全玻璃真空管式太阳热水器的热性能

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太阳能集热器热性能分析报告

太阳能集热器热性能分析摘要：本文介绍了太阳能集热器的种类以与各自的特点。

同时，阐述了太阳能集热器热性能的理论，包括影响太阳能集热器热性能的因素、太阳能集热器热性能的测试方法等。

关键字：太阳能集热器、热性能测试、影响因素0引言随着能源的大量消耗和环境的急剧破坏，新能源技术已经成为21世纪世界经济开展中具有决定性影响的五个技术领域之一。

太阳能因为具有取之不尽、用之不竭、无环境污染等诸多优点而受到各国重视。

2011年，我国太阳能集热器生产量占世界产量的80%，占世界保有量的60%左右，说明我国已经成为太阳能利用大国。

太阳能集热器是将其接收的太阳辐射能向传热工质传递热能的装置，因此，太阳能集热器是太阳能利用的关键装置。

所以，太阳能集热器的研究、开发与应用对太阳能资源的高效应用至关重要。

1太阳能集热器的种类随着太阳能利用的大力开展，太阳能集热器的种类也越发多样化。

根据进入采光口的太阳辐射方向是否改变，分为聚光型集热器、非聚光型集热器；根据集热器的传热工质类型的不同，分为液体型集热器、空气型集热器；根据集热器是否跟踪太阳，分为跟踪集热器、非跟踪集热器；根据集热器是否有真空空间，分为平板型集热器、真空管型集热器；根据集热器的工作温度围的不同，分为高温集热器〔300℃～800℃〕、中温集热器〔80℃～250℃〕、低温集热器〔40℃～80℃〕。

其中，太阳能热利用产品最常见的有两种--平板型太阳能集热器与真空管型太阳能集热器。

1.1 平板型太阳能集热器与其特点平板型太阳能集热器[1]的典型结构如图１所示，主要包括透明盖板、吸热板芯、流体流道、隔热层和箱体等局部.图1 平板型太阳能集热器典型结构透过透明盖板照射到吸热板外表，吸热板吸收大局部太阳辐射能，将其转化为热能，并将热能传递给流道的传热介质，传热介质携带热能进入储热设备。

这样，传热工质被加热后，温度逐渐升高，作为集热器的有用热能输出。

同时，由于吸热体的温度升高，通过透明盖板和外壳向周围环境散失热量，造成了平板型太阳集热器的各种热损失。

全玻璃真空管太阳集热器的分类及特点

全玻璃真空管太阳集热器的分类及特点目前市面上全玻璃真空管太阳集热器主要有三大系列产品，分别是：普通型全玻璃真空管太阳集热器、热管式全玻璃真空管太阳集热器和U型管式全玻璃真空管太阳集热器三大系列产品。

目前仍然以普通型全玻璃真空管太阳集热器为主，下面就三大系列产品的结构和特点逐一介绍。

（一）普通型全玻璃真空管太阳集热器1、组成：真空管、联箱、尾座、支架组成。

分横管和竖管两种。

（1）真空管构造：真空管是全玻璃真空管集热器的核心部件、是整个太阳能系统的发动机，其性能优劣决定着整个系统的得热性能和寿命。

真空管构造图④③⑦⑥⑤②①①罩玻璃管②内玻璃管③卡子④吸气剂⑤真空夹层⑥选择性吸收涂层⑦吸气膜（2）真空管材质要求：真空管采用硼硅玻璃3.3（氧化铁含量5%以下；热稳定性好；热膨胀系数低为3.3×10-6/℃；耐热冲击性好，耐热温差大于200℃；有较高的机械强度；较好的抗化学腐蚀性能；具有良好的光学性能，透光率≥ 0.89）（3）真空管技术要求：①材料采用硼硅玻璃3.3；②空晒性能参数y≥175m2•℃/kW（当太阳辐照度G≥800W/ m2,环境温度t在8～30℃之间）③闷晒到水温增加35℃所需的太阳能曝辐量≤3.8MJ/ m2（当太阳辐照度G≥800W/ m2,环境温度t在8～30℃之间）④平均热损失系数≤0.9W/ m2·℃⑤真空度≤5×10-2Pa；⑥耐热冲击应能承受25℃以下冷水和90℃以上热水交替反复冲击3遍而不损坏；⑦耐压冲击应能承受0.6Mp的压力；⑧抗冰雹要求应在径向尺寸不大于25mm的冰雹袭击下不损坏。

（4）真空管镀膜技术目前真空管的镀膜工艺有两种：渐变镀膜工艺和干涉镀膜工艺，过去常用的“晒乐”真空管就是采用渐变镀膜工艺，为真空管式太阳能热水器的推广和普及奠定了坚实的基础；皇明太阳能推出的干涉镀膜工艺是真空管的镀膜技术得到进一步的发展，吸收率更高、散热率更低。

真空管

真空管按吸热体材料种类，可分为两类：一类是玻璃吸热体真空管（或称为全玻璃真空管），一类是金属吸热体真空管（或称为玻璃－金属真空管）。

热管式真空管是金属吸热体真空管的一种，它由热管、吸热体、玻璃管和金属端盖等主要部件组成。

热管式真空管与其他类型的太阳能热水器相比，具有以下不可替代的优点：1.耐冰冻：采用抗冻型热管，即使在－50℃的严寒条件下也不会冻裂。

2.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。

3.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。

4.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。

5.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。

6.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。

7.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。

正是由于热管式真空管具有以上诸多优点，才越来越受到各国太阳界的重视。

北京市太阳能研究所的热管式真空管集热器经过德国和瑞士检测机构的测试，产品热性能指标达到了九十年代国际先进水平，成为了继法国和英国之后世界上第三个可批量生产热管式真空管集热器的单位。

我国的住宅设计目前尚未考虑生活热水供应，而家里有热水洗澡是小康生活的一个必要条件。

我国能源供应紧张，依靠常规能源不可能全部解决城市住宅生活热水供应。

我国太阳能资源非常丰富，全国有三分之二以上地区年辐照总量大于502万千焦/米2，年日照时数在2000小时以上；而且近年来太阳能热水器发展迅速，使得利用太阳能供热水不仅在技术上和经济上是可行的，并已具备了与常规能源的竞争力。

太阳能热水器早在八十年代初就在我国开始推广，应用范围包括集体浴室、游游泳池加热、工农业生产等。

全玻、热管、平板集热器优缺点对比

小范围
全国各地
保温方式
真空保温，效果优于平板
集热器材料保温
真空保温，效果优于平板
防冻性能
集热器本身防冻，温度低于0℃的区域地区需考虑管路防冻
温度低于0℃的区域，集热器本身无法解决冬季防冻，集热器及管路均需考虑防冻
本身防冻
安装
现场组装较为繁索，工程量较大
安装相对方便
组装较为繁索，工程量较大
维修/养护
调试运行时真空管故障率偏高，正式运行后稳定，日常维护量小，不需专业人员
设计寿命
15年
20年
15年
投资
较低
较高
较高
美观
对建筑产生负面影响。储热水箱放在屋顶，屋顶承重，易破坏防水，且很不美观。
只有很轻的集热器部分装于阳台或屋顶，重的储热水箱则放在阁楼、楼梯间、地下室或卫生间，屋顶不承重，所以建筑负载很小，（安装）不会破坏防水，还有利于屋顶保温，也很美观。
占地面积相对较大，考虑屋顶承重能力
安全可靠
真空管易破碎，玻璃碎片由天而降易使人受伤害，非常危险。
平板式集热器安全可靠，玻璃经钢化处理，强度高不易破碎，万一破碎也不易伤人
安全可靠，单支管的破坏不会影响正常运行
自我保护功能
真空管因热损小，易出现高温，使封闭式真空管热水系统产生高温蒸汽，系统内压过大，造成系统损害，且工质挥发严重。
平板太阳能热水器具有过热保护功能，确保系统安全正常运行。如果系统水温过高，则集热器对外散热加快，温度难以继续上升，从而抑制系统压力增长，使系统得到保护并且减少或防止工质的挥发。
传统建材，故障率低，日常维护量小，无需专业人员
调试简单方便，不需要专业人员
承压性能
无法承压使用
可以承压使用

玻璃真空管集热器工作原理

玻璃真空管集热器工作原理玻璃真空管集热器是一种利用太阳能进行集热的设备，它利用玻璃真空管的结构和工作原理将太阳能转化为热能，并用于加热水或提供暖气。

本文将详细介绍玻璃真空管集热器的工作原理，并对其性能和应用进行探讨，希望能为读者对该技术有一个全面的了解。

一、玻璃真空管集热器的结构玻璃真空管集热器通常由玻璃真空管、集热管、支架和水箱等部分组成。

玻璃真空管是其中的关键部件，其结构如图1所示。

玻璃真空管内部包含着集热管，集热管上涂有具有较高光吸收率和热导率的吸热涂层，用于吸收太阳辐射并将其转化为热能。

真空管的外部通常由双层玻璃构成，中间是真空层，可以有效地减少热量的散失。

支架用于支撑和固定真空管，水箱则用于储存加热后的水。

二、玻璃真空管集热器的工作原理1. 太阳能的吸收和转化当阳光照射到玻璃真空管表面时，首先被外层玻璃吸收，然后通过玻璃传递到内部的集热管上。

在集热管的吸热涂层的作用下，阳光被吸收并转化为热能，使得集热管内部的温度升高。

由于真空管的内外部分别是真空和双层玻璃，因此可以有效地减少热量的散失，使得集热管内的温度得以保持。

2. 热能的传递和储存集热管内部温度升高后，可以将热能传递给其中的工作介质，通常是流经集热管的水。

热水被储存在水箱内，用于日常生活用水或者作为供暖系统的热源。

当需要利用储存在水箱中的热水时，可以通过管路将热水引出，用于热水系统或者供暖系统。

三、玻璃真空管集热器的性能特点1. 高效性能由于玻璃真空管内部的真空层和双层玻璃的隔热效果，使得玻璃真空管集热器具有较高的吸热效率和集热效率。

在日常生活中，它可以有效地利用太阳能为水加热或提供暖气，节能环保。

2. 稳定性能玻璃真空管集热器能够在恶劣的环境条件下，如低温、高湿度等情况下，依然能够正常工作。

其稳定性能保证了其在不同气候条件下的可靠性和持久性。

3. 可靠性能玻璃真空管集热器的材料和工艺要求严格，能够保证其长时间的使用寿命和可靠性。

涨姿势：四季沐歌精钻航天管集热性能为什么能打破世界纪录？

涨姿势：四季沐歌精钻航天管集热性能为什么能打破世界纪录？四年一度的奥运会，虽已落下大幕，但奥运会中，运动员们奋勇拼搏，一次又一次打破世界记录的表现，让“更快、更高、更强”的奥林匹克精神更加深入人心。

就在里约奥运会进行之际，很多消费者发现，四季沐歌JD旗舰店上展出了四季沐歌太阳能创两项世界纪录的海报，其中一项世界纪录正是四季沐歌全玻璃真空集热管创下的。

下面，小编将以四季沐歌全玻璃真空集热管——精钻航天管为例，向大家解释四季沐歌为什么能打破世界纪录。

强劲集热，集热性一马当先在太阳能热水器的构造中，真空管是核心元件，被誉为太阳能热水器的“心脏”。

四季沐歌精钻航天管是由四季沐歌联合中国太阳能真空管镀膜之父、清华大学殷志强教授，在航天管技术基础上，采用其国家专利技术“光选择性吸收层及其制备方法”创新推出新一代航天镀膜真空管。

航天管创新抗氧化吸收涂层，融入微量稀有金属，改善膜层的分子结构，独特的紫色膜层能吸收更多能量的短波光线，吸收光谱范围更宽，实现了阳光的宽波吸收，集热性能卓越，接近理论极限。

在足够日照条件下，管内空晒温度最高可达250℃。

高效保温，保温性遥遥领先小编相信，冬季雨雪等极端天气下，大家使用太阳能热水器时会遇到像“加热升温慢”、“保温性能差”、“隔天水凉”等的问题。

而四季沐歌精钻航天管采用ATO抗氧化技术形成了精钻防护层，该防护层位于减反层和吸收层之间，凭借超高密度耐腐蚀性成分，有效避免了减反层、吸收层和反射层之间的相互扩散，进一步提高了精钻航天管在高温、高寒等极端气候下集热性能的稳定性和持久性，高效保温。

在连阴雨天或冬季时，在家舒舒服服洗个热水澡，不再是一种奢望。

持久耐用，耐用性一力当先一般来说，市场中太阳能热水器普通真空管膜层最长使用年限是15年，而对于实力一般的太阳能热水器牌子来说，其真空管膜层可能使用4~5年后，就出现老化、脱膜、变色等问题，吸热性能差，热水温度不理想。

四季沐歌精钻航天管是航天金属镀膜黑金管，在原镀膜技术基础上融入微量航天稀有金属，抗氧化性、抗衰减性更强，不会因为与空气、水产生化学反应而导致镀膜质量产生变化。

真空管太阳能热水器工作原理

图解真空管太阳能热水器工作原理晨怡热管/news/212006-10-11 1:05:01日期:2005-4-27 19:55:02 来源:原创查看:[大中小] 作者：未知热度：真空管太阳能热水器自然循环工作原理示意图工作原理直插式全玻璃真空集热管太阳能热水器是利用真空集热管，具有的高吸收率和低发射率，将吸收的太阳辐射转换成热能，利用冷水比重大，热水比重小的特点，在真空管内形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环，使整个水的温度逐步升高，达到一定温度。

由于真空玻璃管是圆形的，具有对太阳广源自然跟踪的特点，再加上反光板的反射原理，使玻璃管四面受光面面俱到，集热效果时间更长，水温更高，即使高寒地区一年四季也可正常运行。

热水器结构与特点多台串联可为企事业旅馆、部队、单位集体供水龙头一开、热水即来——温情所至水压特大，可做按摩式洗浴——贵宾待遇多路放水，同时使用——随心所欲此种阳台壁挂式太阳能热水器外形优美，豪华大方，布局合理，用于解决楼顶不能存放太阳能热水器的优质产品。

特点：1、环保自动运行——好2、无任何辅助水箱——真好3、安装不受楼顶结构限制——真是好4、可见缝插针，方便快捷——实在好天承太阳能热水器是咱老百姓的朋友天承“全天候”太阳能热水器每年365天，天天有热水每天24小时，时时可供热天承太阳能热水器小康家庭必不可缺的产品太阳能、燃气、电热水器，经济效益对比表类型太阳能热水器燃气热水器电热水器装置投资1500元1500元2800年装置寿命15年6年8年每年燃料费0元600元800元15年总费用1500元10500元14800元危险系数无可能可能环境污染无有有热水器的安装及使用注意事项1、热水器的安装工作建议有专业人员承担；2、热水器安装地点应平坦，前方没有遮挡物体；3、所有真空管轴线一定要在同一平面上保持水平状态；4、热水器安装必须牢固稳定，避免由此所造成的不良现象；5、安装时应对室外水管给予保温，以防冬季造成管道冻结，影响正常使用。

全玻璃真空太阳集热管U型管集热器

各种类型集热器性能优劣比较太阳能光热产业经过几十年的发展，现在已经呈现产品多样、类型多样、系统多样的格局，太阳能光热系统的核心元件一一集热器也出现多种产品，概况起来有以下几种：图0、集热器种类结构图一、结构特点和使用性能1、真空管型集热器真空管型集热器包括全玻璃真空管型太阳能集热器、玻璃-金属结构真空管型集热器；全玻璃真空管型太阳能集热器根据使用的方式又可以细分为直插式集热器、U型管式集热器和热管式集热器三种。

总体来说，真空管型集热器的吸热部件是真空管，具有以下特点：真空集热管具有真空夹层，空气对流和传导几乎为0,保温性能非常好（就象保温瓶一样），热损系数非常小，空晒温度达到200r以上，部分达到280C左右。

真空集热管是圆柱形的管状，太阳从不同方向入射时其截面不变，因此具有准跟踪性能，即早晚阳光较偏时得热量也较高。

同时对各个角度的光线都有吸收，对散射光吸收也较好，因此在散射光较多的多云天气和略阴的天气，效率也较高。

图1、真空管接收光照示意图具体来讲，各种类型又具有各自的特点：1.1直插式真空管集热器此种类型集热器是水工质直接在真空管内流通，然后通过自然/强制循环，将热量存储并使用。

这种集热器在非承压状态下运行，对系统要求不高，安装方便。

但是直插式真空管集热器也有自身的缺点：系统抗冻性能差，对冬季防冻要求比较高；一旦发生真空管破裂，整个系统将停止运行，对维护要求比较及时；严禁在空晒状态下补水，避免发生真空管炸裂。

这种系统主要使用在低端家用系统、低端小工程和防冻要求不高的地区。

1.2 U型管式和热管式真空管集热器U型管式和热管式真空管集热器是在真空管内装配U型铜管或者热管，对集热器进行空晒，通过循环在U型铜管或热管中的工质将热量带出，直接加热水或者在水箱内经过盘管换热加热水。

相变热管铝翼铜管真空管图3、U型管式真空管结构及传热示意图这种系统由于使用大量金属，所以初期投资相对较高，但总体的性价比仍然处于较高的水平，相比平板和玻璃-金属集热器具有优势；系统要经过两次换热，相比于直插式集热器，升温速度稍慢，但是从能量守恒的角度来讲，系统的得热量并没有减少，并且在继承了全玻璃真空管的高性能、可靠性高和准跟踪的优点的同时，还具有直插式集热器不可比拟的优势：a.运行安全系数高，工质在铜管和热管内循环，不直接在真空管内循环，整套系统可以承压运行，并且发生真空管破裂时整套系统正常运行； b.对防冻要求不高，由于管路中循环的是防冻液，工质冰点低；c.现场安装容易，装配简单。

全玻璃真空集热管

全玻璃真空集热管：它的工作原理基本与平板集热器相同，白天在太阳照射下，太阳光透过集热管罩管后，被内管表面吸收涂层吸收转换成热能，并通过内管中的流体循环，最终将贮水箱中的水加热。

由于真空集热管采用了真空技术，降低对流损失，选择性涂层技术降低热辐射和全玻璃材料技术，降低传导损失，从而大大降低了集热管的热损失，使其具有良好的热性能。

为了确保产品质量，目前国家相关标准对全玻璃真空集热管规定了如下技术要求。

（1）将集热管在太阳辐照下空晒，当环境温度在8～30℃，太阳辐射强度H不低于800瓦/米2的条件下，以空气为工质，空晒温度为t s,环境温度在t a，空晒性能参数Y=（t s-t a）/H 不低于175（米2〃℃）/千瓦。

（2）将管内装入水，在环境温度8～30℃，水温从不低于环境温度的初始温度上升35℃时，所测得的闷晒太阳曝辐量不大于3800千焦/米2。

（3）测得管子在无太阳辐射之下的热损系数应小于0.9瓦/（米2〃℃）。

（4）两管之间的气体压强不大于5×10-2帕。

（5）能够承受三次以上的25℃水和90℃冷热水交替冲击，不破损。

（6）内管耐压0.6兆帕。

（7）集热管能承受直径25毫米的冰雹袭击，不破损。

真空太阳能热水器结构：太阳能热水器一般都由集热器、贮水箱、联接管道、支架和控制系统组成。

按集热原理、结构的不同可分为平板型热水器和真空管热水器两大类。

按其工质的流动方式不同，一般分为循环直流式和闷晒式。

家用太阳能热水器，一家一户独立成为一个热水器系统，通常都采用自然循环式或闷晒式。

安装与维修：（一）太阳能热水器安装家用太阳能热水器一般都安装在房顶上。

首先，要确定安装的位置，集热器正南放置时，固定倾角比当地纬度大5～10°。

真空管太阳热水器通过联集管把真空管联集，再与水箱相接，对于家用太阳热水器，可用联集管兼水箱，成为整体式。

其次，安装顺序应是把水箱、支架、输水管安装完毕后，最后再插玻璃真空集热管，顺序不能颠倒，否则会造成集热管高温空晒损坏原器件。

真空管太阳能热水器冬季热性能研究

统、阳辐射强度测量系统、速测量系统、供应太风水系统、电供应系统、管路保温系统等几大部分组成。
作者简介：征强（９１，，士研究生。段１８～）男硕
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ｙｅｔｅｐｍａｙｃｔｒｎ，ｄｉｓｆｌｅｅｇｄａｅａｅｈａｏｓｆｃｏ．ｓｒｒｒｅｏｈｉｉｉａｌｕｅｕｎｒｙａｖｒｇｅｔｌｓａｔｒｙｎＫｅｒｓ：ｈｒｌｐｒｏｒａｃｙｗｏｄｔｅｍａｆｌｎｅ；ｄｉｓｆｌｅｅｇｅｎａｌｕｅｕｎｒｙ；ａｅａｅｈａｏｓｆｃｏ；ｖｃｕｎｔｂｏａｔｒｈａｅｙｖｒｇｅｔｌｓａｔｒａｕ／ｕｓｌｗａｅｅｔｒｅｒ
ＡｂｔａｔＴｉａｅｒｓｎｓａｓｔｏｅｔｇｓｓｅｏａｕ／ｕｅｓｌｒｗａｅｅｔｒｂｓｄｏｓｒｃ：ｓｐｐｒｐｅｅｔｅｆｔｓｉｙｔｍｆｖｃｕｎｔｂｏａｔｒｈａｅａｅｎＧＢ／１４１ｈｎＴ９１
理图如图１。
成为当前国际能源开发利用领域中的新热点。进入
上世纪９０年代，我国已建立了全玻璃真空集热管和平板集热器工业，太阳能热水器及其系统发展十分迅速［＿１。
天津响应国家建设社会主义新农村的号召，正
在积极开展文明生态村的创建活动，而其中重要的项就是在天津农村推广太阳能热水器。天津地区

热超导管式全玻璃真空管集热器的热性能分析

ｅｃｎｙａｔｒｎｅｈａｒｍｖｌａｔｒｐｒｏｄｃｒｅｉｖｕｔｄｔｂｌｏｌｔｅｉｅｆｉｆｏｄｔｅｏａｆｏｓｅｃｎｕｔａｐｅｅａａｅｕａｃｌｃｒｅｃａｈｔｅｃｆｏｕｏｈｔｐｃｕｒｅｏａｒｐｅｅｔｄｈｙｗｒｏｐｅｉｎｔｔｅｕｆｃｅｃｅｗｅｈｏａｕｘｍｐｅａｄｒｓｎｅ．ｅｅｅｃｍａｄｗｔｉａａｏｅｉｎｙｂｔｅｎｔｅｒｖｌｏｅａｌｎｔｒｈｓｎｓｆｎｉｙｅｆｎａｕｅｖｌｘｅｉｅｔｅｕｔ，ｅｐｏｉｅｒｒｌｓｔａ＿。ｘｌｎｄｒｌｅｚｓｒａｕｏｅｐｒｎ．ａｒｓｌｔｉｏｐｓｅｒｅｈ３％ｉｅｐａｅｅｄｅｅｆｍＡＳｈｒｔｏｓｎ２ｔｉｔａｃｌｕａｉｘｒｓｉｎｔａｉｒｅｔｄｐｅｅａｌｔｎｍｉｈａｆｎｔｎａｄｃａａｔｒｔｓｏａｕｍａｌｏｅｐｅｓｈｔｅｃｅｒｒｂｒｓｔｅｕｃｉｎｈｃｅｉｉｖｕｃｔｎｏｔｆｌｆｙａｔｏｒｓｃｆｃ
热超导管式全玻璃真空管集热器的热性能分析木
张小粉张立希张鹤飞（西北工业大学空调制冷与太阳能应用研究所，西安７０７）１０２
Ｔｈｒｌｅｆｍａｃｎｌｓｓｏｕｅｃｎｃｏｅｍａｒｐｏｒｎｅａａｙｅｆｓｐｒｏｄｕｔｒ
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真空管、太空管优势

真空管式太阳能热水器1、吸热效果好——真空管热水器的吸收层是高吸热材料铝氮铝真空镀膜层，能够最大限地吸收太阳照射在上面的热量，达到光热转换的目的。

2、保温效果好——由于真空管是由两层玻璃构成的，中间抽成真空，相当于一个拉长的保温热水瓶，所以保温效果显著，对热量起到只进不出的作用，即使在白雪皑皑的北国，真空管太阳能热水器仍可产出热水，广东等南方各省一年四季产热水都没问题。

3、真空管内径大——内径达37毫米，由非活泼材料玻璃构成，所以克服了平板式热水器频频结垢、热效率逐年下降的缺点，集热效果始终保持较好状态，且维修、维护成本低、方便，使用寿命长。

4、玻璃真空管主要由硅材料构成，外形为圆柱型，雨水冲刷后能自洁，灰尘不易附着。

5、吸热效率较高,保温性能好,不易结垢,一年四季均能保证出热水,寿命较长,一般可达15年左右.桑普太空管的十大优点1、热管传热，真空管内不走水，不存在管子炸裂、冻裂，或管内存水造成的死水带来的二次污染问题。

2、热管热容小，启动快，阳光下2分钟即可启动输出热量；在阴晴多变的天气，可以得到更多的热量。

3、双真空结构，热得快，散热少，从本质上提高了热水器的集热效率。

4、加厚的外层特硬高硼硅玻璃，抗冰雹能力大大高于普通的真空管。

5、吸热板封装于真空管内，类似于在太空环境中，即使在潮湿的南方，也不存在吸热板腐蚀影响导热的问题。

6、与其它真空管一样，具有很高的吸收率和较低的发射率的选择性吸收涂层。

7、不论是家用热水器还是集体用热水工程，都可以做成承压系统，与国际接轨，使用舒适，安全性好。

8、与水箱或集热器（集体用）的连接方式为先进的干式连接，即使管子损坏，水箱也不会漏水。

9、理论寿命为15年，一般3～5年，即可收回投资。

10、由从事太阳能基础研究28年的正规专业企业流水线生产，获得多项国际权威认证，一切皆有保证。

太阳能集热器热性能测试分析

太阳能集热器热性能测试分析 2008年12月09日08:09 生意社生意社12月09日讯太阳能集热器国家标准的最新进展所有三项国家标准正在修订，第一轮征求意见已经完成，2006年12月4日召开了起草组大会，预计2007年初实施。

这是太阳能界国家标准制修订最大的一次活动。

内容包括对GB/T 6424《平板型太阳能集热器》、GB/T 17581《真空管型太阳能集热器》、GB/T 4271《太阳能集热器热性能试验方法》的修订。

1．GB/T6424 平板型太阳能集热器主要起草单位：中国标准化研究院、国家太阳能热水器质量监督检验中心（北京）、江阴万龙源科技有限公司、深圳市嘉普通太阳能有限公司。

参加起草单位：北京太阳能研究所、北京北方赛尔太阳能工程技术有限公司、昆明新元阳光科技有限公司、九阳太阳能有限公司、天津奇信太阳能设备有限公司、旭格幕墙门窗系统（北京）有限公司、山东皇明太阳能集团有限公司、北京清华阳光能源开发有限责任公司、江苏连云港太阳雨热水器制造有限公司、江苏华扬太阳能有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、江苏桑夏太阳能产业有限公司、山东桑乐太阳能有限公司、浙江美大太阳能工业有限公司、北京四季沐歌太阳能技术有限公司。

主要修订内容：※提高了集热器热性能试验项目的指标要求：瞬时效率曲线截距指标从0.68提高至0.72。

※提高了集热器耐压要求：非承压和承压式“最小工作压力”的指标：0.06MPa/0.6MPa。

※提高了透明盖板透射比的要求：透射比从0.78 提高至0.84。

※增加了集热器耐冻试验要求。

※增加了集热器压力降落试验要求。

※增加了对试验项目检测顺序的要求。

※修改了闷晒、空晒、内热冲击、外热冲击试验对环境参数的要求。

※修改了太阳能集热器的检验规则。

2．GB/T17581 真空管型太阳能集热器主要起草单位：中国标准化研究院、国家太阳能热水器质量监督检验中心（北京）、皇明太阳能集团有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、北京清华阳光能源开发有限责任公司。

怎样判断全玻璃真空太阳集热管的性能

怎样判断全玻璃真空太阳集热管的性能？阅读提示：全玻璃真空太阳集热管（以下简称真空集热管）是当前我国太阳能光热领域产量最大，使用最广，节能效果最突出的太阳热水系统的核心基础元件。

它的性能好坏，直接关系到热水器的热性能。

目前，国内生产真空集热管的厂家与品牌众多，技术水平参差不齐，价格高低悬殊，宣传口径也很不一致。

那么，怎样判断真空集热管的性能好坏呢？1.太阳透射比新国标中规定的玻璃管材料的太阳透射比τ≥0.89（AM1.5）。

这是针对名为“硼硅玻璃3.3”的一种高硼硅玻璃材料的理化性能指标。

“硼硅玻璃3.3”的平均线热膨胀系数α（20℃～300℃）=（3.3±0.1）×10-6K-1。

我们习惯把它称为“硼硅玻璃3.3”。

用“硼硅玻璃3.3”制作的玻璃管，其太阳透射比τ≥0.89（AM1.5）。

“AM1.5”即大气质量为1.5。

所有制作真空集热管的厂家，都会说自己使用的原材料是“硼硅玻璃3.3”。

但是，如果制作真空集热管的玻璃不是“硼硅玻璃3.3”，或是其含有过多的其他元素（如铁），玻璃颜色就会带有其他颜色（如绿色）。

这样的玻璃材料制作出的真空集热管，太阳透射比会大大低于0.89（AM1.5），因而严重影响集热管的热性能。

2.太阳吸收比与半球发射比太阳吸收比与半球发射比是对太阳选择性吸收涂层的技术要求。

新国标规定：吸收涂层的太阳吸收比α≥0.86（AM1.5），与旧国标相同。

半球发射比εh≤0.080(80℃±5℃)，比旧国标（0.09）降低了0.01；对于真空集热管来说，既要有较高的太阳吸收比，还要有很低的发射比，集热管的热效率才会得以提高。

因此，这是两个极为重要的参数。

目前，我国制作真空集热管普遍采用的仍然是多层铝-氮/铝太阳选择性吸收涂层制造技术。

这一技术是清华大学殷志强教授和他的同事们于1984年发明，1985年申报国家专利，1987年获得批准的（专利号：zl851001424）。

049太阳能集热器热性能分析

Tp Ts G
（4.6）
由于吸热体温度不容易测定，而集热器进口温度和出口温度比较容易测定，所以集热器效率方程也可以用集热器的平均温度 Tm (Ti Te ) / 2 来表示，则有：
F [( )e U L
式中： F —集热器效率因子，%； Tm —集热器平均温度，℃； Ti —集热器进口温度，℃； Te —集热器出口温度，℃。
这说明此时的吸热体温度、集热器平均温度、集热器进口温度都相同。在图 1 中，三条效率曲线在 x 轴上有相同的交点值。
参考文献 [1]霍志臣，罗振涛。平板太阳能热水器发展概况[J]。新能源市场，2006，10：
5-8
[2]范海燕，迟炳章。太阳能集热器及其实用性浅析[J]。青岛理工大学学报， 2009，
Tm Ts ] G
（4.7）
集热器效率因子 F 的物理意义是：集热器实际输出的能量与假定整个吸热体处于工质平均温度时输出的能量之比。尽管集热器平均温度可以测定，但由于集热器出口温度随太阳辐射照度变化而变化，不易控制所以集热器的效率方程也可以用集热器的进口温度来表示：
FR [( )e U L
qL —单位时间内单位面积集热器对应的热损失，W/㎡；
q S —单位时间内单位面积集热器对应的自身热容变化量，W/㎡,当集热器处于稳定工况时其自身热容无变化， qS =0。太阳能集热器的效率定义为在稳态或准稳态条件下，规定时间段内集热器单位面积得到的有用太阳辐射能 qU 与同一时间段内入射在集热器单位面积上的总太阳辐射能 G 之比，即太阳能集热器的效率 = 4.集热器效率方程及效率曲线 4.1 集热器的效率方程 QA AG ( )e
Ti Ts T T ] FR ( )e FRU L i s G G

真空管集热器热损失系数

真空管集热器热损失系数概述真空管集热器是一种利用真空管的太阳能热水器。

它通过将太阳能转化为热能，从而提供供暖和热水的功能。

在真空管集热器中，热损失系数是一个重要的参数，它直接影响到系统的效率和性能。

本文将详细介绍真空管集热器的工作原理、结构组成、热损失的原因以及如何降低热损失系数等内容。

工作原理真空管集热器利用太阳辐射能将光线转化为热能。

它主要由两部分组成：真空管和集热板。

1.真空管：每个真空管都由内外两层玻璃组成，两层玻璃之间形成一个真空层，具有优良的隔热性能。

内层玻璃表面涂有吸收率高、辐射率低的涂层，以增加吸收太阳辐射能并减少辐射散失。

2.集热板：位于真空管内部，通常由铜或铝制成。

它的表面涂有黑色吸热涂层，以增加吸收太阳辐射能的能力。

当太阳光照射到真空管上时，内层玻璃表面的吸热涂层吸收光能并转化为热能。

这个过程会产生一个温度梯度，使得集热板上方的水变热并形成对流。

随着水的加热，它会通过出口管道流出真空管，供应给需要加热水的设备或系统。

结构组成真空管集热器通常由多个真空管组成，并通过连接器连接在一起。

每个真空管都具有自己的集热板和出口管道。

整个系统通常由以下几个部分组成：1.真空管：每个真空管都是一个密封的玻璃管，具有优良的隔热性能。

2.集热板：位于每个真空管内部，用于吸收太阳辐射能并转化为热能。

3.连接器：用于将多个真空管连接在一起，形成一个整体系统。

4.出口管道：用于将加热后的水流出真空管，并供应给需要加热水的设备或系统。

5.绝热层：用于减少热损失，提高系统的效率。

热损失的原因真空管集热器的热损失主要有以下几个方面：1.辐射散失：真空管内层玻璃表面涂有吸收率高、辐射率低的涂层，但仍然存在一定的辐射散失。

这是由于无法完全避免玻璃表面与外界环境之间的热辐射。

2.对流散失：当水加热后形成对流时，会带走一部分热量。

这种对流散失可以通过优化系统设计和控制水流速度来减少。

3.导热散失：真空管集热器中的集热板通常由金属制成，金属具有一定的导热性能，会导致一部分热量通过传导散失。

几种太阳能集热器的性能计算和比较

第19卷第5期重庆建筑大学学报V ol.19N o.5 1997年10月Journal of Chon gq in g Jianzhu Universit y Oct.1997几种太阳能集热器的性能计算和比较杨小凤吴祥生刘安田(重庆后勤工程学院400041)摘要为了便于重庆市利用太阳能制冷空调系统的太阳能集热器的选择,本文对多种集热器:平板集热器、CPC平板集热器、真空管集热器、CPC真空管集热器和CPC真空管热管集热器的性能进行计算、分析和比较,并提出了它们各自的特点及其适用范围。

关键词太阳能,集热器,性能分析中图法分类号T U832.17重庆是全国闻名的“火炉”城,其夏季长达130天,气候湿度大,风速小,气温高。

据近10年气象资料统计得到8月的平均气温为30℃,极端最高气温为44℃,全年的日照主要集中在夏季,7、8两月的日照时数(438.9小时)占全年的日照时数(1244小时)的35.38%,辐射总量(1074M J/m2)占全年辐射总量(3373M J/m2)的31.87%。

因此利用夏季太阳能来制冷有重要的现实意义。

为此本文探索了太阳能制冷中集热器的选择。

在利用溴化锂进行吸收式制冷时,要求集热器的供水温度为90—100℃,而重庆地区的漫射成分较大(占总辐射的30-60%),怎样合理进行集热器选型便是一个重要问题。

鉴于国外低中温集热器在制冷空调领域已有较多应用实例,本文对平板集热器、真空管集热器、CPC平板集热器、CPC真空管集热器和CPC真空管热管集热器的性能进行了计算、分析和比较,从而选出其中最为合适的集热器。

1计算分析的前提条件据重庆地区历年气象资料的统计数据。

在对集热器进行设计计算时采用了以下的原始数据:太阳辐射:756W/m2平均气温27.4℃(7、8、9三月平均)平均风速:2m/s直射/总辐射:0.6集热器流量:80k g/h2集热器的性能计算结果分析2.1平板集热器:收稿日期:1997-08-05杨小凤.女,1962年生,讲师第5期杨小凤等:几种太阳能集热器的性能计算和比较99针对目前国内大量生产的铜铝复合材料翼形管板作为吸热板的平板集热器进行设计计算。

两种集热器的热性能比较

2007-01-24 12:21两种太阳集热器的热性能对比分析近年来，我国太阳热水器产业迅速发展，太阳集热器的热性能测试和评价工作越来越受到生产厂家和消费者的重视。

平板型太阳集热器和热管式真空管太阳集热器是目前市场上较常见的两种太阳集热器。

由于这两种集热器结构的不同导致其热性能的差异。

1.两种太阳集热器的工作原理分析图1所示为平板型太阳集热器。

当太阳辐射能QA投射到透明盖板上，其中一部分被盖板吸收和反射，其余到达涂有吸收涂层的吸热体表面，大部分的太阳辐射被吸热体所吸收，小部分向透明盖板反射。

被流道内流体吸收的热量为有用能量收益QU，与此同时，吸热表面通过透明盖板和外壳向环境散失热量，即热损失QL。

热管式真空管太阳集热器的结构如图2所示。

投射到真空管上的太阳辐射QA，一部分被外管壁吸收和反射，剩下的将到达带涂层的内管外表面，其中的大部分被涂层吸收，加热内管壁，使热管蒸发段内的传热介质气化。

蒸气上升到热管冷凝段后，再由热管的冷凝段将热量传递给联集管内的工质，成为有用能量收益QU。

工质凝结成液体，依靠重力流回蒸发段。

集热表面向环境散失的热量即为热损失QL。

根据能量守恒原理，集热器能量平衡方程为：QA=QU+QL+QS（1）2.集热器热性能评价在稳态条件下运行的太阳集热器的热性能，可以用下列关系式加以描述：QU=AI（τα）e-AUL（Tp-Ta）=mCp（Tf,o-Tf,i）（2）由于TP难以确定，引入集热器热转移因子FR，其物理意义为集热器获得的实际有用能量收益与集热器吸热体温度等于流体进口温度时的有用能量收益的比值。

把式(4)代入式(5)得到集热器瞬时效率方程的表达式：3.瞬时效率试验按照标准规定搭建试验台(图3)。

根据国家标准(GB／T4271-2000，GB／T17581—1998)对这2种集热器进行瞬时效率测定。

被测平板型太阳集热器的规格：1200 mm~1010mm，采光面积1．20m2。