真空管太阳能热水器原理与特点

真空管太阳能热水器原理与特点

几种真空管太阳能集热器：真空管集热器；三高真空管集热器；真空热管集热器共三种。

真空管太阳能工作原理：采用内管的吸热涂层对太阳光吸收，加热内管里的水，在与水箱或连箱进行交换，提高水温。作为一种集热板它在吸热的同时也会进行散热，而热量的传递只有三种方式：辐射，传导，对流。真空管太阳能的三种散热传热方式均很小，内管的水银涂层防止热量辐射；内外管中间的真空层防止热量传导；至于热量的对流散发对真空管太阳能而言，几乎为零。热效率达93.5%比平板太阳能提高50-80%。

真空管太阳能的使用寿命：由于它的材料是高硼硅玻璃，而内外涂层在真空的环境里不受氧化，在不受外力的情况下寿命超15年以上。

真空管太阳能管优点：

抗冻能力强：在南极都有优良表现，采用抗冻型热管，即使在－50℃的严寒条件下也不会冻裂；

热效率高：热效率达93%，系统热效率可达46%，同成真空管太阳能技术系统热效率可达75%，以致可以直接生产开水；

启动快：热管的热容量大，在阳光下几分钟后即可输出热量，而且在多云间晴的天气，比其他热水器能产生更多的热水；

不结垢：由于水不直接流经真空管内，避免了因结水垢而引起的水道堵塞问题；

保温好：热管具有单向传热的特点，使热水在夜间不会沿热管向下散热到周围环境；

承压高：由于玻璃管内不盛水，连接成集热器后可随自来水和循环泵的压力，因而在大中型热水系统应用中独具优势；

耐热冲击性好：即使用户偶然误操作，阳光下空晒后的热水器内立即注入冷水，真空管也不会炸裂；

安装简便，运行可靠：集热器内的真空管与集热器间是“干性连接”，无热水泄漏问题，安装方便，即使有一根热管出现问题，在维修过程中也不会影响整个系统的正常使用。

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目前常用的太阳能集热器主要有平板集热器和真空管集热器。真空管集热器又可分为全玻璃真空管集热器、U形管集热器、全玻璃真空管内插热管集热器、玻璃-金属热管集热器、全玻璃热管集热器等。

真空管集热器

真空管集热器具有热损低、中温区热效率高、冬季产热水温度高等优点。国家标准《真空管型太阳能集热器》（GB/T 17581—2007）规定：无反射器的真空管集热器的瞬时效率截距应不低于0.62，总热损系数应不大于3.0W/（m2·℃）。

1、全玻璃真空管集热器（紫金管）

全玻璃真空管具有热效率高、成本低，在结冰地区也可以直接采用水作为传热工质而不会结冰。

它是目前我国应用量最大的太阳能集热器。预计在今后一个时期内，仍将是应用量最大的集热器品种。

全玻璃真空管集热器一般只能承受5mH2O的压力，偶尔有炸管漏水的问题缺点（在安装使用初期，一个月内会出现，随后通常没有问题），不过，建议选择高质量加厚清华紫光金钻紫金太空管，在进行集热系统设计和安装时应特别注意……

2、U形管集热器

U形管集热器是在全玻璃真空管集热器的每根真空管内放置了一个U形铜管流道，传热工质在U形铜管内流动，从而彻底解决了全玻璃真空管存在的炸管漏水问题。

U形管集热器最高可承受20MPa以上的试验压力。工作压力一般控制在0.6MPa以下。

U形管集热器成本较高，集热器阻力大，容易出现局部过热问题。设计时需加以注意。

3、全玻璃真空管内插热管集热器

全玻璃真空管内插热管集热器是在全玻璃真空管集热器的每根真空管内放置了一个热管，通过热管把全玻璃真空管吸收太阳光后转变的热能传到上部热管冷凝端，

再通过冷凝端传给集热器联集箱内流道的传热工质，通过工质循环流动，再把热能传送到需要的地方。这种方式也解决了全玻璃真空管存在的炸管漏水问题。

全玻璃真空管内插热管集热器也可以承受较高的工作压力，但一般控制在0.6MPa以下。

全玻璃真空管内插热管集热器的热管存在热效逐年衰减问题。设计时和运营后需要考虑这部分热效衰减后的补救措施，做好预留。

4、玻璃-金属热管集热器

玻璃-金属热管集热管内的太阳能吸热片把吸收的太阳能转变成热能，并通过热管传到上部热管冷凝端，再通过……

冷凝端传给集热器联集箱内流道的传热工质，通过工质循环流动，再把热能传送到需要的地方。

这种方式也不存在真空管炸管漏水问题。可以承受较大的工作压力（一般在0.6MPa以下），因此系统可靠性较高。

玻璃-金属热管集热器的热管冷凝端与集热器集管换热效果的好坏，受现场安装因素影响很大。热管集热管与联集管拆卸困难，这种集热器还存在造价较高的问题。

5、全玻璃热管集热器（双真空无水管）

全玻璃热管集热器与其他两种热管集热器相比，是把全玻璃热管冷凝端直接插入并浸没在集热器联集箱的工质（一般为水）中，把联集箱内的水直接加热。

而其他种类的热管集热器的热管冷凝端则需要通过一个铜套或者导热铝块传热，才能把联集箱内的工质加热。

因而全玻璃热管集热器冷凝端对联集箱的传热效率高，联集箱结构简单，全玻璃热管的成本也较其他热管低。

全玻璃双真空热管集热器示意图

全玻璃双真空热管集热器可以解决全玻璃真空管集热器炸管漏水等问题，且比全玻璃真空管集热器增加成本有限，是其最大优点。

因为全玻璃双真空热管集热器的玻璃热管冷凝端较长，所以集热器联集箱内的工质内胆上下较宽，联集箱耐压性能最差，最容易受压变形。

因此，提高全玻璃双真空热管集热器联集箱的承压能力，是当前全玻璃双真空热管集热器急需解决的问题之一……

好消息，清华紫光太阳能最新出品，铝内胆承压联箱的问世，开创全玻璃太阳能集热承压运行新时代，实现拔管不漏水，完美！……