析集热器优缺点。
    1.热性能技术的分析于对比
    太阳能集热器按集热温度基本上可分为三大类,即低温(100摄氏度以下),中温(100~200摄氏度)和高温(200摄氏度以上)。平板集热器适用于低温范围,真空管集热器比较适用于中、高温范围,低温也可以使用,但却无法发挥其优势。
    目前中国太阳能热水器及熊的主要用途是洗浴和生活用热水,其水温要求一般低于60摄氏度,平板集热器有较好的效率特性。当水温大于60摄氏度时,真空管集热器效率特性得到很好的发挥。
    2.有效采光面积的分析与对比
    无论是平板集热器还是真空管集热器都是通过有效采光面积而获得太阳的能量,因此在同样大的集热器外轮廊面积前提下,其有效采光面积越大,则获得的太阳能越多,反之则越少。
    3.有效热水量的分析与对比
    太阳能热水器的有效热水量是指太阳能系统每天能获得多少有效热水,要求热水能放出来使用,称之为有效热水,放不出来的热水是无效的,平板系统和真空管体统的有效热水量也有很大差别的。
    4.承压性能的分析
    平板热水器属于金属管之间的链接,完全能满足承压系统的要求,但通常的真空管集热器热水系统,由于真空玻璃管与联箱或水箱联系解释采用硅橡胶密封圈进行链接,一般无法满足承压系统的要求,一旦系统压力较大时,真空管与密封圈靠摩擦的结合力难以抵挡系统压力,迫使管子向外移动或滑落。
    5.防结垢、防冻结性能分析
    太阳能热水器及其系统在北方使用一项重要性能是如何防止结垢和防冻结,因为它是提高使用寿命,减少维修费用的重要举措。平板集热器在北方运行容易结冰造成冻结,因此我国绝大多数平板集热系统采用回流排空技术,也可以采用双循环(亦称间接系统或二次系统)从根本上解决系统的防冻结问题。为此国外发达国家(如澳大利亚的solarhart公司)太阳能集热器绝大多数均采用双循环系统。平板集热器最适用双循环系统,而普通的真空管集热器由于承压不理想,不太适合采用双循环系统。由于我国太阳能热水系统绝大多数用于洗浴水温一般低于60摄氏度,结垢现象均不严重,但是集热器内的悬浮颗粒物为何消除应予以关注。
    6.产品与建筑结合难易分析
    平板太阳能集热器,无论从整体外形、结构强度及规格尺寸均适合与建筑相结合,可直接固定在房顶上或嵌入屋面上,而且极易成为屋顶结垢的组成部分,和建筑浑然成为一体,因此平板集热器与建筑结合比真空管集热器更好一些。
    7.产品售后服务分析对比
    平板集热器而言,由于热损较少运行温度一般低于60℃不容易产生过热现象,故结垢较少,其排污主要通过水箱排污管加以解决。其主要维修工作在于定期清除集热器盖板的尘土,若采用钢化玻璃则盖板的破损率会大大下降,由此可见平板集热器的使用寿命大于15~20年是没有问题的。
    真空管集热器由于运行温度比较高,突然遇到冷热容易炸管裂管,其次是真空管与水箱或联箱链接是采用硅橡胶密封圈,若接触不好或以后沙粒易发生渗漏现象,另外对于南北向竖排真空管工程或紧凑式真空管热水器而言,由于有些地方水质不好,,真空管下部往往存在悬浮固体颗粒物沉淀,时间长了,管子采光和吸热受到影响,因此有些地方,使用3~4年后需将真空管抽出来进行清洗,维修工作量较大。真空管本身的质量的好坏,在很大程度上决定了集热器的质量,也严重影响热水工程的售后服务工作量。1996年年底,全国35家真空管生产企业送测的样管结果是:优秀管子(甲)5家,占14.3%;合格管子(乙)17家,占48.6%;不合格的管子(丙)13家,占37.1%。12年过去了,全行业的技术水平和生产工艺有很大的进步,然而,至今业内人士最担心的是全国一年上市进2亿支真空管中,到底有多少万支真空管是不合格的,希望这个数字越小越好。
    从以上七个方面进行的分析,说明平板集热器技术有许多优点,这也是国外发达国家平板太阳能集热器占绝大多数的原因。中国太阳能真空管热水器在近10年比较突出,主要特点是实用、经济,家用真空管热水器已遍布全国地、市、县,这种类型的产品特别适合发展中国家的需要,但该产品在许多方面有待进一步完善和提高,其潜力不可低估。考虑到真空管集热器嘴能发挥性能特点是中温和高温的利用,国内已有若干企业承建大型太阳能开水工程和印染业热水工程。因此如何扩大使用范围和提高使用温度是今后发展的方向,同时,随着我国国民经济的发展和恩民生活水平的提高,以及产品出口量的逐年增大,平板集热器技术和其他新型太阳能集热器技术将有越来越大的发展空间。
 
 
平板太阳能“重出江湖”是社会发展的必然
云南齐裕经济技术发展有限公司总经理 李泽明
    虽然太阳能热水器始于平板奠定了人类社会使用太阳能的先河,但中国真空管热水器的崛起迅速取代了平板的地位,其市场占有率高居榜首,现在随着城市高层、小高层建筑的兴起,真空管热水器的特殊结构又使得每家每户安装太阳能的可行性微乎其微,特别是改革开放30年来,新建的大量商品住房,由于开发商之前缺乏强制推行太阳能的动力,造成中心城市的建筑使用太阳能越来越少,而目前真空管太阳能蓬勃兴起的市场,更多的是向边远城镇或广大农村扩散,究其原因是真空管难与建筑实现一体化,特别是实现承压运行的成本脱离市场消费水平。在千家万户安装太阳能上没有更多的灵活性,以至形成现在真空管“万家品牌一个模样”的奇特现象,更与国际社会广泛使用的平板太阳能大相径庭。社会的发展催生了中国的平板太阳能迎来新的发展时期,也要求平板太阳能应该在与建筑一体化结合,与国际市场接轨,与社会消费水平适应方面进行革命,开发出与之相适应的系列产品,在真空管热水器不能安装的地方发挥作用。
    尽管遭遇价格瓶颈,但业内对平板热水器的市场前景十分看好。太阳能建筑一体化政策出台后,仅靠真空管热水器无法满足市场的全部需求。真空管热水器必须放置在屋顶,一幢12层的住宅至少约有40户人家,如果所有住户都使用真空管产品,屋顶面积根本达不到配比量,平板集热器则兼具屋面和集热双重功能。此外,低楼层的住户如果选用真空管,热水要经过几十米的管道才能从楼顶传入室内,会造成部分热量的浪费。因此,楼房的中低层住户将成为平板产品的主要客户群体。
    虽然价格低廉、技术成熟,真空管产品的优势不言而喻,但是,弊病也同时存在。真空玻璃管容易破裂,存在安全隐患,同时真空管产品安装也影响建筑的整体美观。
    另外,从能源利用角度看,平板远远优于真空管太阳能,在技术成熟的条件下,目前真空管的热效率最高只有45%左右,而平板热效率至少在50%以上,极端条件可达到80%。
    随着太阳能与建筑一体化的实施,目前国内已有37个城市要求新建12层及以下住宅必须应用太阳能热水系统,而真空管热水器必须放置在屋顶,如果所有住户都使用真空管产品,屋顶面积根本达不到配比量,而平板集热器则兼具屋面和集热双重功能,这位平板太阳能的进一步拓展提供了巨大商机,与此同时,工程市场和国际市场的巨大潜能也为平板太阳能提供了无限商机。所以,认为平板太阳能“重出江湖”是社会发展的必然。
    (因为版面有限,本期只刊登了部分内容,如有不同意见可以直接致电,相互沟通交流。电话:010-58677951 Email:yzc258@163.com)
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