真空管太陽能熱水器原理與特點

幾種真空管太陽能集熱器：真空管集熱器；三高真空管集熱器；真空熱管集熱器共三種。

真空管太陽能工作原理：采用內(nèi)管的吸熱涂層對太陽光吸收，加熱內(nèi)管里的水，在與水箱或連箱進行交換，提高水溫。作為一種集熱板它在吸熱的同時也會進行散熱，而熱量的傳遞只有三種方式：輻射，傳導，對流。真空管太陽能的三種散熱傳熱方式均很小，內(nèi)管的水銀涂層防止熱量輻射；內(nèi)外管中間的真空層防止熱量傳導；至于熱量的對流散發(fā)對真空管太陽能而言，幾乎為零。熱效率達93.5%比平板太陽能提高50-80%。

真空管太陽能的使用壽命：由于它的材料是高硼硅玻璃，而內(nèi)外涂層在真空的環(huán)境里不受氧化，在不受外力的情況下壽命超15年以上。

真空管太陽能管優(yōu)點：

抗凍能力強：在南極都有優(yōu)良表現(xiàn)，采用抗凍型熱管，即使在－50℃的嚴寒條件下也不會凍裂；

熱效率高：熱效率達93%，系統(tǒng)熱效率可達46%，同成真空管太陽能技術(shù)系統(tǒng)熱效率可達75%，以致可以直接生產(chǎn)開水；

啟動快：熱管的熱容量大，在陽光下幾分鐘后即可輸出熱量，而且在多云間晴的天氣，比其他熱水器能產(chǎn)生更多的熱水；

不結(jié)垢：由于水不直接流經(jīng)真空管內(nèi)，避免了因結(jié)水垢而引起的水道堵塞問題；

保溫好：熱管具有單向傳熱的特點，使熱水在夜間不會沿熱管向下散熱到周圍環(huán)境；

承壓高：由于玻璃管內(nèi)不盛水，連接成集熱器后可隨自來水和循環(huán)泵的壓力，因而在大中型熱水系統(tǒng)應(yīng)用中獨具優(yōu)勢；

耐熱沖擊性好：即使用戶偶然誤操作，陽光下空曬后的熱水器內(nèi)立即注入冷水，真空管也不會炸裂；

安裝簡便，運行可靠：集熱器內(nèi)的真空管與集熱器間是“干性連接”，無熱水泄漏問題，安裝方便，即使有一根熱管出現(xiàn)問題，在維修過程中也不會影響整個系統(tǒng)的正常使用。

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目前常用的太陽能集熱器主要有平板集熱器和真空管集熱器。真空管集熱器又可分為全玻璃真空管集熱器、U形管集熱器、全玻璃真空管內(nèi)插熱管集熱器、玻璃-金屬熱管集熱器、全玻璃熱管集熱器等。

真空管集熱器

真空管集熱器具有熱損低、中溫區(qū)熱效率高、冬季產(chǎn)熱水溫度高等優(yōu)點。國家標準《真空管型太陽能集熱器》（GB/T 17581—2007）規(guī)定：無反射器的真空管集熱器的瞬時效率截距應(yīng)不低于0.62，總熱損系數(shù)應(yīng)不大于3.0W/（m2·℃）。

1、全玻璃真空管集熱器（紫金管）

全玻璃真空管具有熱效率高、成本低，在結(jié)冰地區(qū)也可以直接采用水作為傳熱工質(zhì)而不會結(jié)冰。

它是目前我國應(yīng)用量最大的太陽能集熱器。預(yù)計在今后一個時期內(nèi)，仍將是應(yīng)用量最大的集熱器品種。

全玻璃真空管集熱器一般只能承受5mH2O的壓力，偶爾有炸管漏水的問題缺點（在安裝使用初期，一個月內(nèi)會出現(xiàn)，隨后通常沒有問題），不過，建議選擇高質(zhì)量加厚清華紫光金鉆紫金太空管，在進行集熱系統(tǒng)設(shè)計和安裝時應(yīng)特別注意……

2、U形管集熱器

U形管集熱器是在全玻璃真空管集熱器的每根真空管內(nèi)放置了一個U形銅管流道，傳熱工質(zhì)在U形銅管內(nèi)流動，從而徹底解決了全玻璃真空管存在的炸管漏水問題。

U形管集熱器最高可承受20MPa以上的試驗壓力。工作壓力一般控制在0.6MPa以下。

U形管集熱器成本較高，集熱器阻力大，容易出現(xiàn)局部過熱問題。設(shè)計時需加以注意。

3、全玻璃真空管內(nèi)插熱管集熱器

全玻璃真空管內(nèi)插熱管集熱器是在全玻璃真空管集熱器的每根真空管內(nèi)放置了一個熱管，通過熱管把全玻璃真空管吸收太陽光后轉(zhuǎn)變的熱能傳到上部熱管冷凝端，

再通過冷凝端傳給集熱器聯(lián)集箱內(nèi)流道的傳熱工質(zhì)，通過工質(zhì)循環(huán)流動，再把熱能傳送到需要的地方。這種方式也解決了全玻璃真空管存在的炸管漏水問題。

全玻璃真空管內(nèi)插熱管集熱器也可以承受較高的工作壓力，但一般控制在0.6MPa以下。

全玻璃真空管內(nèi)插熱管集熱器的熱管存在熱效逐年衰減問題。設(shè)計時和運營后需要考慮這部分熱效衰減后的補救措施，做好預(yù)留。

4、玻璃-金屬熱管集熱器

玻璃-金屬熱管集熱管內(nèi)的太陽能吸熱片把吸收的太陽能轉(zhuǎn)變成熱能，并通過熱管傳到上部熱管冷凝端，再通過……

冷凝端傳給集熱器聯(lián)集箱內(nèi)流道的傳熱工質(zhì)，通過工質(zhì)循環(huán)流動，再把熱能傳送到需要的地方。

這種方式也不存在真空管炸管漏水問題?？梢猿惺茌^大的工作壓力（一般在0.6MPa以下），因此系統(tǒng)可靠性較高。

玻璃-金屬熱管集熱器的熱管冷凝端與集熱器集管換熱效果的好壞，受現(xiàn)場安裝因素影響很大。熱管集熱管與聯(lián)集管拆卸困難，這種集熱器還存在造價較高的問題。

5、全玻璃熱管集熱器（雙真空無水管）

全玻璃熱管集熱器與其他兩種熱管集熱器相比，是把全玻璃熱管冷凝端直接插入并浸沒在集熱器聯(lián)集箱的工質(zhì)（一般為水）中，把聯(lián)集箱內(nèi)的水直接加熱。

而其他種類的熱管集熱器的熱管冷凝端則需要通過一個銅套或者導熱鋁塊傳熱，才能把聯(lián)集箱內(nèi)的工質(zhì)加熱。

因而全玻璃熱管集熱器冷凝端對聯(lián)集箱的傳熱效率高，聯(lián)集箱結(jié)構(gòu)簡單，全玻璃熱管的成本也較其他熱管低。

全玻璃雙真空熱管集熱器示意圖

全玻璃雙真空熱管集熱器可以解決全玻璃真空管集熱器炸管漏水等問題，且比全玻璃真空管集熱器增加成本有限，是其最大優(yōu)點。

因為全玻璃雙真空熱管集熱器的玻璃熱管冷凝端較長，所以集熱器聯(lián)集箱內(nèi)的工質(zhì)內(nèi)膽上下較寬，聯(lián)集箱耐壓性能最差，最容易受壓變形。

因此，提高全玻璃雙真空熱管集熱器聯(lián)集箱的承壓能力，是當前全玻璃雙真空熱管集熱器急需解決的問題之一……

好消息，清華紫光太陽能最新出品，鋁內(nèi)膽承壓聯(lián)箱的問世，開創(chuàng)全玻璃太陽能集熱承壓運行新時代，實現(xiàn)拔管不漏水，完美！……