真空管集热器与平板集热器
平板式集热器与真空管式集热器对比
真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点------（摘自2009年4月22日中国国际太阳能热利用大会专家报告）一．平板太阳能的几种板材集热器：铜铝复合阳极化板芯集热器；全紫铜选择性涂层板芯集热器；全紫铜氮氧化钛涂层板芯集热器共三种。
二．平板太阳能集热器的制作方法：平板型太阳能集热器板芯及其制造方法，板芯由两块金属薄板叠在一起，四周采用咬缝工艺连接在一起，制成平板型金属吸热体，底部用镀锌板和保温棉垫底，上部用玻璃板盖住，四周用橡胶条密封。
受光面板上沟槽的槽底与背板冲压连接在一起，形成横向和纵向互相连通的工质流道。
三．平板太阳能的特点：1.平板式太阳能在70年代就已经发明和应用，自从80年代发明真空管太阳能后，在整个业界平板式太阳能就慢慢退出市场（在广东，云南，海南等省至今还有在推广和使用），太阳能热水器也经历了焖晒式太阳能，平板式太阳能，真空管式太阳能，真空热管式太阳能的发展历程。
2.平板式太阳能工作原理是采用玻璃温室效应的原理实现对热水的加热。
从它的制作方式就可知道平板式太阳能的低效率，有的太阳能企业在说明它的高热效率如：高吸收率：αs≥92％，低发射率：εh≤10％，日平均热效率ηd≥55％。
是一种不负责任的表现。
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。
平板式太阳能的三种散热传热方式均很明显，发射率随集热器内的水温升高而增大。
实际上平板式太阳能集热器的热效率不足54%。
3.平板太阳能的使用寿命：采用铜铝复合工艺，经轧制后形成铜质流道和铝质吸热翅片，板芯表面经阳极化处理形成选择性吸热涂层，或采用优质选择性涂层或电镀黑铬涂层。
A.由于涂层材料在阳光的照射和空气的氧气的氧化下，在三至五年就开始老化，变成浅白色，从所安装的平板太阳能工程实例就可见一斑。
B.集热器的铜管容易在水的作用下，产生铜绿，在水的冲刷下变薄，特别是焊接口，在几年后就容易穿孔，这也是不争的事实，使用铜管的平板式太阳能和热泵换热器均如此。
真空管与平板太阳能的区别
真空管与平板太阳能的区别(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除真空管与平板太阳能的区别下面将从11个方面来分析目前我国平板热水器与真空管热水器的技术分析与对比。
从而全面分析集热器热性能优缺点：1、市场占有率的比较目前，我国太阳能应用最为普及的是真空管太阳能与平板太阳能两种形式。
云南省是最早普及太阳能的省份，也是平板太阳能应用最早最广泛的地区，在九十年代，其他省份的老百姓还不认识太阳能为何物时，云南已非常普及。
八十年代与九十年代，云南省处处都是平板太阳能，而到了九九年后由于气候等因素的制约，生产工艺性要求，性能适应性条件等，导致真空管飞速发展，目前的比例为：平板太阳能占5％；真空管太阳能占95％。
2、集热器热性能比较1）、平板与真空管集热器热工性能对比通过对平板及真空管集热器在不同的环境条件下的吸热量的测试如下表表1：平板（带选择性涂层有盖板）太阳集热器的性能评价表（MJ/每板每天，3m2）表2：真空管太阳集热器的性能评价表（MJ/每板每天，3m2）以上表格中第一列是集热器的出水温度T1与环境温度T2的差值，表中的每一行是不同天气情况，数值为集热器在相同辐照条件下热工性能的数据。
由表1及表2可以得出图4及图5。
图4表示晴天时，在不同的温差A-D条件下，平板与真空管集热器的集热能力比较，在低温差下，平板集热器的集热能力优于真空管集热器，而随着热水温度与环境温度差值的加大，真空管集热器的集热能力占优。
图5表示阴天时，在不同的温差A-D条件下，平板与真空管集热器的集热能力比较，真空管集热器集热能力优势更加明显。
2）、房屋朝向对太阳能的影响：不在正南方向房屋，真空管集热器受影响较小，而平板集热器集热效果影响较大；3、承压能力的比较平板太阳能集热器构件为金属材料组成，集热器与热水箱之间的连接件也采用金属零部件，因而集热器与连接件都能承受一定的压力，实验压力可达0.8MPa，即承压≥0.6MPa。
平板集热器和真空管集热器各自特点分析
Papersechnical 论文·论述T42China Appliance Technology1 引言现阶段在国内市场太阳能低温利用越来越普及，也越来越被消费者、政府认可和重视。
太阳能集热器主要有平板集热器和联集管集热器，在技术上两种集热器都已很成熟。
其中平板集热器是在17世纪后期发明的，1960年以后开始进行深入研究和大规模化应用；联集管集热器起源于中国，截至今日大约有十几个年头，联集管集热器又分为普通非承压集热器、热管集热器、U型管集热器等。
2 普通非承压联集管集热器及结垢解决方法联集管集热器以工艺简单、价格低廉、真空管冬季保温好等特点被大面积推广，但普通联集管集热器也存在一些不足。
一是真空管内直接加热水，升温快，联集箱内的水容易被蒸发（管路系统不合理或控制系统故障时出现真空管内的水减少，上部内管处于空晒。
）当内管上下温差超过玻璃耐受温差冲击极限时，内管会炸裂，造成系统漏水，其中原因一般是应力集中、玻璃有微裂纹导致被激炸；二是真空管内长期有水又温升较快，水中钙镁离子浓度大时管内壁容易结垢，管内也容易积淀一些絮状物（特别是竖插管集热器，污物不能自动排出，横插管集热器循环时被水带走一大部分）致使集热效率下降；三是冬季环境温度低于零度时，室外集热系统内的水容易结冰，使管路冻坏；现常用的解决办法是除做好保温外，另在管道下方加电热带和进行防冻循环，即冬季为了防冻要耗电耗热。
前述联集管集热器的真空管存在结垢问平板集热器和真空管集热器各自特点分析海尔热水器有限公司太阳能科研所 庄长宇 刘桂永 姜立军 郭延隆题，目前的解决方法主要有：根据水质情况定期清理真空管；或对自来水进行净化、软化、加药、磁化等。
净化和软化可用过滤装置去除泥沙等大颗粒污物，用反渗透膜或树脂离子置换法去除钙镁离子。
现市场上常用的是硅磷晶P O W E R -PHOS进行防垢和防腐，其机理是硅磷晶在水中有效地抑制和干扰了碳酸钙晶体的正常生长，控制了晶核形成的速度，使之不能沉积形成水垢；在此作用的同时，对已形成并附着管内壁上钙、镁、铁产生络合或螯合反应，然后借助布朗运动或水流作用，达到最终的分散效力。
5-壁挂式太阳能热水器用平板集热器 与U型管真空管集热器对比分析
壁挂式太阳能热水器用平板集热器与U型管真空管集热器对比分析韩成明北京华业阳光新能源有限公司2011-5-25摘要：本文以壁挂式太阳能热水器所用平板集热器和U型管集热器为例，分析了平板集热器和真空管集热器在热性能、产品使用条件、技术水平、生产装备及与建筑结合的不足之处，。
探讨两种集热器存在的优缺点以及未来发展方向。
关键词太阳能平板U型管集热器0前言2010年，中国太阳能热利用行业在遭遇市场寒流情况下，总产量仍然到达4900万平米，总产值达到735亿元人民币，与2009年相比较，分别增长了16.7%和22.5%。
其中，太阳能热水工程安装面积约占总产量的40%，同比增长了约60%。
在真空管和平板两大产品上，平板热水系统虽然增长较快，但真空管产品仍然占据着百分之九十以上市场份额。
随着节能意识的增强和市场发展的需要，各省市先后出台的太阳能强制安装政策大都明确要求“新开工的12 层以下住宅必须安装太阳能热水系统”，这对太阳能热利用企业无疑是巨大的利好消息。
本文从多个角度，就市场上广泛应用的两种集热器——真空管集热器和平板集热器，在民用住宅上的使用特征进行了分析。
1壁挂式太阳能热水器系统原理近几年来，太阳能在民用建筑上得到广泛的应用，尤其在中低层住宅小区的楼顶安装极为普遍，造成楼顶热水器安装已是先占先得，寸土寸金的势态。
而楼顶面积势必无法满足整栋楼局面的安装要求，这就催生了壁挂式太阳能热水系统的出现，并在这几年时间内得到了发展。
平板集热器在沉积几十年后，通过不断技术引进，积累和产品革新，解决了集热器冬季防冻的问题，并在壁挂式太阳能热水系统中得到应用。
由于早期真空管热水系统主要采用管中走水的模式运行，存在管破漏水，冬季冻坏的问题而没有在壁挂式太阳能热水系统上得到迅速推广。
随着U型管结构真空管集热器技术的成熟，部分厂家将其成功地应用到壁挂式太阳能热水系统上，并得到市场的认可。
如图1所示，为目前市场上典型的U型管真空管集热器壁挂式太阳能热水系统运行原理。
真空玻璃管集热器与金属集热器(平板式)太阳热水器的比较
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
真空玻璃管集热器与金属集热器(平板式)太阳热水器的比
较
真空玻璃管集热器式太阳热水器结构、技术及性能特点：(1)真空玻璃管集热器式太阳能热水器通常由玻璃内管、外管构成，内管内壁装水与保温水箱相连通，循环，内管外壁涂有选择性涂层用于吸收阳光，内管与外管之间保持一定距离，通常1cm，将内、外管之间抽成真空后熔接，集热时，当阳光透过外管照射到内管上，内管发热后，将内管内的水全部加热，利用冷热比重不同的物理原理，由管内与保温水箱内的水相互交递循环，最终将保温箱内的水加热。
(2)保温水箱
保温水箱由内胆、保箱层、外壁、进出水管及排气管组成。
内胆采用耐高温，不易腐蚀，无毒的材料制作，通常采用304#不锈钢焊接，保温层采用不易传热的材料构成，通常采用聚安脂发泡块或玻璃棉制作。
外壁采用铝板、不锈钢板、彩钢板或镀铝锌板等抗紫外线不易腐蚀的材料制作。
并采用压边、打钉的制作方式完成。
(3)玻璃管真空隔热式集热器的太阳能热水器由于玻璃管之间已抽成真空，故集热器部分保温及抗冻性能较好，但由于玻璃管成型小的特点，形成了集热管只能每条单独插入水箱，依靠水箱内的橡胶件套住密封。
这种太阳能热水器不能承受较大的承压，安装保养、维修困难；热效率比平板式低，故障较高，热启动较慢，使用寿命比平板式短。
金属集热器（平板）式太阳热水器结构、技术及性能特点：
(1)该种太阳能热水器由金属集热器，储水箱构成。
集热器由集热芯片。
真空管型集热器与平板型集热器效率分析
Papersechnical 论文论述T5T y海尔热水器有限公司太阳能科研所刘桂永真空管型集热器平板型集热器效率分析现阶段我国太阳能集热器主要有平板集热器和真空管集热器两种，很多人认为真空管内抽真空，所以防冻性能好，热效率高；高硼硅特硬玻璃3.3硬度大、表面光洁度高，不易结垢。
而平板集热器则热效率低、易结垢、易冻坏。
然而事实并不是人们想像的那样。
本文如下阐述和计算主要参考的国家标准有：G B/T 4271-2007《太阳能集热器热性能试验方法》；G B/T 17581-2007《真空管型太阳能集热器》；G B /T 6424-2007《平板型太阳能集热器》；G B /T 19141-2003《家用太阳能热水系统技术条件》；G B 12936.2-91《太阳能热利用术语第二部分》。
1基于国标规定对比分析真空管型集热器与平板型集热器的瞬时效率①无反射器的真空管型太阳能集热器的瞬时效率截距根据国标GB/T 17581规定不低于0.62，此处取0.62；总热损系数不大于3.0W/（m 2℃），此处取3.0W/（m 2℃）；以此得出无反射器真空管集热器的瞬时效率曲线如图1：图1真空管集热器瞬时效率曲线（GB/T 17581）依据G B T ，集热器采光面积计算方法如下：图2GB/T 4271规定的集热器采光面积计算方法②根据国标G B/T 6424规定，平板型集热器的瞬时效率截距不低于0.72，总热损系数不大于6.0W/（m 2℃），以此得出的瞬时效率曲线如图3：图3平板集热器瞬时效率曲线（GB/T 6424）③根据国标GB/T 6424和G B/T 17581规定，平板型集热器和真空管集热器的瞬时效率截距对比曲线如图4：图4平板集热器和真空管集热器瞬时效率对比曲线小结：交叉点纵坐标数值为5，横坐标数值约为3；也就是说，当（－）/G=0.0317时，两种集热器瞬时效率相等，试验中G 的大小为700W ±50W ，则：（ti －ta ）＝0.0317×700=22.19℃。
平板集热器与真空管集热器的优劣式对比
平板集热器与真空管集热器的优劣式对⽐平板型集热器真空管集热器材料和寿命全紫铜板芯、铝合⾦边框的传统材料，性能稳定使⽤寿命30年，适合⼤⾯积使⽤，易与建筑结合玻璃材质、接⼝处橡胶圈容易⽼化，集热器的受⽤寿命10年，易出现炸管，导致整个系统瘫痪，不适合⼯程⼤⾯积使⽤集热器热性能涂层及其吸热效果相当，每平⽶集热器的有效采光⾯积0.92平⽶，管内不可利⽤的⽔量1公⽄/平⽶，⽇产⽔量为80L-100L涂层及其吸热效果相当，每平⽶集热器的有效采光⾯积为0.56平⽶，管内不可利⽤的⽔量为9公⽄/平⽶，⽇产⽔量60L-80L保温性能采⽤岩棉或基⼄烯等传统保温材料保温，效果较真空管略差，环境温度较低情况下其防冻性能较差采⽤两层玻璃间的真空保温，效果较平板略好，其防冻⾏较好系统防冻措施采⽤独特的排空防冻管理加电伴热带结垢影响⽔垢是在⽔温较⾼的情况下产⽣的，低温⽔不易结垢，掺⽔温度⼦45-60度之间，不宜结垢产⽔温度⼦60-80度之间易结垢，⼀般内胆不易结垢，主要集中在内胆下部由于冷凝末端温度较低容易产⽣⼤量⽔垢，影响即热效率运⾏⽅式可承压运⾏不能承压运⾏使⽤成本合理的系统配置使其后期使⽤成本低⾼总结在热⽔⼯程中，平板型集热器的热性能良好，运⾏安全可靠，产⽔量⼤，使⽤寿命长，易于建筑结合，国外90%以上均为平板型具有良好的保温性能，⽆需进⾏系统的防冻设计，适合于家⽤，其在国内市场占有率较⾼，约为80%九阳全天候系统特点优先使⽤太阳能、充分利⽤太阳能、最少使⽤常规能源、24h供应热⽔，设备和系统永远不冻（机械排空防冻）、系统⽆⼈值守全⾃动运⾏。
太阳能热水器集热原理
太阳能集热原理太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。
太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，目前真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。
真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。
集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
一、吸热过程太阳辐射透过真空管的外管，被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水。
管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。
随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。
而平板式热水器，一般为分体式热水器，介质在集热板内因热虹吸自然循环，将太阳辐射在集热板的热量及时传送到水箱内，水箱内通过热交换(夹套或盘管)将热量传送给冷水。
介质也可通过泵循环实现热量传递。
二、循环管路家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力。
真空管式太阳能热水器为直插式结构，热水通过重力作用提供动力。
平板式太阳能热水器通过自来水的压力(称为顶水)提供动力。
而太阳能集中供热系统均采用泵循环。
由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。
三、顶水式使用过程平板式太阳能热水器为顶水方式工作，真空管太阳能热水器也可实行顶水工作的方式，水箱内可以采用夹套或盘管方式。
顶水工作的优点是供水压力为自来水压力，比自然重力式压力大，尤其是安装高度不高时，其特点是使用过程中水温先高后低，容易掌握，使用者容易适应，但是要求自来水保持供水能力。
顶水工作方式的太阳能热水器比重力式热水器成本大，价格高。
太阳能热水器分类就其结构来说，大体可分为以下几类:1、从集热部分来分:1)玻璃真空管太阳能热水器可细分为全玻璃真空管式、热管真空管式、U型管真空管式。
平板太阳能集热器和真空管太阳能集热器
1.平板型系统与真空管型系统太阳能热水器是我国利用太阳能最成功的项目，随着节能减排的趋势加强，太阳能热水器将会得到进一步推广。
在我国的太阳能热水器市场，我们不得不提到平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器，这两种太阳能热水器代表着现在和未来太阳能热水器的发展趋势。
太阳能热水器分类和市场占有率常见太的阳能热水器有三大类：平板热水器、真空管太阳能热水器、其它类型（包括热管真空管热水器、闷晒太阳能热水器、真空管闷晒热水器等）太阳热水器。
国内市场三种产品平板、真空管和其它产品分别约占20%、65%、15%；而国际市场现状是：平板、真空管和其它产品市场份额分别约占85%、8%、7%。
真空管太阳能热水器主要优势在于造价便宜，这是太阳能热水器得以普遍推广的重要原因，特别是在广大农村地区，真空管太阳能热水器满足了用户低成本消费，所以真空管太阳能热水器占据了我国大部分市场。
而平板式太阳能热水器在技术上已经拥有绝对的优势，这种更加高效节能的太阳能热水器将逐渐取代真空管太阳能热水器，成为时代的主流。
太阳能热水器性能比较常用热水器性能比较，在低温热水（60℃）需求下，基于总面积的三种类型热水器效率差别不大，而基于吸热体面积时，平板热水器相比则有高大25%以上的优势。
作为一般的太阳能热水工程，最好的选择是使用平板式热水器（热性能报告取自瑞士SPF测试中心网站公布测试报告）。
众所周知，热水器效率方程基于不同参考面积，热水器效率方程中各参数不同，差别比较大。
作为生产商，一般需给出热水器的总面积（占地面积）、采光面积、吸热器面积三个数据，供设计选型。
基于吸热器面积，一般真空管热水器略高，但由于其结构使然，其总面积一般也大，基于总面积时，平板式热水器效果最好，瞬时效率相比高50%以上，热水器总面积决定了可安装热水器数量，所以，比较起来，为达到同样效果，需要平板热水器数量最少，投资回报最好。
平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器系统比较太阳能热水器热效率：平板较高52.5%，真空管较低47%。
平板集热器、玻璃管集热器及建筑结合的优缺点
平板集热器、玻璃管集热器与建筑结合的优缺点一、我国太阳能集热器技术与国外发达国家的三大区别：1.我国的真空管集热器占集热器市场的85%以上，而国外则与此相反，平板集热器占85%以上。
2.我国集热器大多数是非承压状态(常压)下工作，而发达国家绝大多数是承压状态下工作。
3.我国集热器绝大多数是一次循环(直接)，介质是水，而发达国家绝大多数是二次循环(间接)，介质是防冻介质。
三大区别的主要原因是我国属于发展中国家，产品特点以简单、实用和价廉为主。
二、玻璃管集热器承做太阳能热水工程存在的问题:目前我国太阳能集热产品中，全玻璃真空管集热器占据绝对主导地位，但它在与建筑物的结合方面却存在下面一系列问题。
1）运行安全问题——玻璃管直接与被加热流体接触，由于玻璃易碎易裂，极易造成系统瘫痪；2）密封可靠问题——玻璃管与金属容器的密封只能靠硅胶圈，其寿命及密封可靠性不能满足建筑行业需要；3）结垢清理问题——由于玻璃管是盲管形式，流体在玻璃管中的加热温度又恰恰在钙、镁离子易于氧化析出的X围，水垢沉积清理问题很难解决；4）承压运行问题——硅胶密封及玻璃的脆性都决定了系统不能承压运行，限制了承压式热水器及大型系统的应用；5）集热器寿命问题——玻璃管的绝热性能依赖真空夹层，真空度的保持年限无法达到建筑行业要求。
6）北方寒冷地区防冻问题——冬季伴热带耗电，一旦伴热带失效电磁阀失灵整个系统将被冻坏、冻裂，造成整个系统瘫痪。
以上这些问题，决定了全玻璃真空管很难建材化很难在寒冷地区承做大型热水工程。
也就是说，为了实现“太阳能与建筑一体化”，我们必须开发研制不同于玻璃流道集热器的新型太阳集热器，用来全部或部分解决上述问题，这就提出了平板太阳能金属流道集热器的思路。
三、玻璃管集热器的特点1、一根管子破裂，整个系统立刻瘫痪，大型工程太阳能中真空管的破损统计资料表明，每年真空管破损率非常高，这是玻璃真空管产品固有特性，无法避免。
对于非承压系统，一旦真空管有破损，整个水会漏到屋面上，系统失败；2、“○”型橡胶密封圈易老化，漏水，寿命不足五年。
平板真空管集热器之比较
真空管与平板集热器之比较太阳能集热器可通过辐射、传导、对流三种方式获取能量。
热力学第一定律表明热能由冷到热进行运动，所以太阳能集热器的能量交换——传导和对流，实际就意味着能量总是由较热的集热器向较冷的大气中传递。
这是因为来自室内的水需要被加热到60°C (游泳池<30°C)，但英国的大气温度很少超过22°C。
所以一个有效的太阳能集热器必须能尽量减少热传导（通过绝缘）和对流（通过密封）。
因此，一个太阳能集热器只能通过辐射获得能量，因此选择性涂料的发展致力于吸收辐射，但限制再辐射。
左表表示当集热器温度高于周围空气的条件下，典型的现代真空管和平板系统的能量传递方式。
正如你所看到的，这两种类型的集热器都是通过辐射获得能量。
然而，平板集热器将会由于辐射损失本可以转移到热水箱或者水池的能量。
由于在绝对真空条件下热传导不会发生，真空管集热器则完全没有热能损失。
因为只有首先收集更多的热能，才能向室内热水系统传递更多的热能。
真空是唯一有效的阻绝热能向系统外传递的方法。
当然，热传导仍将通过双层或者充气平板集热器而产生。
绝缘性能不足意味着平板集热器的效率会受到环境温度、风以及水汽蒸发的影响。
而对于真空管集热器来说，-2°C的冬日晴好天气与22 C的夏日，其集热效率几乎是相同的。
随着集热器的温度超过环境空气温度，集热器可以通过辐射的降低而收集热量。
左图指出了在高于气温的条件下，典型的现代真空管和平板集热器的集热效率。
这里加入了典型的橡胶太阳能垫/管道联合供热系统作为二者的参照。
不难发现，随着温度的上升，三种集热器的效率均在下降，但重要的是比较某一标定水温条件下的集热效率。
例如，我们需要加热室内水温至高于气温50°C，这时真空管系统的热效率为88%，而平板系统的效率仅为63%。
太阳能垫系统甚至不能加热水温至60°C ! 在高于气温15°C (游泳池温度要求)的条件下，真空管系统效率为89%，平板系统效率为77%，太阳能垫系统最为令人失望，只有41%。
太阳能集热器形式
太阳能集热器形式有多种，主要包括平板式集热器和真空管式集热器。
1.平板式集热器：其优点是便于与建筑物相结合。
平板太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的装置，它是一种特殊的热交换器，
集热器中的工质与远距离的太阳进行热交换。
平板太阳能集热器是由吸热板、透明盖板、隔热层和外壳等几部分组成。
太阳辐射透过透明盖板照射到吸热板上，被吸热板吸收并转换成热能，然后将热能传递给吸热板内的工质。
2.真空管式集热器：相对热效率比较高，我国的生产能力和技术水平处于世界领先地位。
全玻璃真空管式太阳能集热器是由具有太阳选择性吸收涂
层的内玻璃管和同轴的罩玻璃管构成的，内外管夹层之间抽成高真空的，用于收集太阳能热量以加热管内流体介质的装置。
如需了解更多信息，建议查阅太阳能集热器相关书籍或咨询专业人士。
太阳能集热原理
太阳能集热原理
太阳能集热原理是利用太阳辐射能源的一种方法，通过收集和转化太阳辐射的热能来产生热水、发电等。
太阳能集热系统主要由集热器、传热介质、储热器和利用装置组成。
集热器是太阳能集热系统的核心部件，它可以将太阳辐射能转化为热能。
常用的太阳能集热器有平板式、真空管式和聚光式等。
平板式集热器由黑色吸热层覆盖的板材组成，能吸收太阳辐射并转化为热能。
真空管式集热器由玻璃管内置管道和吸热层组成，具有更高的热转换效率。
聚光式集热器是利用反射镜将太阳辐射聚焦到集热器上的一种方式，能集中吸收太阳能并转化为极高的热能。
传热介质一般是通过管道与集热器连接，并将集热器中吸收的热能传递到储热器中。
常用的传热介质有水、油等，在系统中形成一个闭合的循环。
储热器用于存储集热器所吸收的热能。
其主要作用是在太阳不直接照射时，能够储存热能以供后续使用。
储热器一般采用保温材料进行外包覆，以减少热量的散失。
利用装置是太阳能集热系统的最终目的。
根据实际应用需求，利用装置可以是直接用于供暖、制冷水等家居用途，也可以是发电系统中的发电设备。
通过太阳能集热原理，可以充分利用太阳能资源，减少能源消
耗，降低环境污染。
尤其在地处日照充足地区，太阳能集热系统能够为人们提供持续稳定的能源供应，具有广泛的应用前景。
平板集热器与真空管集热器的对比
平板--真空管之对比浅谈1.热性能技术太阳能集热器按集热温度基本上可分为三大类，即低温(100摄氏度以下)，中(_zhong1)温(100~200摄氏度)和高温(200摄氏度以上)。
平板集热器适用于低温范围，真空管集热器比较适用于中、高温范围，低温也可以使用，但却无法发挥其上风。
目前中国太阳能热水器的主要用处是洗浴和生活用热水，其水温要求一般低于60摄氏度，平板集热器有较好的效率个性。
当水温大于60摄氏度时，真空管集热器效率个性得到很好的发挥。
2.有效采光面积无论是平板集热器还是祖空管集热器都是通过有效采光面积而获得太阳的能量，因此在同样大的集热器外轮廊面积条件下，其有效采光面积越大，则获得的太阳能越多，反之则越少。
3.有效热水量太阳能热水器的有效热水量是指太阳能系统天天能获得多少有效热水，要求热水能放出来使用，称之为有效热水，放不出来的热水是无效的，平板系统和真空管体统的有效热水量也有很大差别的；平板系统有效热水量大于真空管系统。
4.承压性能平板热水器属于金属管之间的链接，完全能满足承压系统的要求，但通常的真空管集热器热水系统，由于真空玻璃管与联箱或水箱联系解释采用硅橡胶密封圈进行链接，一般无法满足承压系统的要求，一旦系统压力较大时，真空管与密封圈靠摩擦的结协力难以抵抗系统压力，迫使管子向外移动或滑落。
5.防结垢、防冻结性能太阳能热水器及其系统在北方使用一项种要性能是如何防止结垢和防冻结，由于它是进步使用寿命，减少维修用度的种要举措。
平板集热器在北方运行轻易结冰造成冻结，因此我国尽大多数平板集热系统采用回流排空技术，也可以采用双循环(亦称间接系统或二次系统)从基本上解决系统的防冻结题目。
为此国外发达国家(如澳大利亚的solarhart公司)太阳能集热器尽大多数均采用双循环系统。
平板集热器最适用双循环系统，而普通的真空管集热器由于承压理想，不太适合采用双循环系统。
由于我国太阳能热水系统尽大多数用于洗浴水温一般低于60摄氏度，结垢现象均不严重，但是集热器内的悬浮颗粒物如何消除应予以关注。
U型管和玻璃金属热管及平板的对比
全玻璃真空太阳集热管U 型管集热器和玻璃金属热管真空管以及平板集热器的对比全玻璃真空太阳集热管U 型管集热器简称：U 型管玻璃金属热管真空管简称：玻璃金属热管1、U 型管和玻璃金属热管都由于具有真空的保护，在寒冷条件下，集热效率比平板集热器高。
如图为：太阳能的采暖系统，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，在系统工作工况下，系统的效率曲线基本处于上图中的红色区域，可以明显看出真空管型集热器的效率高。
可以从国家标准对不同集热器要求的效率方程同样得出这个结论，分析如下： 集热器的效率方程为 η=η0- U L *(T i -T 0)/G国家平板集热器标准规定最低性能要求, η0=0.68 , U L =6 。
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 。
0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.0000.0200.0400.0600.0800.1000.120上图红线为真空管集热器检测标准要求的最低水平线，蓝线为平板集热器检测标准要求的最低水平线。
计算如下：真空管型集热器平板型集热器1）在系统冬季运行的时候，集热器温度处于50度的情况下，环境温度为－20度的情况下，太阳辐射为800W/m2时，标准工况的真空管集热器效率为：η=0.6- 2.5*(50＋20)/800＝0.381，标准工况的平板集热器效率为η=0.68- 6*(50＋20)/800＝0.155 。
在此时真空管效率高于平板22％。
2）在气候温度为－30度时，真空管集热器效率更比平板集热器好：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％。
3）在气候为10度的情况下，真空管效率也比平板更好：标准工况的真空管集热器效率为47.5％，标准工况的平板集热器效率为38％。
太阳能采暖，以前我主推真空管，现在我力推全流道，为何？
太阳能采暖，以前我主推真空管，现在我力推全流道，为何？太阳能供暖胡永睦1小时前·逐梦自然负责人优质家居领域创作者经常看我文章的朋友会发现，关于太阳能供暖，此前我一直在力推真空管集热器，今年五月份，才开始在网上介绍平板集热器采暖，当时，主要是介绍我们的背流式平板集热器，只是最近一个多月才改为介绍全流道平板集热器采暖方式的。
为什么会这样呢？我们来看一下这三种集热器用于供暖时各自有什么优缺点。
真空管集热器:优点:技术成熟、价格低廉、集热温度高、集热温度高于60℃时比平板集热器得热量高、热损小(0.9W/m2·℃)、弱光条件下集热效率较平板集热器高、对水质要求最低、抗风。
缺点:有爆管风险、所需水箱容积大、无法自动除雪、占地面积大、无法做到真正意义上的排空(能排出约一半左右的水量)、不适合坡形屋顶安装、使用寿命短(一般为15年)，维护成本高。
解读:此处所讲真空管集热器为普通全玻璃真空管集热器，非热管。
真空管集热器比平板集热器热损小是指在非排空状态下。
真空管集热器对水质要求低是指在横插管方式下。
爆管风险不单指所需更换真空管的价值，更重要的是热量的损失，及更换真空管的人力成本，一旦爆管，屋面就有可能结冰。
真空管需人工除雪，平顶还好说，若是坡形屋顶，除雪工作人身安全难以保障。
集热器得热量不等于有效得热量。
排空的目的是减少热量损失。
真空管集热器背流式平板集热器:优点:颠覆性技术、价格低廉、集热效率高、有效得热量高、占地面积小、使用寿命长(20年以上)、可完全排空、热损较小、可自动除雪、免维护、适合任何形状的屋顶和墙体南、东西侧立面安装。
缺点:制造困难，目前尚处于理论阶段，距离量产还有待时日。
对水质要求极高，要求纯净水。
弱光条件下集热效率低。
集热温度60℃以上时，集热效率低。
风阻大。
解读:背流式集热器属我公司专利技术，该技术已经被论证可行，我们造出了样机，并进行了集热试验和数据采集。
但是目前我们还没有找到最适合的制造材料，该材料必须具有价格低廉、耐空晒、热容量小等特点。
不同太阳能集热产品热水系统得热量对比测试及分析
不同太阳能集热产品热水系统得热量对比测试及分析近年来，随着太阳能产业的飞速发展和太阳能供热工程的广泛应用，平板集热器和真空管集热器在外观、质量和性能方面都有了长足的发展，太阳能企业遍布全国各地。
在这种情况下，对于不同太阳能集热产品热水工程的系统得热量即系统热效率的高低也就成为各企业宣传的主要内容，有些企业认为平板集热系统得热量高，有些企业认为真空管集热系统得热量高，甚至有些企业和个人还提出平板集热器属于淘汰产品，真空管集热器是平板集热器的替代产品等观点。
为了验证这些观点正确与否，并得出实际可信的结论，我公司在2005年10月份投资数十万元建成了怀柔“多种太阳能集热系统热性能对比测试”试验基地，其主要目的是为了测试目前市场上主流太阳能光热产品的系统工程得热量的高低。
现将我公司此次测试的全部过程和部分测试记录及结果等信息公布并与大家共享：一、测试方案：1、测试设备：（1）五种四平米集热器：普通镀黑铬涂层平板集热器、普通TXT涂层平板集热器、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、真空管集热器（2）五台UPS15-90格兰富循环水泵（3）五台温差循环控制器（4）五个200升太阳能保温储水箱其中，普通镀黑铬平板集热器采用国内最先进的镀黑铬选择性涂层，其太阳光的吸收率为93%-95%，发射率为9－10%；普通TXT平板集热器采用TXT选择性涂层，该涂层太阳光的吸收率为90%，发射率为40%-50%；真空管集热器采用国内知名品牌真空管，质量可靠，其选择性涂层的吸收率大于90%，发射率不大于6%。
2、测试系统原理图（各系统均采用温差循环系统）：3、测试目的：在同等环境及同样温差循环系统条件下，各种太阳能集热系统产水温度对比，为新型集热器及太阳能采暖系统的开发提供基本数据参考，并把测试结果与以往测试结果对比，最终得出各种集热器年月平均产水量曲线图。
4、测试时间：5、测试现场：五套温差循环系统集热器照片（从左向右依次为：普通镀黑铬涂层平板集热器、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热器、真空管集热器、普通TXT涂层平板集热器，每套系统均为四平米集热器）五套温差循环系统水箱照片（从左向右依次为：普通镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、双层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、单层玻璃外加保温镀黑铬涂层平板集热系统储水箱、真空管集热系统储水箱、普通TXT涂层平板集热系统储水箱）二、 测试记录：因此次测试数据较多，下面我们选择了比较典型的几天测试记录作为参考：多种太阳能集热系统热性能对比测试数据统计表（表一）多种太阳能集热系统温升曲线图（以12月14日为例）温度℃1h 2h 3h 4h 5h 6h普通平板双层玻璃保温单层玻璃保温真空管TXT平板。
平板型集热器与真空管U型集热器的优缺点对比
平板型集热器与真空管型集热器的优缺点对比
铝合金边框，玻璃盖板为3.2mm
玻璃容易因为冷热温度变化或撞击等原铁布纹钢化玻璃（可承重1500公斤
变形，抗冰雹击打，耐冷热冲击，
橡胶密封条，硬质防锈铝背板、
璃覆侣超细纤维组成，整体稳定性好，
说明：上海11—3月份是阳光低谷期，在此期间，供应热水的热量80%靠辅助能源提供，不论是真空管还是平板集热器得热量都不高。
4—10月份则供应热水的热量95%由太阳能系统提供，特别在夏、秋季真空管经常处于高温情况下运行对系统损坏非常大，且故障率高（入住不高的情况下情况更严重），而平板太阳能系统则可以避免这些危害。
平板和真空管集热器对比
热管集热器和平板集热器对比介绍目前国内太阳能集热器主要分为两种形式：全玻璃热管真空管式和平板太阳能式，太阳集热器与全玻璃热管集热器比较参考如表所示：真空管、平板太阳能集热器优缺点比较序号对比项真空热管集热器FP-GV2.15平板1 建筑结合 特定条件下可安装于建筑屋顶，不影响建筑外观可自由安装在建筑的屋面、外墙、阳台，与建筑完美结合2 抗冰雹 具有一定的抵御能力，25mm钢球测试合格钢化玻璃，抵抗能力强，但玻璃表面有水后，温差大，易爆裂3 抗风 抗风能力高，真空管之间有空隙，风荷载小系统安全整板集热器抗风能力差，需要做特殊的固定，防止背板脱落4 抗雪 能力高，真空管之间有空隙，表面不积雪，大雪过后太阳出来即可工作能力差，整板铝合金边框需要选择好的材料，大雪过后需要等待玻璃表面雪除掉后才可使用5 运行使用 可承压(0.6 Mpa)运行，具有更优化的运行模式和更舒适的可承压(0.6 Mpa)运行，具有更优化的运行模式和更舒适的使用效果6 集热器热损失热损失小，聚氨酯保温效果好，真空度高，不散失热量保温效果差，热量散失严重，无法做到真空7 防空晒 真空管内不走水，能很好地承受冷热水的突然交替冲击循环管道采用紫铜管，能很好地承受冷热水的突然交替冲击8 防渗漏 采用真空玻璃管封装，不存在渗水点集热板与铝合金边框采用密封胶条连接，易渗水9 结垢 采用介质换热，水不直接和换热器接触，不易发生结垢。
采用介质换热，水不直接和换热器接触，不易发生结垢。
10 可用热水量 管道内不存储水，最大限度的利用太阳能独特的循环原理，热水利用率高，热水量丰富11 后期维护 后期维护简单，可单只真空管拆卸玻璃板破裂需要整体更换12 系统造价 造价较高 造价较高13 总结 拉萨地区冬季气温低，积雪比较多适合采用此产品使用拉萨地区冬季气温低，积雪比较多不适合采用此产品使用。
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真空管集热器与平板集热器性价比大比拼
新能源与可再生能源行业协会副理事长：罗运俊
编者的话：《我国太阳能行业将要迎来‘平板’时代》一文在《太阳能信息》报B册193期刊登后，接到了几十位行业人士的咨询电话，有咨询平板太阳能市场的，有咨询平板太阳能技术问题的，也有咨询国外平板太阳能发展情况的……在此，我们感谢广大读者对中国太阳能事业的关注，同时也感谢各位提出的宝贵建议。
本期就部分专家的观点摘录如下，与大家一起分享。
一、平板太阳能集热器
1、平板太阳能集热器介绍
平板型太阳能集热器板芯及其制造方法：板芯由两块金属薄板叠在一起，四周采用咬缝工艺连接在一起，制成平板型金属吸热体，横向和纵向互相连通的工质流道（铜管）为焊接，集热器底部用镀锌板和保温棉垫底，上部用玻璃板盖住，四周用橡胶条密封。
受光面板上沟槽的槽底与背板冲压连接在一起。
1、平板太阳能集热器特点
a.)平板型太阳能集热器是金属管板式结构，热效率高，产热水量大，可承压，耐空晒，水在铜管内加热，质量稳定可靠，免维护，15年寿命.
b.)无抗冻能力，适合于广东、福建、云南、广西、海南等冬天不结冰地区使用，性价比高.
c.)规格：1×2㎡，无云晴天产50℃~65℃ 热水量：75~120kg/ m2
d.)高吸收率：αs≥92%,低发射率：εh≤8%，日平均热效率：ηd≥55%.
二、全玻璃真空管太阳能集热器
1、真空管太阳能集热器介绍
真空管太阳能集热器的结构：分内外管，内管内壁有水银涂层，内管外壁有吸热涂层，内外管之间是真空层；外管是透明的玻璃，内外管均采用高硬度的高硼硅玻璃；一端有进出口，另一端封闭。
2、真空管太阳能集热器特点
a.) 全玻璃真空管太阳能集热器有一定的抗冻能力，适合在冬天气温为0℃至-20℃的地区使用。
b.) 不承压，使用时不能缺水空晒，否则玻璃管易爆裂。
c.) 规格：有多种规格可供选择，无云晴天产50℃~55℃热水量：70~130kg/ m2
d.) 高吸收率：αs≥90%,低发射率：εh≤8%，日平均热效率：ηd≥50%.
三、两种集热器对比分析
1.热性能技术的分析与对比
太阳能集热器按集热温度基本上可分为三大类，即低温(60摄氏度以下)，中温(60~80摄氏度)和高温(80摄氏度以上)。
平板集热器适用于低温范围，真空管集热器比较适用于中、高温范围，低温也可以使用，但却无法发挥其优势。
目前中国太阳能热水器及熊的主要用途是洗浴和生活用热水，其水温要求一般低于60摄氏度，平板集热器有较好的效率特性。
当需要水温大于60摄氏度时，真空管集热器效率特性得到很好的发挥。
真空管热水器的应用领域更适合于中高温或高温。
作为真空管热水器的企业和销售商来说，应该更加重视，扩大热水器的使用领域，例如工业领域的中高温、高温的应用，采暖空调及制冷的应用等。
从平均热损系数分析，真空管热水器比平板热水器要低一倍多。
原因是：真空管热水器基本上是紧凑直插式，直径37/47，长1.2米的真空管内取不出来的热水，每支管子达0.9公斤，按粗略计算每平方米（10支管子）热水器的约9公斤热水无法使用（占总容水量9-10%），而每平方米平板热水器取不出来的热水只有1公斤左右（占总容水量1-1.4%），以上数据测试时间是每年4月到10月份，环境气温较高情况对平板有利。
2.承压性能的分析
平板热水器属于金属管之间的焊接及链接，完全能满足承压系统的要求，但通常的真空管集热器热水系统，由于真空玻璃管与联箱或水箱联系解释采用硅橡胶密封圈进行链接，一般无法满足承压系统的要求，一旦系统压力较大时，真空管与密封圈靠摩擦的结合力难以抵挡系统压力，迫使管子向外移动或滑落。
3.防结垢、防冻结性能分析
太阳能热水器运行中另一个重要质量问题是集热器板芯和真空管中结垢及水中悬浮固体颗粒物的沉
淀物清楚问题。
平板热水器一般在60℃以下工作，吸热板的排管和集管基本上不会发生结垢现象，对传热有些影响，但情况不严重，在使用寿命内无需进行清洗。
真空管热水器虽然运行温度高于平板，然而由于管材是玻璃，结垢现象有所缓解，当然也会影响传热效果，但不致影响使用。
对于目前流行绝大多数南北向直插紧凑式真空管热水器来说，管中的悬浮固体颗粒物，对热水器的正常运行是一个很大的威胁。
据了解有些水质较差的地区，三、四年就会填满半只管子，影响了管子的热性能，必须进行拔管子清洗。
如果管子使用寿命为15—20年，则维修次数多达3—4次，不仅造成经济上的损失，也给企业用户带来不良影响。
4．产品售后服务分析对比
平板集热器而言，由于热损较少运行温度一般低于60℃不容易产生过热现象，故结垢较少，其排污主要通过水箱排污管加以解决。
其主要维修工作在于定期清除集热器盖板的尘土，若采用钢化玻璃则盖板的破损率会大大下降，由此可见平板集热器的使用寿命大于15~20年是没有问题的。
真空管集热器由于运行温度比较高，突然遇到冷热容易炸管裂管，其次是真空管与水箱或联箱链接是采用硅橡胶密封圈，若接触不好或以后沙粒易发生渗漏现象，另外经常需将真空管抽出来进行清洗，维修
工作量较大。
真空管本身的质量的好坏，在很大程度上决定了集热器的质量，也严重影响热水工程的售后服务工作量。
2006年年底，全国35家真空管生产企业送测的样管结果是：优秀管子(甲)5家，占14.3%；合格管子(乙)17家，占48.6%；不合格的管子(丙)13家，占37.1%。
真空管技术发展了这么我年了，全行业的技术水平和生产工艺有很大的进步，然而，至今业内人士最担心的是全国一年上市进2亿支真空管中，到底有多少万支真空管是不合格的，希望这个数字越小越好。
无论是平板或真空管热水器，循环管路和配件的渗漏可靠性是相同的。
而水箱和集热器的渗漏，两种产品是有差别的。
平板热水器的吸热板出厂前均应逐台捡漏，集热器与水箱连接只有进出口二个连接外，而且连接方式简单方便，一般渗透可能性较小。
真空管热水器的渗漏主要发生在真空集热管与水箱的接口部位，由于接口处数量多，稍有不甚就有可能发生渗漏。
尤其在真空管太阳热水器工程上渗漏现象更头痛，因为一个大面积工程，少则几百只管子，多则几千只管子，要做到一只管子不渗漏是十分困难的。
5.产品与建筑结合难易分析
平板太阳能集热器，无论从整体外形、结构强度及规格尺寸均适合与建筑相结合，可直接固定在房顶上或嵌入屋面上，而且极易成为屋顶结垢的组成部分，和建筑浑然成为一体，因此平板集热器与建筑结合比真空管集热器更好一些。
四、选择太阳能集热器
平板式、真空管式各有优缺点，没有一种是完美的、占有绝对优势的。
用户选择太阳能集热器类型主要应根据安装地点所在气候特征以及所需热水温度、用途来选定。
对于广东、福建、海南、广西、云南等冬天不结冰的南方地区的用户，选取用平板式太阳能集热器是非常合适的，因为不需要考虑冬天抗冻的问题，而平板型太阳能集热器的缺点是不抗冻，所以在南方地区使用，该缺点不会表现出来，而平板型的优点却是非常突出的：热效率高，金属管板式结构、免维护、15年寿命、性价比高，平板集热器技术有许多优点，这也是国外发达国家平板太阳能集热器占绝大多数的原因。
长江、黄河流域地区的用户，因为冬天会结冰，而且冬天气温高于-20℃，所以选用真空管太阳能集热器是比较合适的，既可以抗冻，性价比也比热管高，但是真空管的主要缺点是：不承压、易结水垢、易爆裂、热效率低。
综上所述，不同类型的太阳能集热器没有绝对好、坏之分，重要的是要根据使用地区的气候特征和用途来选择最优性价比的类型，不要被某些厂家误导。