毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1. 研究背景

随着新能源的广泛应用，人们对太阳能利用的研究和利用越来越深入，太阳能的热利用是太阳能利用的主要方式，在包括太阳能热水系统、太阳能空调等系统在内的太阳能热利用系统的核心部件是太阳能集热器，其性能和成本对整个系统运行的成败起着至关重要的作用，太阳能集热器的合理选择对太阳能热利用系统高效、经济的运行具有重要的意义。平板型太阳能集热器因其具有集热效率高、承压性好、建筑一体化程度高等优点[1]成为当今太阳能热利用研究的热点。淡水是人类赖以生存和发展的基本物质基础之一，地球表面积约为5.1亿km²其中海阳面积占70.8%左右，地球的总水量约有近14km³。若从地球上人均占有量来看，水资源是十分丰富的，人类似乎不应该有缺水之患。然而含盐度太高而不能直接饮用或灌溉的海水占地球上总水量的97%以上，仅剩的不到3%的淡水分布也极其不均，有3/4被冻结在地球的两极和高寒地带冰川中，其余的从分布上来说，地下水也要比地表水多37倍左右。剩下的存在于河流、湖泊和可供人类直接利用的地下淡水已不足0.36%。为了增大淡水供应除了采用常规的措施，比如就近引水或跨流域引水外，一条有效的途径就是进行海水或苦卤水淡化[2]。1872 年，世界上第一个大型太阳能海水淡化装置，在智利北部的 Las Salinas 建成。它由许多宽 1.14 m、长 61 m 的盘形蒸馏器组合而成，总面积 4 760 m²，在晴天条件下，它每天可生产23000 L淡水，这个系统一直运行了近40年[3]。

2. 太阳能热水器简介

太阳能热水器通常由集热器、保温水箱、支架和连接管道等几部分组成，1m2的集热器面积可折算为0.7kWh的太阳能热利用装机容量[4]。从全球范围看，平板型太阳能热水器和真空管太阳能热水器和无盖板太阳能热水器是世界太阳能热水器市场中的主要产品。全球份额分别为35%、42%、23%[5]。但是这几种太阳能热水器在全球的分布情况却有较大的差别：平板型太阳能热水器分布较广,在世界各地都有分布；而真空管太阳能热水器却主要分布在中国,据统计,中国真空管太阳能热水器的使用总量占世界真空管太阳能热水器使用总量的97 %[5]。无盖板太阳能热水器主要用于泳池加热。平板型太阳能热水器和真空管太阳能热水器在国内外的市场占有率有较大的差别,国外主要以平板型太阳能热水器为主;而国内真空管太阳能热水器的市场占有率达到了90 %以上,平板型太阳能热水器的市场份额不到10 %[6]。真空管太阳能热水器具有防冻抗冻性较好、热损失系数小的特点，而平板型太阳能热水器则具有热效率高、利于循环系统使用、良好的承压性能、组成大系统时性能稳定、与建筑结合性好等特点。相同条件下两种集热器的瞬时效率曲线如图1所示:

平板型太阳能集热器是太阳能热利用系统中接收太阳辐射并向传热工质传递热量的非聚光型部件，吸热体结构基本为平板形状。其基本结构如图 1 所示，其工作原理为：太阳光透过玻璃盖板照射在集热板芯上，集热板芯将太阳能转化为热能传递给流道中的工质，从而完成了太阳能到热能的转化过程。保温材料用于减少热损失[7]。

图2.平板型太阳能集热器结构示意图

热管式真空管太阳能集热器和全玻璃真空管太阳能集热器是真空管太阳能集热器中最常见的两种。全玻璃真空管太阳能集热器是由许多支真空太阳能集热管按照一定规则排成阵列，与联集管、尾架和反射器等一起组成。其工作原理为：太阳光透过玻璃外管照射在内管上，内管镀有选择性图层的外壁吸收太阳光将其转化为热能，传给内管中的工质结构。如下图所示。