全玻璃真空太阳集热管U型管集热器
真空管集热器的发展史
真空管集热器的发展史(2009/03/01 11:53)目录：业内新闻浏览字体：大中小真空管太阳集热器发展简介：真空管太阳集热器的核心元件是玻璃真空太阳集热管，它采用了真空夹层，消除了气体的对流与传导热损，并应用选择性吸收涂层，使真空集热管的辐射热损降到最低。
玻璃真空太阳集热管分为“全玻璃”与“玻璃和金属结构”两大类。
太阳光能转变为热能，可通过联集管内的传热工质（如水）或先通过热管与传热工质进行热交换将热能输送到贮热水箱。
从应用上分为用于生活热水（低温），空调和海水淡化等（中温）和太阳能热发电（高温人真空管太阳集热器能在寒冷地区的冬季及低日照与天气多变地区运行。
玻璃和金属结构真空太阳集热管承压好，还能工作在中、高温。
全玻璃真空太阳集热管结构简单，制造方便，可靠性强和成本低，适宜在低中温运行。
全玻璃真空集热管像一个拉长的暖水瓶胆，先由美国欧文斯一依利诺伊（OwenS－illinoiS）公司推出商品，其构造如图1所示，由两根同轴圆玻璃管组成，内、罩玻璃管间抽成高真空，太阳选择性吸收涂层（表面、膜系）沉积在内管的外表面构成吸热体，将太阳光能转换为热能，加热内玻璃管内的传热流体。
全玻璃真空集热管采用单端开口的设计，通过一端内、罩管环形熔封起来，其内管另一端是密闭半球形圆头，带有吸气剂的弹簧卡子，将吸热体玻璃管回头支承在罩玻璃管的排气内端部。
当吸热体吸收太阳辐射而温度升高时，吸热体玻璃管圆头形成热膨胀的自由端，缓冲了工作时引起真空集热管开口端部的热应力。
吸气剂蒸散后吸收真空集热管在存放及工作过程中所释放的微量气体。
经历以下几个发展阶段： l）科研与开发(1979—1985),发明了单靶磁控溅射制备铝-氮/铝太阳选择性吸收涂层。
2）科技成果向生产转化中国太阳能产业联盟网 a．小生产（1986—1989），年产能力3万支真空集热管，期间，清华大学完成了国家“七·五”科技攻关专题“玻璃真空管热水器技术开发与应用”和国家自然科学基金项目“选择性吸收表面光性下降机理的研究”；中生产（1990—1993）。
全玻璃真空集热管工作原理
全玻璃真空集热管工作原理
全玻璃真空集热管是一种重要的太阳能利用技术，它利用太阳能将热量转化为可使用
的热能。
下面我们将详细介绍全玻璃真空集热管的工作原理。
全玻璃真空集热管由玻璃外壳、吸热管、蒸汽室、热传导棒和玻璃内壳组成。
它的工
作原理基于光热转换和热传导原理。
当太阳辐射照射到集热管的玻璃外壳上时，玻璃外壳会通过玻璃的透过性，将光能转
化为热能，并散布到吸热管上。
吸热管内充满了导热剂，当吸热管被热能照射后，导热剂
将吸收光能并升温，导热剂温度升高后将产生热对流，将热能传导到集热管的上端蒸汽
室。
吸热管内的导热剂受热后，会使水在蒸汽室中沸腾，生成蒸汽。
蒸汽的温度和压力随
着吸热管受热时间的延长而增加。
这些高温高压的蒸汽会充满蒸汽室，并向上顶起，通过
热传导棒传导至集热管的上端。
接着，当高温高压的蒸汽通过热传导棒传导至集热管的上端时，会释放热量，将热量
传递给集热管的玻璃内壳。
玻璃内壳的材质使其能够保持真空状态，并且有很好的保温效果，从而能够最大限度地减少热量的散失。
这样，集热管内部就形成了一个高温高压的热区，从而将太阳能转化为热能，并保持热能的长期稳定输出。
集热管内的高温高压热能可以被用于各种应用，比如加热水、驱动发动机等。
这就实
现了太阳能的利用，并为人们的生活提供了可再生的能源。
全玻璃真空集热管利用太阳能将热量转化为可使用的热能，通过多个部件的协同作用，实现了从太阳辐射到热能输出的过程。
它在可再生能源利用方面具有良好的应用前景，能
够为环境保护和节能减排做出贡献。
太阳能热水器集热器的结构及原理
太阳能热水器集热器的结构及原理集热器是太阳能热水器组成系统中的重要器件（其功能相当于电热水器中的电热管），是接收太阳能量并将其转换为热能的核心部件，它高效吸收太阳辐射能，经循环热交换使贮水箱里的水温不断升高。
集热器有真空管式与平板式两种。
1. 真空管式真空管式集热器分为全玻璃真空管集热器、U形管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器，后三种集热器是在全玻璃真空管集热器基础上发展起来的产品，三者的共同特点是都具有比较高的集热效率，以金属作为吸热体，可以承压运行，但从集热效率、防漏、防垢、耐久性、安全性、可靠性和安装维护难度等方面进行综合评价，热管式真空管集热器是最适宜在中央热水供应系统中釆用的太阳能集热器类型，u形管式真空管集热器和热管式真空管集热器次之。
真空管式的结构如同一个拉长的热水壶内胆，由一大一小两支玻璃管套合而成，外层为透明，内层为涂有光谱选择性的吸收涂层，内外管之间抽成真空。
内外双层玻璃管结构，采用高硼硅玻璃管为毛坯管，经过磁控溅射真空镀膜工艺在内层玻璃管外壁镀膜，再将内外管间进行抽真空处理，保证吸收膜在真空条件下稳定工作。
全玻璃真空管由外管（罩玻璃管）、内管、选择性吸收涂层、吸气剂、支撑件（弹簧卡子）和真空夹层等组成，如下图所示。
真空管式在目前中国的太阳能热水器市场中应用广泛。
2. 平板式平板式集热器是太阳能低温热利用的基本部件，也一直是世界太阳能市场的主导产品。
平板式集热器一般由透明盖板、吸热板、保温层、隔热层和背板等组成,吸热体多为具有高吸收比及低发射比膜层的金属条带。
国外成熟的集热器都是平板式集热器。
在平板形状的吸热板上，通常都布置有排管和集管。
排管是指吸热板纵向排列并构成流体通道的部件；集管是指吸热板上下两端横向连接若干根排管并构成流体通道的部件。
吸热板的材料种类很多，有铜、铝合金、铜铝复合、不锈钢、镀锌钢、塑料和橡胶等。
吸热板有四种形式，即管板式、翼管式、扁盒式和蛇管式，如下图所示。
热管和U行管的资料
热管和U 型管的资料一、热管：玻璃真空集热管有着非常好的吸收性能，它所形成的高真空，可最大限度地减少热损，其选择性涂层能有效地将太阳光的直射辐射和慢射辐射能都传递给超导热管，同时它还担负着有效的吸收太阳能和保温绝热的作用，即使在环境不利的条件下也能阻止热量流失；超导热管担负着迅速传递太阳热能的作用。
这二者高技术的优化组合，大大提高了集热性能。
真空热管太阳能热水系统即使在冬季热交换率也能达到55%以上。
·全年全天候使用：无论在南方和北方，即使是-40度的情况下，该产品也能正常运行，避免普通太阳能热水器真空管内有水被冻裂的可能性。
·可靠性：因真空管内不走水，所以不会产生水垢、炸管现象，更不会在严寒气候条件下出现真空管冻裂现象，在-50度的条件下仍能正常工作。
·超导集热真空管具有超强吸热、超快导热和超长寿命三大特点。
·选用硼硅3.3特硬玻璃，具有高透光率、低膨胀率、低发射率等优点。
极低的膨胀系数保证了真空集热管在高温和低温环境中使用不炸管，并能抵抗35mm 冰雹冲击而不损坏。
·承压能力：0.6Mpa 。
性能参数：二：U 行管U 型管是将一根直铜管在一定部位弯成U 型，两端平行，且一端高于另一端一定距离。
U 型管走水管路是由两根横向平行的走水主管和数根竖向平行、等间距排列的U 型管组成。
U 型管集热器是由U 型管走水管路、保湿层、真空管及集热器框架等组成。
包括真空集热管及U 型金属管和金属片，所述U 型金属管插装在真空集热管中，U 型金属管的上端伸出管口，金属片装在真空集热管内并固定在U 型金属管的一根竖管上。
由于金属片装在U 型金属管一侧的竖管上，即可使该侧竖管内的水温比另一侧竖管内的水温高而自动产生较强的水流动力，具有冷热水循环效果好、热传导效率高、不炸管和不漏水等优点，同时还由于U 型金属管结构简单，真空度≥5×10-3Pa(帕)涂层氮化铝吸收率≥0.93发射率≤0.08启动温度≤25℃闷晒最高温度250℃耐冻性-40℃寿命≥10年抗风30m/s (11级)抗冰雹35mm 玻璃管材料：高硼硅玻璃加铜管吸热板铜型材单管重量1.5kg 2.36kg （千克）单管尺寸（mm ）ф47×1500/ф58×1800/ф70×1700冷凝端尺寸(mm)15×50传热温升＞95%成本比热管低很多，是一种价廉物美的产品，既适合与水箱在一起组成整体式太阳能热水器使用，又适合与水箱分离而组成分体式太阳能热水器使用。
全玻璃真空太阳集热管性能指标
项目/型号
三高管
紫金管
材质
硼硅玻璃3.3
硼硅玻璃3.3
太阳吸收比
≥0.90（AM1.5）
≥0.90（AM1.5）
半球发射比h
≤0.065（80℃5℃）
≤0.065（80℃5℃）
真空度
压强≤3*10-2Pa压强≤3*10-2Pa热 Nhomakorabea系数Ult
≤0.70W/（m2·℃）
≤0.70W/（m2·℃）
耐压强度
0.6Mpa不破损
0.6Mpa不破损
耐热冲击
0℃的冷水和90℃的热水反复冲击三次，无损坏。
产品结构
全玻璃同轴双层圆管
太阳选择性吸收涂层
渐变/干涉、Cu-N/AL-SS
生产工艺
靶材采用铝、铜、不锈钢靶，金属反射层采用纯铜镜面代替普通集热管内的纯铝镜面，降低热发射，减少热损失，保温更好。吸收层特有不锈钢耐高温材料，使集热管能适应在高温条件下工作，避免了真空集热管由于长期空晒而造成的膜层变色、老化、性能减弱等问题，延长集热管的使用寿命；外层增加减反射层，减少太阳光的反射，提高集热管的吸收率，增加了集热管对太阳光的吸收性能，吸热更快，集热性能较普通管大大提高。
外观颜色
宝石蓝色
紫色
产品构造
太阳能全玻璃真空管集热器详解
太阳能全玻璃真空管集热器详解全玻璃真空管集热器All-Glass Evacuated Collector Tube平板型集热器的吸热板除了向外辐射热量外，还会通过隔热层向外传导热量、也会通过玻璃盖板下的空气对流向外散发热量，这是其主要缺点。
如果把外壳内抽成真空是可以解决向外散发热量的问题，但外壳特别是玻璃板要能承受每平方厘米1公斤的大气压力是相当困难的，集热器会变得非常笨重。
球型与圆柱形能承受较大的压力，于是就有圆管状真空管集热器，这里介绍的是全玻璃真空集热管，它由一端封口的外玻璃管与内玻璃管熔封而成，两层间抽真空，有点像广口热水瓶胆，下面是其截面图（为了便于图视，图中的真空管集热管长度较实际比例要短）。
全玻璃真空集热管示意图由于玻璃管较长，为增加强度在内外玻璃管之间有弹簧支架支撑，将内外管之间抽真空后封口。
下面是两根全玻璃真空集热管的截面正视图全玻璃真空集热管剖面图下面是两根全玻璃真空集热管的截面透视图全玻璃真空集热管剖面图-2全玻璃真空集热管的被加热工质（水）装在内管中，故在内管的外表覆盖有吸收太阳能的涂层，下图中的上面是一根完整的全玻璃真空集热管，下面是剖面图全玻璃真空集热管结构图由若干只全玻璃真空集热管与联集管可组成全玻璃真空管集热器，下图中下方为排齐的真空集热管，上方是剖开的联集管。
真空集热管是插在联集管中，连接处要用密封圈以防止漏水，联集管有保温层防止内部水的热量散失。
全玻璃真空管集热器剖面图下面是全玻璃真空集热器的侧面剖视图，图中显示了水在集热管中的对流状态，在真空集热管内的水被太阳辐射加热后密度减小就会上升，联管（水箱）中的冷水就会下降补充，形成自然循环。
经过一段时间阳光照射，在联管（水箱）中的水就被加热成热水。
为保证形成自然循环集热器要倾斜安装，水箱一端要高些。
全玻璃真空管集热器水对流示意图下面的动画直观的演示了全玻璃真空管集热器中水的对流状态。
全玻璃真空管集热器水对流动画下图是一台家用全玻璃真空管太阳能热水器（上方水箱被剖开一角），其上方水箱就是储水箱，直接为用户提供热水，由于水箱与真空集热管合为一体，故称之为一体式（或紧凑式）全玻璃真空管太阳能热水器。
全玻璃真空管集热器介绍
平均热损系数
≤0.70w/㎡℃
真空夹层内的气体压强
≤3×10-2Pa
耐热冲击
承受不高于0℃的冰水混合体与不低于90℃热水交替反复冲击三次而不损坏
耐压
0.6MPa
抗机械冲击
承受直径为30mm的钢球，与高度450mm处自由落下，垂直撞击集热管中部而无损坏
太阳吸收比
α≥0.92(AM1.5)
半球发射比
εh≤0.07(80℃±5℃)
吸气剂
符合GB/T 9505
空晒性能参数
太阳辐照度G≥800w/㎡,环境温度8℃≤ta≤30℃，以空气为传热工质，空晒温度ta，空晒性能参数Y=（tS- ta）/G，≥210㎡℃/kw
闷晒太阳曝辐量
太阳辐照度G≥800w/㎡,环境温度8℃≤ta≤30℃，以水为传热工质：
外观尺寸
明显变浅区
5ห้องสมุดไป่ตู้mm
长度
从环状开口端至另一端玻璃管直径Φ15mm处的距离，其长度允差应不大于长度标称尺寸L的±0.4%
支承件
端正、不松动
弯曲度
≤0.2%
不圆度
开口端10-30mm处，最大、最小径向尺寸之比≤1.02
封离
排气管封离部分长度S≤14mm
全玻璃真空管集热器介绍
材料要求
太阳透射比
玻璃管材硼硅玻璃 3.3(Pyrex)，管材透射比r≥0.89(AM1.5 ISO9806-1:1994)
结石
不大于1mm的结石不得密集，即10×10mm范围内不得多于1个，整支管子上不得多于五个，结石周围不得有裂纹，大于1mm的结石不允许存在。
节瘤
不大于1.5mm的节瘤不得密集，即10×10mm范围内不得多于2个，整支管子上，不大于2.5mm的节瘤不得多于5个，大于2.5mm的节瘤不允许存在
太阳能集热器的分类及特点分析
太阳能集热器的分类及特点分析作者：袁静珍来源：《硅谷》2013年第07期摘要介绍了太阳能集热器的分类，阐述了太阳能集热器的工作原理，分析了几种太阳能集热器的特点，有助于人们对太阳能集热器类型的选定。
关键词太阳能集热器；平板型集热器；真空管型集热器中图分类号：TK513 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-178-021 概述太阳能集热器是指在太阳加热系统中，接收太阳的辐射能，并向传热工质传递热能的装置。
它是太阳能热利用系统的一个部分，是决定太阳能热利用系统性能的关键部件。
2 太阳能集热器的分类随着电子技术的发展，太阳能集热器的类型越来越多样化。
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；根据集热器内是否有真空空间，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范围的不同，分为高温集热器、中温集热器、低温集热器。
其中最常见是将太阳能集热器分为平板型太阳能集热器和真空管型太阳能集热器。
2.1 平板型太阳能集热器平板型太阳能集热器是太阳能低温热利用的基本器件。
平板型太阳能集热器主要由吸热体、透明盖板、外壳和隔热层等部件组成。
它的结构如图1所示。
平板型太阳能集热器是利用太阳光辐射透过透明盖板后，投射在吸热体上，其中大部分太阳辐射能被吸热体吸收并转化为热能，然后将热能传递给吸热体内的传热工质。
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，由于吸热体内的温度升高，通过透明盖板和外壳向周围环境散失热量，成为平板型太阳集热器的各种热损失。
2.2 真空管型的太阳能集热器真空管型太阳能集热器是在平板型太阳能集热器基础上发展起来的新型集热装置。
按照吸热体的材料分类，可分为玻璃吸热体真空管（或称为全玻璃真空管）集热器和金属吸热体（玻璃—金属）真空管集热器两大类。
u型管真空管集热器工作原理
u型管真空管集热器工作原理U型管真空管集热器是一种利用太阳能进行集热的装置，其工作原理是通过将太阳辐射热能转化为热携带介质的热能，在集热系统中传递、吸收和储存热能，并将其用于供暖、热水等用途。
U型管真空管集热器的结构相对简单，主要由真空玻璃管、集热管、吸热板和支架等组成。
其中，真空玻璃管是集热器的核心部件，它由两个玻璃管以中空隔层连接而成，形成了一个高真空的环境，减少了热量的传导和辐射损失，提高了集热效率。
而在真空管内，则有一条U 形的金属管，称为集热管，其作用是将吸收到的太阳热量传导到热携带介质上。
当太阳光照射到U型管真空管集热器表面时，太阳辐射热量可以穿透玻璃管和真空隔层，被集热管吸收。
集热管通常由铝合金或铜材料制成，具有良好的导热性能。
太阳辐射经过集热管的吸收后，使其升温，在集热管的两端分别连接着进水管和出水管。
在集热管的上半部分，热携带介质（如水）经过进水管进入集热管，接触到加热的集热管表面后，吸收到热量后变热，从出水管流出。
在集热过程中，利用在真空环境下的降低热量传导和辐射损失，U型管真空管集热器能够达到较高的热效率。
此外，由于真空玻璃管的隔热效果，集热管吸收到的热量可以有效地储存，即使在夜晚或晴雨不定的天气中，也能提供一定程度的热能供应。
U型管真空管集热器还可以通过调整集热管的倾角来提高集热效率。
倾角的调整能够使得太阳辐射更好地垂直于集热管表面，增加吸收和转化太阳能的能力。
此外，对于不同的气候、季节和地理位置，倾角的调整也可以针对性地提高集热效果。
除了集热效果的提高，U型管真空管集热器还具有一些其他的优势。
首先，它的结构紧凑、安装方便，可以根据需要进行简单的组合和增减。
其次，由于采用了真空玻璃管，因此可以更好地防止集热器受到外界环境的干扰，使其在恶劣的气候条件下也能正常工作。
此外，真空管的设计使得其具有较佳的保温性能，可以在较低的温度下仍保持较高的集热效率。
总结起来，U型管真空管集热器通过利用真空环境和集热管的热传导，将太阳辐射能转化为热能，并通过热携带介质的循环运动，将热能用于供暖、热水等用途。
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。
简述太阳能集热器的类型
简述太阳能集热器的类型
太阳能集热器的类型有以下几种：
1. 平板式太阳能集热器：平板式太阳能集热器是最常见的太阳能热水器，由一个黑色的平板吸热板和一个玻璃盖板组成。
吸热板可以将太阳能转化为热能，并用于加热水。
2. 真空管太阳能集热器：真空管太阳能集热器由一系列玻璃管组成，每个玻璃管内都有一个吸热体。
真空管内部形成真空层，可以减少热量的损失。
这种集热器的效果较好，即使在低温和阴雨天气下仍然能够有效地收集太阳能。
3. 管式太阳能集热器：管式太阳能集热器由一组金属管组成，每个管都有一个吸热体。
这些吸热体常常是金属或镀黑的金属，能够吸收太阳能并将其转化为热能。
4. 筒式太阳能集热器：筒式太阳能集热器有一个中空的筒壳，内部包含一个吸热体，用于吸收太阳能。
这种集热器的设计使得热量可以在整个筒壳内均匀分布，提高了热能的收集效率。
需要注意的是，以上描述的太阳能集热器类型只是其中一些常见的类型，实际上还有其他不同形式的太阳能集热器。
太阳能集热器的选择取决于具体的使用需求和环境条件。
全玻璃真空太阳集热管工艺操作规程
全玻璃真空太阳集热管工艺操作规程第一章：引言全玻璃真空太阳集热管是一种高效利用太阳能的热水器设备，其工艺操作规程对于保证设备安全运行和性能优化具有重要意义。
第二章：设备概述全玻璃真空太阳集热管由吸热系统、传导系统和储水系统组成，其工作原理是利用太阳能将水加热至设定温度。
第三章：操作规程1.启动操作–开启集热管的进水阀和排水阀；–检查阀门连接处是否有漏水，确保无渗漏现象；–开启集热管的电源开关，并观察设备运行情况。
2.日常操作–定期清洗集热器表面，保持高效的吸热性能；–检查各部件连接是否牢固，如有松动应及时加以处理；–定期测量集热管的工作温度和压力，确保设备正常运行。
3.停机操作–关闭进水阀和排水阀，停止供水流入；–关闭电源开关，确保设备停止工作；–善加保管设备，防止损坏。
第四章：维护保养1.清洗–每个月对集热器进行清洗一次，去除积尘和杂质，保持吸热性能；–注意清洗时不要碰撞到玻璃真空管，防止破损。
2.润滑–定期对传动系统进行润滑保养，确保运转灵活；–使用专用润滑油，注意适量使用，防止过多积聚。
3.检修–如有异常情况出现，应立即停机检修；–严禁非专业人员擅自拆卸设备，如需更换零部件，应由专业人员操作。
第五章：安全注意事项1.高温注意–集热管在工作时会有高温产生，操作人员应注意防止烫伤；–使用时应佩戴防护手套和工作服。
2.电气安全–操作人员必须具备一定的电气知识，谨慎操作电源开关；–发现电气故障应立即与电气维修人员联系处理。
结语全玻璃真空太阳集热管是一种绿色环保的能源设备，正确的工艺操作规程和定期维护保养能够延长设备寿命，提高热水器的利用效率，希望操作人员严格按照规程操作，确保设备安全稳定运行。
太阳能供热系统
3）热水计量：采用IC卡计量。
系统特点： 1）充分利用太阳能能源，为节能减排做出贡献； 2）系统自动化运行，安全可靠； 3）用水即开即热，无需等待； 4）IC卡计量，管理方便。
适用范围：商品住宅小区，保障性住房小区等。
系统特点： ①绿色能源，安全环保：以太阳能为主要能源，节能环保无污染，安全可靠，杜绝燃
气、电热水器的安全隐患。 ②U型管，防冻不炸管：真空管吸热后加热内置U型管内介质，热启动快，工作温度
高，性能稳定可靠；管内不走水，不爆裂、不结垢，单支真空管破裂，不影响整个系统运 行。
③压力按摩，舒爽享受：采用承压式设计，压力热水一触即发，满足按摩式洗浴，澎 湃热水，舒爽享受。
集热部分-集热器
真空管集热器系列 平板集热器系列 热管集热器系列 U型管集热器系列 全玻璃热管集热器系列
主讲人：
一、产品图片
பைடு நூலகம்
真空管集热器系列
横插管
竖插管
二、产品参数
规格型号
真空管式集热器 真空管
管数
MGQBMK58/1800/50/20°
50
横双排
MGQBMK58/1800/100/20°
φ58/1800
竖单排 真空管集热器
规格型号 MGQBMK58/1800/20/45° MGQBMK58/1800/25/45° MGQBMK58/1800/30/45°
全玻璃热管真空管型集热器
真空管
管数
20
φ58/1800 （航天管，航天精钻）
25
30
面积（m²） 3.5 4.3 5
全玻璃真空集热管的基本结构
全玻璃真空集热管的基本结构嘿，大家好！今天咱们聊聊一个很酷的玩意儿——全玻璃真空集热管。
这东西听起来高大上，其实它就是个能把阳光变成热量的神器，简直是太阳能的“小马达”。
那么，这个集热管到底是个啥结构呢？让我们一起捋一捋！1. 全玻璃真空集热管的外观首先，咱们得从外观说起。
全玻璃真空集热管，顾名思义，它的外壳是用玻璃做的。
想象一下，一个个亮晶晶的管子，就像一根根可爱的“小雨伞”，在阳光下闪闪发光。
其实，它们都是围绕着真空这个“隐形侠”工作，真空的存在就像把阳光的热量牢牢地锁住，不让它们轻易跑掉，真是个聪明的设计啊！1.1 玻璃管的设计这玻璃管的设计可真不简单，外层是高强度的特殊玻璃，能抵挡各种恶劣天气。
你要是担心下雨、下雪什么的，这可真不在话下。
这些管子就像一身铠甲，牢牢守护着里面的热量。
外面看着光鲜亮丽，里面可是秘密武器哦！1.2 真空的作用说到真空，咱们得详细聊聊。
你知道吗，真空就像个完美的隔离器，能把热量和冷空气隔绝开。
没了空气，热量就不容易流失，这样阳光一照，热量就乖乖地被吸收了。
就像把阳光放在了一个“保温杯”里，温度稳得不要不要的。
2. 内部结构的奥秘接下来，我们要一探究竟，看看这个集热管的内部结构。
其实，里面可真有门道，特别是那个集热器，它就像个“热量吸尘器”，把阳光吸进来，转化成热量，真是神奇。
2.1 选择合适的材料集热器一般用铝或者铜制成，这两种材料热传导性都很好，简直是“热量的搬运工”。
它们能迅速把吸收到的阳光热量传递给周围的水，让水变得温暖如春。
冬天洗澡再也不怕冷水泼身上，真是幸福啊！2.2 结构的紧凑设计而且，这个集热管的设计非常紧凑，内部空间利用得相当巧妙。
就像是把阳光的能量装进了小巧的“热量宝盒”，让它们集中发力，效率杠杠的。
简直就是节能环保的典范，谁不想用这样的“宝贝”呢？3. 工作原理的魅力现在，咱们来聊聊这个集热管是怎么工作的。
它的工作原理就像魔术一样，让你眼前一亮。
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）。
太阳能集热器分类
太阳能集热器是利用太阳辐射能将光能转化为热能的装置，用于采集太阳能进行加热、暖房、热水供应等应用。
根据工作原理和结构特点，太阳能集热器通常可以分为以下几类：
1. 平板式太阳能集热器：平板式太阳能集热器是最常见的一种类型。
它由一个黑色吸热板、一个透明的保温罩和一个金属或聚合物的外壳组成。
阳光进入保温罩，被吸热板吸收并转化为热能，通过导热管或管道将热能传送到需要加热的地方。
2. 真空管式太阳能集热器：真空管式太阳能集热器由一组玻璃真空管组成。
每个真空管内部有一个吸热管和一个玻璃管被真空隔开，形成一个保温环境。
太阳光进入吸热管，被吸热转化为热能，然后传导到吸热管的端部并传送出去。
3. 聚光式太阳能集热器：聚光式太阳能集热器利用镜面或反射器将太阳光聚焦到一个小区域上，使能量密度更高。
这种集热器通常用于产生高温，比如热发电站中的聚光式太阳能集热器。
4. 管式太阳能集热器：管式太阳能集热器由一系列金属或玻璃管组成，它们与吸热介质（水或其他流体）接触，通过管壁将太阳辐射吸收的热能传递给介质。
管式太阳能集热器常用于太阳能热水器系统中。
需要注意的是，以上分类仅是一种常见的划分方式，实际上还有其他较为复杂和特殊的类型，如空气集热器、光伏热集电一体化系统等。
不同类型的太阳能集热器在结构、材料、热传输方式等方面具有不同的特点和适用范围。
全玻璃真空太阳集热管种类和优缺点
基于紫金管的基础上，头部密封，吸热效率更高
封口不稳定，容易洞穿，保温效果没有走水的吸热管好。
三维聚光管
PEPAC多靶干涉膜
外观：深紫偏黑色，反面有亮银色度膜层
基于紫金管的基础上，反面添加聚光反射膜
聚光反射膜阻碍了管背部对漫反射光线的吸收，反而吸热效果不及紫金管
蓝晶管
PEPAC多靶干涉膜
外观：深紫和深蓝相间
基于紫金管的基础上，添加干涉膜，能吸收更宽的光谱的光波，吸收效率比紫金管高
极地超寒管
PEPAC多靶干涉膜
外观：深紫偏黑色，内管偏芯
吸收效果好
价格高，性价比偏低，由于是70MM直径，运输和安装有所不便，运输中容易损坏，运输成本高。
全玻璃真空太阳能集热管种种类和优缺点
前言
全玻璃真空太阳能集热管的结构和工作原理：全玻璃真空太阳能集热管由内、外两根同心圆玻璃管构成，具有高吸收率和低发射率的选择性吸收腊沉积在内管外表面上构成吸热体，内外管夹层之间抽成高真空，其形状像一个细长的暖水瓶胆，如图下图所示。它采用单端开口，将内、外管口予以环形熔封；另一端是密闭半球开有圆头，由弹簧卡支撑，可以自由伸缩，以缓冲内外管热胀冷缩引起的应力。弹簧卡上装有消气剂，当它蒸散后能吸收真空运行时产生的气体，保持管内真空度。
其工作原理是太阳能透过外玻璃照射到内管外表面吸热体上转换为热能，然后加热内玻璃管内的传热流体，由于夹层之间被抽真空，有效降低了向周围环境散失的热损失，使集热效率得以提高。
全玻璃真空太阳能集热管的产品质量与选用的玻璃材料、真空性能和选择性吸收膜有重要关系。
种类划分
当今市场上主流的吸热管，由于吸收膜层的材料不同，全玻璃真空太阳能集热管种类大致可划分以下几种：普通管、三高管、紫金管、超导管、三维聚光管、蓝晶管、极地超寒管等
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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——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200℃以上，部分达到280℃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。
1.2U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。
图2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。
基于以上特点，目前U型管式和热管式真空管集热器是出口产品的主力军；在国内也多用于一些高端的工程，如中央财经大学沙河校区热水工程等，还有高档住宅及别墅用的分体式热水系统。
2、平板集热器：平板集热器一直以来都是集热器家族内的一支主要力量，同时也是真空管集热器的主要竞争对手。
做为市场上一直存在的产品，平板集热器也具有自己的特点：●钢化玻璃盖板强度高，耐撞击性能好，安全运行系数高；●由于自身的结构特点，与建筑结合容易；●工质在平板集热器的铜管内运行，可以承压运行；虽然平板具有这些特点，但是平板集热器也是具有不可弥补的缺点：平板集热器的吸热板和玻璃盖板之间无法抽真空，当吸热板吸收太阳能温度上升后，平板和玻璃盖板之间的空气层形成对流，造成热损大大增加，其热损系数是真空管集热器的3~5倍。
因此当环境温度较低时（北方地区冬季）或工作温度要求较高时都无法工作； 不具备准跟踪功能，当阳光斜射时，接收面积迅速减小，得热很快下降；只有在低温或者阳光直射的状态下，平板集热器集热效率较高，其他工作状态则不甚理想。
图4、平板集热器热流向图3、玻璃-金属热管集热器这里所讲的玻璃-金属热管集热器是指玻璃管外径为70mm和102mm的玻璃-金属封接的大热管太阳能集热器。
图5、玻璃-金属热管真空管集热管示意图玻璃-金属热管真空管集热管虽然外观上与全玻璃真空管一样，同时其玻璃管内也是真空状态，吸热体吸收太阳能通过铜管传递到冷凝端，经过热交换得到热水。
但是其吸热体却与平板集热器完全相同，不具有准跟踪功能。
总体来说，玻璃-金属热管集热器和集热管特点如下：●管内不走液体，可以承压运行，安全系数高；●相比平板集热器，玻璃管内保持真空，热损系数小，保温性能好；端口是玻璃与金属封接，由于两种物质热膨胀系数不同，反复加热会造成封接口破裂，因此真空寿命短，进而缩短集热管寿命；结构工艺复杂，玻璃与金属封接不好容易漏气，铜条带吸热体在排气时容易氧化，因此成品率低，价格高；不具备对太阳光的准跟踪功能，效率不够高；容易在冷凝段产生不凝气体，阻碍传热的进行，降低效率。
这样一些因素导致其使用范围比较小，市场占有率不高。
二、热性能2.1效率曲线与效率方程不考虑系统管路、水箱等其它因素，单从集热器角度来说，其热性能均可以从集热器效率曲线和效率方程上分析得出：集热器的效率方程为η=η0- U L*(T i-T0)/G集热器的瞬时效率方程是集热器热性能的集中反映。
η越大，说明集热器在相同时间内、相同条件下得热量越多。
而对于某一确定的集热器来说，其η0、U L 都是唯一确定的，共同决定集热器的效率值大小，这里，η0是瞬时效率截距，U L 是集热器热损系数，式中(T i -T 0)/G 是变量，其值越大，集热器温度越高，系统温度所能达到的温度越高，效率越低。
国家平板集热器标准规定最低性能要求, η0=0.68 , U L =6 W/m 2K 。
国家真空管集热器标准规定最低性能要求, η0=0.6 , U L =2.5 W/m 2K 。
以上两组数据表明，当(T i -T 0)/G 达到0.023的时候，即集热器温度达到40℃以上，高于环境温度18-20℃时，真空管集热器效率将超过平板集热器效率。
即真空管集热器所能达到的温度会远高于平板集热器所能达到的温度。
此外，冬季使用太阳能热水系统的时候，由于集热器内部温度和环境温度差别较大，而平板集热器没有真空，所以集热器本身和外界热对流和热辐射均较大，向环境中散失很大一部分热量，将造成系统温度不高，甚至不能满足使用要求。
从效率曲线上分析：0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.0000.0200.0400.0600.0800.1000.120图6、集热器效率曲线太阳能的供热和采暖系统，如果采用地板采暖系统，基本系统工况可以用集热器为50度工况做为设计依据，由于环境温度低（冬季采暖季），在系统工作工况下，系统的效率曲线基本处于上图中竖线的右侧，可以明显看出真空管型集热器的效率高。
本公司的热管集热器（干式）HPG-24/58-1800于国家检测中心测试结果为η0=0.800 , U L =2.252 W/m 2K ，远优于国家标准规定的性能要求。
U 型管式集热器性能也十分优异。
0.0000.2000.4000.6000.8001.0000.0000.0200.0400.0600.0800.1000.120T*E f f i c i e n c y图7、公司干式热管集热器效率曲线上图中：红线——真空管集热器检测标准要求的最低水平线；蓝线——平板集热器检测标准要求的最低水平线；黄线——本公司干式热管真空管集热器的测试结果。
玻璃-金属热管集热器起初保持比较好的真空度，效率很高，但是随着时间增长，玻璃与金属封接处出现开裂，真空度降低，其效率会逐渐下降。
综合分析：平板集热器效率截距高，但是热损大，下降快，总体效率不高；真空管集热器（直插式、热管式、U 型管式）效率截距高，热损小，总体效率处于最高的水平；玻璃-金属真空管集热器则随着使用期限的延长效率逐渐降低。
2.2 计算实例说明现在考虑几种实际运用工况，用国家标准规定最低性能要求真空管集热器和平板集热器性能计算如下：1） 冬季运行，集热器温度处于50℃，环境温度为－20℃的情况下，太阳辐射为800W/m 2时的标准工况下：真空管集热器效率为：η=0.6- 2.5*(50＋20)/800＝0.381；平板集热器效率为：η=0.68- 6*(50＋20)/800＝0.155 ；此时真空管集热器效率比平板集热器高22％。
在气候温度为－30℃时，标准工况的真空管集热器效率为35％，标准工况的平板集热器效率为8％，基本平板集热器得热很少。
真空管比平板高27％。
同时从实际测试的结果来看，此种条件下平板集热器也很难达到50℃。
2）春秋运行，环境温度10℃的情况下，真空管比平板高9.5％：真空管集热器效率为：η=0.6- 2.5*(50-10)/800＝0.475；平板集热器效率为：η=0.68- 6*(50-10)/800＝0.38 ；3）夏季运行，由于负荷减少，集热器温度升高，集热器至少工作在60℃温度下，环温为30℃，真空管集热器效率也比平板集热器效率高5％。
三、使用建议针对各种集热器的特性和实际使用情况，有针对性的选择合适的产品，将项目利益最大化是我们的追求。
从以上对于集热器结构和热性能的分析，我们可以清晰的看出各种类型的集热器使用场所和环境：●直插式真空管集热器：低端市场。
农村家用系统或者城市低端需求用户，对防冻要求不高的地区的中小型热水系统；借助于现在的控制技术，也可以实现防冻运行；●U型管式/热管式真空管集热器：各种使用环境、中高端市场。
阳台壁挂系统、高档住宅分体式家用热水系统、对安全要求较高的公共场所用热水系统、特别推荐在严寒地区的大中小型热水/供暖系统、需承压运行的各种工况；●玻璃-金属热管式真空管集热器：家用热水系统、需承压运行的系统；●平板集热器：冬季对热水需求小、要求温度低的情况。
阳台壁挂系统、需要承压运行的系统、分体式家用热水系统、南方地区太阳能热水工程；●闷晒式集热器：闷晒式集热器吸热和储热是一体的，保温、容量等有限，已经逐渐被淘汰出市场。
另外，根据统计，目前市场上面各种类型的集热器占有率也有很大差别：真空管集热器（包括所有真空管集热器类型）占有绝对的市场份额，达到80%以上；平板集热器则占有不到20%的份额；另外，玻璃-金属热管集热器在市场上的份额更小，据统计2006年仅占8%的市场份额。