全玻璃真空太阳集热管热水器及热水系统
2008-11
吴振一、 窦建清 清华大学出版社 (2008-11出版)
吴振一，窦建清 编
253
全球能源危机，石油价格剧烈波动，已严重影响了工农业生产和国民经济发展。全球气候变暖，环境恶化，节能减排已成为世界各国经济发展过程中的头等大事，积极发展和利用可再生能源已成为世界各国共同关心的大事。太阳能热利用是可再生能源利用的重要途径之一，目前我国全玻璃真空管太阳能热水器保有量占世界总保有量的70%，我国是世界太阳能热利用大国，从1998年开始我国热水器和全玻璃真空管的产量连续以每年20%以上的速度增长。全玻璃真空管热水器和热水系统为我国的可再生能源利用作出了巨大贡献。
本书是介绍太阳能热水器和热水工程的专业书籍，适合初学者快速了解全玻璃真空太阳集热管的结构、性能及选择性吸收涂层的吸热原理及能量交换方式；快速了解全玻璃真空太阳集热管太阳能热水器和热水系统的结构、性能及安装使用和维护知识。对世界能源政策和可再生能源利用感兴趣的读者在这里也能有所收获。《全玻璃真空太阳集热管热水器及热水系统》第一次公开介绍了三层同轴全玻璃真空管和玻璃热管的结构和制造工艺，并对目前市场上流行的各种热水器和热水系统的工作原理及特点进行了讲解，讲述了大面积热水工程的各个组成部分的设计和计算，从而帮助读者了解大面积太阳能热水工程的施工和检验。《全玻璃真空太阳集热管热水器及热水系统》内容涵盖施工方案书的制作、集热器基础施工、支架施工、集热器阵列施工、管道施工、储热水箱施工和电气施工等方面，帮助读者快速进入到太阳能热水工程的前沿领域。
吴振一，1960年8月出生于山东省。1978—1983年在清华大学无线电系电子物理与器件专业学习，1983—1986年攻读清华大学无线电系电子物理与器件专业硕士研究生，毕业后留校工作。1989-1991年在德国电子同步辐射中心（DESY）作访问学者，回国后在清华大学物理系任教。从1995年起，历任清华大学研究生院副处长、清华大学招生办公室主任、清华大学企业集团副总裁等职务。现为北京清华阳光能源开发有限责任公司董事、总裁，北京华业阳光新能源有限公司董事、总经理，河南华顺阳光新能源有限公司董事长。同时兼任中国农村能源行业协会副会长、中国太阳能热利用专业委员会副理事长、中国太阳能热利用产业联盟副理事长、《太阳能》杂志理事长、中国太阳能产业资讯顾问、北京市昌平区政协委员。2008年荣获中国太阳能行业经济年度人物称号，在做好管理工作的同时，还和他人联合发表了《中国太阳能热水器产业发展研究报告（2004—2005）》，《中国太阳能热水器产业发展研究报告（2006—2007）》，并针对太阳能热水器安装、使用、所有权分散的特点，在国内率先提出实施CDM项目的“产权委托”方案，为中国太阳能热利用产业参与CO2减排国际交易提出了新的思路。主持并参加了“与建筑结合的高可靠、全天候太阳能热水系统的研发及产业化”、“高可靠、全天候、中高温太阳集热系统”、“三层同轴全玻璃真空管太阳能热水器”等课题的研究工作，以第一专利人获得国家专利6项。
第1章 太阳及太阳能基础知识11.1 太阳能热利用基础知识11.1.1 太阳的结构11.1.2 太阳和地球的关系31.1.3 太阳位置的表示方法61.2 太阳的能量101.2.1 太阳辐射101.2.2 太阳辐射强度121.2.3 太阳辐射强度的计算151.2.4 太阳辐射的测量及测量标准22第2章 中国太阳能热利用现状和太阳能热水器发展历程262.1 全球能源状况272.1.1 能源问题已成为世界重大战略问题272.1.2 国际可再生能源发展状况282.1.3 中国可再生能源发展状况312.1.4 太阳能是可再生能源利用的首选资源342.1.5 太阳能热水器/热水系统是目前效率最高的光热利用项目352.2 中国的太阳能资源352.3 世界太阳能热利用372.4 中国太阳能热利用和太阳能热水器/热水系统应用现状422.4.1 中国太阳能热利用现状422.4.2 中国太阳能热水器发展历程432.4.3 中国太阳能热水器发展现状472.4.4 中国太阳能热水器产业面临的发展机遇502.4.5 太阳能与建筑结合是太阳能热水器/热水系统产业发展的必然趋势51第3章 全玻璃真空太阳集热管的制造工艺和性能533.1 全玻璃真空集热管的结构和工艺533.1.1 全玻璃真空太阳集热管构造533.1.2 全玻璃真空太阳集热管特性543.1.3 全玻璃真空太阳集热管用玻璃553.1.4 全玻璃真空太阳集热管制造工艺563.2 太阳选择性吸收涂层的制备及性能573.2.1 太阳选择性吸收涂层的原理573.2.2 全玻璃真空集热管选择性吸收涂层的种类593.2.3 金属-介质复合材料选择性吸收涂层603.3 全玻璃真空集热管真空获取和保持643.3.1 气体分子的导热643.3.2 真空排气653.3.3 吸气剂663.4 全玻璃真空太阳集热管技术指标683.4.1 玻璃材料683.4.2 太阳吸收比与半球发射比693.4.3 空晒性能 693.4.4 闷晒太阳辐照量693.4.5 平均热损系数703.4.6 真空性能703.4.7 真空品质713.4.8 机械性能713.5 三层同轴全玻璃真空太阳集热管713.5.1 三层同轴全玻璃真空太阳集热管结构713.5.2 热性能分析723.5.3 三层同轴全玻璃真空太阳集热管特点733.6 热管式全玻璃真空太阳集热管733.6.1 热管式全玻璃真空太阳集热管结构733.6.2 热管式全玻璃真空太阳集热管特点74第4章 太阳能热水器/热水系统的设计及选型764.1 全玻璃真空管太阳能热水器的分类764.1.1 太阳能热水器分类774.2 全玻璃真空管太阳能热水系统844.2.1 太阳能热水系统的分类844.2.2 各种太阳能热水系统的优缺点比较964.3 太阳能采暖系统分类及运行原理1004.3.1 开式水箱直接供热水间接供暖太阳能复合供热系统1004.3.2 开式水箱直接供暖间接供热水太阳能复合供热系统1014.3.3 闭式集热系统与闭式水箱结合的太阳能采暖系统1024.3.4 不同储热水箱和不同采暖比较方式1024.4 太阳能热水系统设计1044.4.1 太阳能热水系统与建筑结合设计一般原则1044.4.2 热水需求量计算1064.4.3 太阳能集热面积计算1074.4.4 储热水箱设计1114.4.5 辅助能源加热系统设计1164.4.6 太阳能集热器阵列设计1184.5 工程实例1214.5.1 定时用热水系统的设计1214.5.2 连续用热水系统的设计125第5章 太阳能热水器/热水系统施工1305.1 紧凑式热水器安装1315.1.1 紧凑式热水器的单台安装1315.1.2 紧凑式热水器的集中安装1385.1.3 紧凑式热水器的串并联组合1405.2 承压分离式热水器的安装及调试1425.2.1 室外集热器安装1425.2.2 室内水箱的安装1455.2.3 循环管路的安装1465.2.4 水箱自来水供水管路的安装1495.2.5 热水管路的安装1525.2.6 系统检漏和传热工质的灌装1525.3 非承压分离式热水器的安装1555.3.1 室外集热器安装 1565.3.2 水箱及管路安装1565.3.3 进水流量调节1565.3.4 压力开关调节1575.3.5 注意事项1575.4 大面积太阳能热水工程的施工1585.4.1 施工准备1585.4.2 系统基础施工1655.4.3 支架（桁架）施工1735.4.4 集热器施工1745.4.5 水箱施工1755.4.6 管路施工1785.4.7 保温施工1805.4.8 电气施工1805.4.9 防雷保护1835.5 大面积间接式太阳能热水工程的施工186第6章 太阳能热水系统的检验和测试1876.1 家用太阳能热水系统的测试1876.1.1 家用太阳能热水系统的总体要求1876.1.2 试验方法1886.2 集体用太阳能热水系统的检测1946.2.1 性能要求1946.2.2 试验与检验方法195第7章 太阳能热水系统的验收和维护1997.1 系统验收1997.1.1 一般规定1997.1.2 质量检验1997.1.3 竣工验收2027.2 调试和试运行2027.2.1 设备单机调试2027.2.2 系统联动调试2057.2.3 系统试运行2057.3 太阳能热水系统的运行管理与维护2057.3.1 集热系统的运行管理2057.3.2 集热系统的维护206参考文献207附录1 不同城市纬度和遮挡距离表209附录2 热水用水定额表一211附录3 热水用水定额表二213附录4 太阳能集热器面积选配速查表215附录5 饱和水的物理性质216附录6 饱和水与饱和水蒸气的热力性质表218附录7 太阳能集热器面积速查表220附录8 辅助能源功率速查表222附录9 常用单位换算表224附录10 常见太阳能热水系统226附录11 联集管式太阳能集热器及其不同安装角度时的尺寸图232附录12 三角架尺寸图243附录13 膨胀罐选型计算249
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