国外平板太阳能热水器发展趋势及特点

　　随着哥本哈根气候大会结束，所谓“后哥本哈根时代”已经开始，我国太阳能与建筑一体化的进程在大踏步加快。按照住建部的部署，2010年要全面推进建筑节能工作，以节能减排和应对气候变化为重点，提出“要以绿色建筑评价标识为切入点，加快完善绿色评价标准体系，健全评价机制，推行绿色评价标识制度”。在这种情况下，推进太阳能平板集热器在建筑中更加广泛的应用就具有重大意义。为此笔者归纳了一些国外太阳能热水器发展的特点，以便大家参考。

　　1.平板集热器使用铝材增多

　　传统平板太阳能的集热板基材基本上使用铜材，主要是因为铜的导热性好，但铜材的成本高，为降低成本，越来越多的厂家逐渐用铝材来替代铜材。在2008年，欧洲市场上大约有30%的平板集热器使用铝材。

　　很多人认为“铝代铜”可能会降低平板集热器的热效率，但事实并非如此。我们都知道，管板式集热器的铜管是用超声波焊接在涂覆有选择性涂层的铜翅片的吸热板上，热量通过吸热板与铜管的焊缝传递进入管里的液体。由于接触面积有限，所以热效率并不很高。德国的Schuco International 公司2009年研发出一种新型集热器，他们把铜管做成扁平状的，然后焊接在铝的吸热版上，这样就增大了铜管与吸热板的接触面积，不但提高了热效率，而且降低了成本。

　　也有一种吸热板全部使用铝材，两块铝板通过热合技术融在一起，中间是流道，流道之间的距离变小，不仅增大了吸收传递热量的面积，而且没有焊点，质量更有保证。

　　目前，国内市场上平板集热器主要是管板式。由于管板式的热效率偏低，使得平板太阳能热水器在国内的推广受阻，真空管集热器成为市场主流。但是近年来情况发生变化，一方面国家大力倡导节能、环保，而高层建筑安装真空管集热器受限，且玻璃管的安全性不高，使得平板太阳能热水器再次受到市场关注。

　　2009年年底，国内也有太阳能热水器制造公司推出一种“整体密封成型集热器”，所采用的吸热板就是上面所说的那种全铝板集热器。它的特点是玻璃板和吸热板放在模具内、通过注入高密度保温材料一次发泡成型，使玻璃板和吸热面板紧密结合形成“闷化腔”，不仅密封性好，降低了外部水汽进入集热器内部而影响吸热板的吸收阳光效率的可能性，而且阻止了平板集热器内外之间的空气对流，减少了热量损失，提高了集热器得热率。

　　2.水箱体积变大

　　目前有一种趋势，就是太阳能热水器的水箱变得越来越大。原因之一是太阳能与热泵结合需要较大储水性能，使得水箱变大；另外是集热器规格也在逐渐变大，同样导致水箱体积增加。

　　3.控制系统趋于集成化

　　现在，具有轻便、集成化设计特点、保温隔热外壳、功能上也更加完善的太阳能工作站，在太阳能热水器上得到广泛应用。

　　使用太阳能工作站的好处是显而易见的：由于管接件和和阀门等配件在工厂就已组装好，大大节约了现场安装时间，而且可以保证接头之间的密封性，减少了接头漏水率。很多厂家发现其中的商机，一些原来单纯做某种配件的厂家，逐渐开始转向专业生产太阳能工作站，有利于推动行业发展。

　　4.泵

　　分体承压太阳能热水器的运行是离不开泵的。但由于泵在工作过程中会消耗电能，所以一些厂家研发出专门使用在太阳能热水器上的泵。像德国的Wilo,Laing 等公司生产出一种耗电很少的太阳能热水器专用泵。瑞士的Taconova GmbH 公司的太阳能热水器，它的水泵工作消耗的能量是由太阳能系统直接提供的，在系统中装有能够提供20-25W能量的PV板，当太阳光照能够产生2W的能量时，泵开始慢慢工作，随着光照强度增大，泵循环速度自动加快，这样就不需要使用太阳能温差控制仪。

　　不过也有人怀疑，这些节能泵是否能被市场所欢迎，因其价格比较高，所节约的电能很难抵平成本。

　　5.太阳能与热泵结合

　　应该说，太阳能与热泵的结合早已出现了，但应用范围不大。近年来，尤其是2008以来，由于技术改进以及市场需求，这种太阳能与热泵结合的产品在市场上开始活跃。从节能的角度出发，这种产品一方面提高了热泵效率，尤其是在夏季；另一方面，热泵又补充了太阳能在冬季、阴雨天以及光照不充足等情况时效率低的缺陷。

　　太阳能与热泵结合的方式可分为两种系统，一种是分离式系统，就是通过太阳能和热泵两个加热系统共用一个水箱而结合在一起；另外一种完全结合，通过控制系统，使太阳能和热泵两个加热系统各自发挥优势，提高热效率。

　　第一种结合形式比较简单，太阳能系统和热泵系统单独运行，互不影响，各自产生的热水共同储存在同一个储水箱。这种系统主要适用于已经安装了太阳能系统的用户。

　　第二种结合就是完全结合，又有不同类型。

　　西班牙Solar PST 公司的系统是典型形式之一：工作原理与空调相似，集热器流道内填充冷媒介质，集热板把吸收的热能传递给流道里的冷媒介质，冷媒介质吸收热能后，流到压缩机里，经过压缩机压缩，变成高温高压气体；这种高温高压气体通过水箱里换热器把能量传递给水，介质本身因放热而变成液体，继续流动到集热板里再次吸收热量，就这样反复循环。

　　还有一种结合，就是通过控制系统进行结合：如果集热器温度能够达到设定温度（比如40℃），就直接使用太阳能作为热源。如果集热器温度低于设定温度，集热器先把低温水传递给热泵，热泵再把它加热到需要的温度。热泵通过二次加热经过太阳能集热器预热的水，减少了电能消耗。与热泵直接加热相比，每升高1℃就可以节约2%左右的电能，这样就提高了能源使用效率。

　　（责编 朱禹韬）