环境温度高于 0℃集热器内水会结冰吗 ?

摘要

@@2000年 6月德国史蒂芬 (Stefan)先生带我们参观德国弗瑞特希哈芬维肯哈桑太阳村，一排排公寓房屋顶上一共安装了 2500m2的平板太阳集热器。他谈到了一个现象，平板集热器热水系统安装后，时值初冬，通入水，夜间环境温度约 4℃，第二天早晨发现集热器铜吸热管板内水结冰，胀破。因此，我们在环境温度 0℃附近，取全玻璃真空太阳集热管，无真空全玻璃集热管和无真空双层白玻璃管。罩玻璃管和内管直径分别为 47mm和 37mm，名义长度为 1200mm，进行夜间温度自动测量。 rn 1 以空气为传热工质，同时对全玻璃真空集热管、无真空全玻璃集热管、无真空双层白玻璃管进行测试，用软木塞把玻璃管口塞紧，外面再套聚氨酯的保温帽，铂电阻测管内的温度，测试结果见图 1。 rn图 1 三种管内空气温度与时间关系 rn 1— Ta1：全玻璃真空集热管内空气温度，℃； rn 2— Ta2：无真空全玻璃集热管内空气温度，℃； rn 3— Ta3：无真空双层白玻璃管内空气温度，℃； rn 4— Ta：环境温度，℃。 rn 从图 1中看出，随着环境温度下降，三种管内空气温度下降迅速，这与空气的热容小有关系。从下午 5： 00时开始测试，环境温度低于 Ta1约 10℃，低于 Ta2和 Ta3约 6℃， 5： 30环境温度与 Ta2和 Ta3接近相等，低于 Ta1管内空气温度约 7℃，到晚上 8∶ 00，环境温度与 Ta1接近相等，此时，环境温度已高于 Ta2和 Ta3约 2℃，到晚上 10∶ 00，三种管内空气温度接近，都低于环境温度，一直保持到次日早晨 7∶ 00，比较起来，三种管内空气温度相差甚微，由高到低为 Ta1、 Ta2和 Ta3。凌晨环境温度与三种管内空气温度最大相差约 3℃，表明了全玻璃真空集热管内空气温度会低于环境温度。