结构设计要点

五、结构设计要点

同样结构类型、材料的集热器，效率高低、成本高低，与结构设计和制作工艺有直接关系。

（l）吸热体与透明盖板的间距

吸热体与透明盖板之间需要有一个适当的距离。图2-15示出了间距大小与热效率之间的关系。从图中可见，间距越小，效率越低，这是因为热量被吸热体和盖板之间的空气层传到周围空气中去了。吸热体和盖板之间的距离过大，不但增大了自然对流热损失，而且会增加整个集热器的厚度，使成本增加。图2-14给出的间距范围为21～30mm，一般取25mm较适宜。

图2-15　吸热体与透明盖板的间距对效率的影响吸收面与玻璃间距离，mm

（2）管板式（冀管式）吸热体的规格尺寸

厂家可根据国家标准的规定，确定吸热体的规格尺寸。表2-3中所列为我们推荐采用的铜铝复合集热太阳条的规格尺寸和性能指标。

表2-3　铜铝复合集热器用太阳条规格尺寸和性能指标

注：铜管径截面形状因为不是圆．所以用X表示，管径8、12、15的内壁周长与φ8、φ12、φ15的内壁周长相等。

四出口吸热体规格尺寸如图2-16和表2-4所示。吸热体也可制成三出口内循环式，如图2-17所示。内循环式吸热体更适合于制作家用太阳能集热器，lm²和1.2m²集热器的集管直径可相应缩至φ16mm。四出口和三出口的排管均为7～8根。表2-5列出北京市太阳能研究所生产的平板型太阳能集热器的性能指标。

表2-4　吸热体规格尺寸

表2-5　北京太阳能研究所桑普太阳能集热器的性能指标

图2-16　四出口吸热体

1.基管　2.过度管　3.太阳条

图2-17　三出口内循环吸热体

1.下循环管　2.上循环管　3.集管　4.过渡管　5.太阳条

（3）集热器底边部保温层的最小厚度

用足够厚的隔热体可以降低集热器底部和边缘产生的传导热损失。但制造者往往从成本上考虑，追求理想的成本效益，要求隔热保温层足够薄。

集热器底部和边缘保温层的最小厚度δ（m）可由下式计算：

式中λ₁₀₀―保温层在100℃时所测定的导热系数，W/（m·℃）；

1.45―经验数据，W/（m²·℃）。

经验表明，采用岩棉板、矿渣棉板、普通玻璃纤维板做隔热保温材料时，边缘厚度为25mm，底部厚度以35～40mm为宜。