平板太阳能与真空管太阳能的比较

平板太阳能与真空管太阳能的比较
平板太阳能热水器，真空管太阳能热水器
平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器，是国内外太阳能热水器行业的两大主要品牌产品，但是，平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器哪一种更好？它们销售状况如何？各有什么特性和使用优缺点？今后如何发展？这是广大太阳能业内人士极为关注的问题。

为此，本文就平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器的有用热量进行初步的计算和分析，供参考与讨论。

一、首先让我们分析一下平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器国内外市场的销售现状。

我们把太阳能热水器划分为三大类，即平板热水器太阳能热水器、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。

据各种资料分析：国内市场三种产品平板太阳能热水器、真空管太阳能热水器和其它产品分别约占20%、65%、15%；而国际市场现状是：平板太阳能热水器、真空管太阳能热水器和其它产品市场份额分别约占85%、8%、7%。

这两组数据给我们提出了一个值得深思的问题。

即为什么平板热水器与真空管太阳能热水器国内外有如此巨大的反差？
二、太阳能热水器的主要性能指标是热性能。

中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会从1994年到1997年四年中检测的117太太阳能热水器进行分析：检测项目结果日平均效率国际要求(45%)平均热损系数国标要求(5W/m2)
产品类型达标达标率（%）未达标未达标率（%）全达标
平板热水器39台
真空管热水器78台
从以上数据可以看出真空管热水器日平均效率达标情况，均低于平板热水器，未达标率高于平板二倍。

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。

原因有三：①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%）。

②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。

③所有产品热损系数全达标，而且远低于国际规定的数据，说明国标规定的指标比较宽松。

下面用实际数据来计算一下：
1.每平方米真空管集热器的容水量。

标准真空集热管尺寸规格是外径、内径和长度分别为D=47mm、d=37mm、
e=1200mm。

单管的储水量：G1=单管储水量（kg）,d=内管直径（mm）,D=外管直径,e=真空管长度,r=水的比重，一支外径47mm、内径37mm，长度1.2m（储水长度为1.15m）的真空管，其储水量为：G1=π
/4*0.0372*1000*1.15=1.2(kg)
每支真空管（外径47mm，内径37mm,长度1.2m）的储蓄长度为1.15m，组成集热器管间距按75mm计算，则每平方米真空管集热器的真空管数量为12支（即：
（0.075*11+0.047*12）*1.15=1（m2））。

这样每平方米真空管集热器的容水量为：1.2-12=14.4（kg）
根据多年经验和检验数据表明，在华北地区每平方米真空管集热器日平均产热水（45℃以上）约为70kg。

而12支真空管内的储存水量就相当70kg的20%。

根据国家标准规
定，太阳能热水器日有用得热量，是指可以放出来进行使用的热水，放不出来储存在集热器中的热水是不算的。

2.同样我们可以计算一下每平方米平板太阳能热水器的储存水量G2。

平板太阳能热水器集管外径为22mm，内径为20mm，长度为2m，排管外径为
10mm，内径为8mm，排管按7m计。

则得：G2=（1/4π0.022*2+1/4π0.0082*）*1000=0.64（kg）
可见，每平方米平板太阳能热水器储水量仅为真空管集热器储水量的1/22，平板太阳能热水器大大提高了有效利用率。

3.其次，我们再来计算一下真空管集热器的有效采光面积。

每平方米真空管集热器的有效采光面积。

每平方米真空管热管的无效采光面积（按无反射板集热器而言）为A：A=（0.075-0.047）*11*1=0.308（m2) 由此可见每平方米真空集热管的采光面积就有30%的面积是无效面积，即不能吸收热量的面积。

而平板集热器则不存在无效采光面积。

由以上计算可知，真空管集热器获得无效的热水无效的采光面积都大大削弱和降低了真空管所能获得的有效得热量。

三、无论是平板太阳能热水器或真空管太阳能热水器其关键部件是集热器，而集热器的集热温度范围又影响着太阳能热水器的使用领域。

一般太阳集热器的集热温度可分为低温：Θ
0 + （10--20）℃、中温：Θ 0 +（20--40）℃、中高温：Θ 0 +（40--70）℃、高温：Θ 0 +
（70--120）℃。

其中：Θ 0
表示应用地区的室外环境温度。

对于平板太阳能热水器的使用而言只能限于低温和中温，特别平板热水器例外。

真空管热水器则四种集热温度均能应用，但从工程造价，即物有所值而言，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。

四、太阳热水器的渗漏水是产品质量首要考虑的问题。

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。

五、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。

平板太阳能热水器一般在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太阳能热水器，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。

六、关于平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器的抗冻防冻问题。

平板太阳能热水器适用于在0℃以上的地区运行，真空管太阳能热水器则有较好的防冻抗冻性能。

但就热水器系统来说，两种产品在寒冷的冬天均存在循环管路冻坏危险性。

七、关于太阳能热水器与建筑一体化问题。

太阳能热水器与建筑一体化必须满足：1、热水器的结构尺寸，包括颜色应与建筑相协调，不应破坏建筑的整体美观。

2、热水器的循环管路和电控制线路的安装和布置应与建筑室内给排水、电路安装技术要求相一致。

3、满足热水器与建筑结合后的安全要求，包括建筑结构不受损坏，符合建筑承重要求，能满足抗风、防雷、防冻抗冻、电气、防渗漏等技术要求。

4、产品和零件的使用寿命应与建筑相匹配，若做不到，也应考虑维护和更换的方便。

平板热水器和真空管热水器均能满足上述四点要求。

但从与建筑结合的安装布局和维修工作量来说，平板热水器具有一定的优势。