[整理]太阳能真空管简介
真空管太阳能集热器
真空管太阳能集热器东盛环保工程有限公司提供一、真空管集热管的结构及组成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。
二、真空管技术参数目前集热效果的最好的是AL---N/AL真空溅射选择性镀膜，利用该涂层的玻璃真空管，其吸收率≥0.93；红外发射率ε≤0.6；平均热损Uct0.9W/㎡℃；真空度P≤5×10ˉ3pa，采用性能高硼硅3.3特硬玻璃制造。
三、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％。
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。
而真空管集热器的构件主要为玻璃耐压0.15Mpa。
4．防冻与抗冻性能：平板集热器由于板芯为金属板芯，其板芯内均为较小的毛细管道，且板芯与外界环境温度直接联通，故气温较低时容易结冰，抗冻性能较差；而真空管太阳能由于真空管为暖水瓶结构，管子外壁与内壁之间为真空状态，管子内水在较低气温下也不易结冰；5．结垢：平板太阳能集热过程主要通过金属板芯内毛细水管吸热，故容易在此过程中水与热金属（铝管或铜管）接触后产生水垢，并且根据平板集热器结构当水在毛细水管中结构后是无法清洗排除，故平板太阳能热水器使用寿命远远低于真空管热水器；而真空管热水器集热器均为玻璃管，水在玻璃管中吸收热量，在此过程中水与玻璃接触并不容易产生水垢，就像日常生活中，金属茶壶烧水容易产生水垢，而暖水瓶不容易产生水垢，且在产生水垢后，水垢与玻璃的亲和力较小，暖水瓶中水垢较容易倒出。
真空管太阳能工作原理
真空管太阳能工作原理
真空管太阳能是一种利用真空管技术捕捉和转换太阳光能的太阳能发电技术。
它的工作原理是基于热能的转换和传导。
首先，太阳能被捕捉并聚焦到真空管中。
真空管由两层玻璃管壳组成，中间隔以真空层。
这种结构有效地减少了热量的散失，提高了太阳能的转换效率。
当太阳光照射到真空管的外层玻璃管壳时，外层的玻璃管会将太阳光反射至内层的吸收层。
吸收层由吸热黑涂层制成，它吸收太阳光中的热能，并将其转化为热量。
热量沿着吸收层传导到真空层内部。
由于真空层的存在，热量几乎无法通过对流和传导的方式散失。
相反，真空层形成了一个绝缘层，有效地阻止了热量的传递，使得内部温度迅速升高。
在真空管的内部壁面上，存在一个热传导性能良好的热导管。
随着内部温度的升高，热导管会将热能传递到工质中。
工质通常是水或者油，它们在受热后会蒸发成为高温高压蒸汽。
蒸汽压力会推动蒸汽朝着一定方向流动并驱动涡轮发电机转动。
涡轮发电机将机械能转化为电能。
这样，太阳能就成功地被转化为了可利用的电能。
真空管太阳能的工作原理利用了太阳能的热能转换和传导过程，通过聚焦太阳光、吸收热能、形成绝缘层和使用热导管驱动涡轮发电机的方法，实现了太阳能的高效转换和利用。
真空管基础知识
退火
清洗 烘干
内玻璃管外表面 沉积太阳选择性 吸收表面
弹簧卡子 清洗烘干
点焊 成形
吸气剂
装配 点焊
罩玻璃管、吸热管和 带吸气剂的卡子组装
蒸散吸 气剂
封离排 气嘴
检验
真空烘 烤排气
装箱
环形封口 端退火
罩玻璃管与吸热管开 口端环形熔封
分解说明（一）
① 将两端参差不齐的毛管一端 切齐、燎口；（切口机） ② 按要求尺寸将一端切齐口的 半成品圆底；（圆底机） ③ 将圆好头的半成品接排气嘴； ④ 接好排气嘴半成品加工部位 退火。（退火炉）
11 13.3
20
30 34.8
6.2 35.5 19.4
8.6
6.8 15.1 37.5
37
22 48.9
出气量[毫米3（标准状态）]
50
40
钠钙玻璃
30
硼硅玻璃
20
10
0
铅玻璃
0 100 200 300 400 500 600 700
温度（摄氏度） 几种玻璃出气量随温度的变化
排气工艺规定
1、保温温度：高温特效管：430℃，高 效管、高寒管：400℃
太阳能的基本知识
太阳的寿命：
根据爱因斯坦相对论，通过热核反应，质量可转化为能量，其公 式为
E=mc2 E为能量， m是质量， c是光速。 由上式可以推知，1克质量可转化成9×1013J的能量。相当于
1.2857×104吨标准煤。
按目前消耗的速率计算，还足以维持 6×1010（60亿）年。
所以，可以说太阳能是无穷无尽的能源。
太阳能的基本知识
太阳光的特征 太阳光光波是纵波，也是一种电磁波，
其 波 长 与 频 率 的 关 系 ： λf ＝ C ＝ 3×108m/s。 各种电磁波的波长、辐照度、与所 占能量的百分比。如下表1：
太阳能真空管产生热的原理
太阳能真空管产生热的原理
太阳能真空管产生热的原理是利用太阳辐射的能量进行热转换。
太阳辐射通过真空管外的玻璃管进入真空管内，而内部的铝膜吸收太阳能，将其转化为热能。
铝膜的特殊涂层使得它能高效地吸收和传导热量。
真空管内部的空气被抽成真空，减少了热能的传导和对流损失，从而提高了热量的收集效率。
当太阳光进入真空管内，被铝膜吸收后，铝膜高温，热量通过铝膜的导热和辐射传导到玻璃管内的工质（一般为水或其他热传导介质），使其温度升高。
玻璃管起到保温的作用，减少热量的散失。
通过管道连接，将被加热的工质输送至需要加热的地方，实现热能的利用。
太阳能真空管的优势在于可以在较低的太阳辐射强度和低温条件下工作，同时能够集中吸收太阳能并将其转化为热能，因此在太阳能热水器、太阳能供暖系统等领域有着广泛的应用。
太阳能真空管内径58mm的外径尺寸
太阳能真空管是一种常见的太阳能利用设备，其内部通常采用直径为58mm的真空管。
本文将就太阳能真空管内径58mm的外径尺寸进行详细介绍，以便读者更好地了解这一设备。
一、太阳能真空管的结构太阳能真空管通常由外管、内管、吸热层、真空层等部分组成。
而内径58mm的外径尺寸即指外管的直径为58mm。
外管通常采用玻璃材质，能够有效隔绝外界气温的影响，保证内部吸热层能够充分吸收太阳能。
二、内径58mm对太阳能真空管的影响1. 提高吸热效率内径58mm的外管尺寸设计合理，既能够保证充分吸收太阳能，又能够减少热量的损失，从而提高了太阳能真空管的吸热效率。
2. 适应不同气候条件内径58mm的外管尺寸使得太阳能真空管能够适应不同的气候条件，无论是在寒冷的冬季还是酷热的夏季，都能够保持较高的工作性能。
3. 增加耐用性外径尺寸为58mm的太阳能真空管在设计上更加坚固耐用，能够承受一定程度的外部压力和冲击，从而延长了太阳能真空管的使用寿命。
三、内径58mm的外径尺寸的优势1. 提高太阳能利用率内径58mm的外管尺寸设计合理，能够增加太阳能的吸收面积，从而提高了太阳能的利用率，为用户提供了更多的热水或者热气。
2. 降低能源消耗由于内径58mm的外管尺寸设计合理，能够提高太阳能真空管的吸热效率，因此可以减少对传统能源的依赖，降低能源消耗，从而节约能源资源。
3. 环保节能内径58mm的外管尺寸合理设计使得太阳能真空管能够更加高效地利用太阳能，减少了对传统能源的消耗，从而达到了环保节能的目的。
四、内径58mm的外径尺寸的应用领域太阳能真空管通常用于太阳能热水器、太阳能空调、太阳能集热系统等领域。
而内径58mm的外径尺寸的太阳能真空管，由于其优异的性能和适用性，已经得到了广泛的应用和推广。
五、内径58mm的外径尺寸的发展趋势随着技术的不断进步和太阳能行业的快速发展，内径58mm的外径尺寸的太阳能真空管也在不断改进和完善。
未来，我们有理由相信，太阳能真空管将会更加高效、环保、耐用，为人们的生活带来更多的便利。
太阳能真空热管
太阳能真空热管
摘要：
1.太阳能真空热管的简介
2.太阳能真空热管的工作原理
3.太阳能真空热管的优点
4.太阳能真空热管的应用领域
5.我国在太阳能真空热管的研究与进展
正文：
太阳能真空热管是一种利用太阳能进行加热的装置，它具有高效、环保、节能等特点，被广泛应用于家庭、工业、农业等领域。
太阳能真空热管的工作原理是利用太阳能将管内的介质加热，从而实现热量的传递。
真空热管内部抽成真空状态，外部采用高效保温材料进行保温，以减少热量的损失。
此外，热管采用特殊的结构设计，使得管内的介质在加热过程中能够迅速传递热量，提高热效率。
太阳能真空热管具有以下优点：
（1）高效：由于真空热管采用高效的保温材料和特殊结构设计，使得它具有较高的热效率，能够将大部分太阳能转化为热能。
（2）环保：太阳能真空热管使用清洁能源，无污染排放，对环境友好。
（3）节能：真空热管可实现24 小时不间断供热水，节约能源。
太阳能真空热管的应用领域十分广泛：
（1）家庭：用于提供生活热水、供暖等；
（2）工业：如食品加工、纺织印染、医药化工等行业的加热、烘干、消毒等；
（3）农业：温室种植、养殖业等领域的供暖、温水灌溉等。
我国在太阳能真空热管的研究与应用方面取得了显著成果。
近年来，我国政府对新能源产业的支持力度不断加大，太阳能真空热管技术也得到了快速发展。
我国已经成功研发出具有自主知识产权的太阳能真空热管，并已实现产业化生产。
太阳能热水器的“三高”真空管与普通管及紫晶管的区别
太阳能热水器的三高真空管中“三高”是什么意思？“三高”指的是耐高温，抗高寒，高效吸收，一般只通过三靶干涉膜工艺的制成的真空管(一般的是渐变膜）太阳能三高真空管与普通真空管的区别三高“太阳芯”真空管与普通管的区别在于吸热膜层不一样（吸热膜层是真空管的关键部位）。
三高管是干涉膜，普通管是渐变膜。
它们的区别主要表现为干涉膜与渐变膜的区别。
１、根本区别：膜层结构不同，导致吸收太阳光线的原理不一样。
渐变膜，为多层膜，其吸收层一般是９层，它对太阳光线是逐层吸收的，而且其吸收光线的性能逐渐变高。
由于这种渐变结构，发射比随温度上升不断加大，以致工作温度在３００~５００℃时，发射比大大增加。
而且吸收层中的铝离子在高温状态下，活泼性大大增强，并发生漂移。
这样膜层的内部结构发生错乱，导致膜层开始老化。
长期处于这种高温状态下，膜层就会脱落，从而影响了真空管的集热效率和寿命。
干涉膜，其吸收层共２层，两层膜之间，因金属成份的配比不同而产生干涉作用，使吸收比增加，发射比降低。
再加上减反层减少反射的作用，从而实现更高的吸收比和更低的发射比，大大提高了集热效率。
２、特征：三高管的吸收比提高了１２％，发射比降低了３０％－４０％，超吸收，热损少，升温快。
高效管，超吸收，热效高，升温快，在同样的光照条件下，比普通管能出更多更高水温的热水；高寒管，因铜离子的发射比比铝离子低０．２，因此热损很少，在高寒环境下仍能正常工作，－３０℃照常出热水；高温特效管，因膜层中的不锈钢离子耐高温，抗空晒，膜层在４００℃条件下不老化、不衰减、不变色。
在相同光照条件下，普通管热吸收不如三高管高，甚至不能满足洗浴要求；在温度较低时，热损更大，集热效率下降，影响正常使用；尤其在空晒超过２７０℃时，膜层开始老化、脱落，吸收率快速降低，寿命大大缩短。
３、工艺：高温特效管、高寒管、高效管分别采用三靶、双靶、单靶磁控溅射工艺；普通管一般都采用单靶磁控溅射工艺。
４、外观：Ａ、管口，此处膜层在８００℃以上高温状态下封口时，脱落一部分是不可避免的。
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太阳能真空管
目录
太阳能真空管构造
太阳能真空管的分类
太阳能普通管和三高管的不同
太阳能真空管，太阳能热水器真空管是太阳能热水器的核心元件，被誉为太阳能热水器的“心脏”，真空管质量的优劣直接影响到太阳能热水器的使用寿命和性能，太阳能产业的快速发展也带动了真空管企业的发展，一
方面是围绕真空管的专利技术在不断推成出新，另一方面是真空管企业和生产线最近几年都如同雨后春笋般地在增加。
真空管是太阳能热水器的核心，他的结构如同一个拉长的暖瓶胆，内外层之间为真空。
在内玻璃管的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层，用来最大限度的吸收太阳辐射能。
经阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化成热能，水从涂层外吸热，水温升高，密度减小，热水向上运动，而比重大的冷水下降。
热水始终位于上部，即水箱中。
太阳能热水器中热水的升温情况与外界温度关系不大，主要取决于光照。
当打开厨房或洗浴间的任何一个水龙头时，热水器内的热水便依靠自然落差流出，落差越大，水压越高。
当前，国内生产毛坯管的企业主要有力诺、元升、曜晖等企业，生产真空管的企业主要有力诺新材料、宝光集热管等企业，主要有两种种类，一是管内不走水的，一是管内走水的，传统的真空管都是管内走水，双真空的推出和“热管直插式”真空管的推出都使得玻璃管内不走水。
作为太阳能热水器的心脏，真空管将会随着环境的变化而不断变化，因为区域的差异、目标消费群体的差异、建筑的差异都要求太阳能热水器因地因时制宜，与建筑有效结合。
真空管发展史
引擎运转必须要有燃料，真空管的动作动力为电能。
真空管的电极当中，最重要的应属阴极，它负责将电子释放出来，作为一切动作的基本。
最早的真空管由于构造及理论简单，直接将灯丝充当阴极使用，换句话说，当灯丝点亮时，由于灯丝温度提高，电子就从灯丝释放出来，经过栅极直奔屏极。
这种真空管就叫做“直热式真空管”，这次专题的主角300B，就是属于这类型的真空管，相较于其他现代化的五极真空管，300B的构造简单，性能阳春，
输出功率也低。
直热式
灯丝（Filament）可以使用不同的材质制成，由于直热式三极管直接将灯丝当作阴极，因此灯丝的特性直接影响着直热式真空管的性能。
基本上，真空管的灯丝主要可分成三种材质构成，第一
直热式真空管
种当然是耐高温的钨丝。
将纯度高的钨丝抽成细丝，卷绕成状在真空管的最内层，通电之后即可发出温度。
但钨丝必须加温到两千余度时，电子才能发
散，因此以钨丝制成灯丝的真空管点燃时，会发出光辉耀眼的亮度，同时温度高得吓人。
别意外，不是真空管要烧掉了，而是它本如此！但将钨丝点亮需要消耗较大的电力，唯一的优点是钨丝甚为耐用，普遍运用于较大功率或长寿命的真空管上。
笔者经常听到人说：“那支真空管点起来那么亮，一定两三下就挂点了”。
其实并不然，在某些情况下这种真空管的寿命可达数万小时，拿来当作家里的灯泡，既耐用又有装饰的作用，一举数得！
另一种灯丝采用钍钨合金，它只需将灯丝加温至千余度即可工作，相较之下较省电力。
最常使用的应为氧化碱土灯丝，它的作法是在灯丝外，涂上一层厚厚的氧化碱土，看起来接近白灰色的物质，它只需要加温至约700度（看起来约暗红色），即可获得足量的电子，因此工作温度最低、也最节省电力，一般而言只须供应6.3V左右的直流，就可以正常工作。
直热式真空管当然有它天生的优点，但却有一个致命的缺点，那就是阴极容易受到灯丝的温度而改变特性。
当灯丝电压变动时，或以交流电供应灯丝时，阴极呈现在不稳定的状态下。
因此有人主张直热式真空管应采用直流供电，也有人强调必须以交流供电以免损伤阴极，这种争论过去在音响界早已成为一个争论不休的话题。
笔者无意在此引起话题，反正各方坚持各有道理，只要听起来没问题，管子耐用好听就行了。
如果您有研究上的心得，笔者相当乐于接受。
傍热式
傍热式真空管的稳定度较高
为了解决直热式真空管的灯丝问题，真空管设计者决定让灯丝与阴极分家独立，在灯丝的旁边套上一圈金属套筒，让灯丝直接对金属板加热，电子从金属板散发出来，这种加热方式就称为“傍热式真空管”。
进一步发展
如此，真空管似乎就稳定许多了，由于金属套筒的体积与储热量远大于传统的灯丝，因此即使灯丝暂时的温度变动，甚至暂时几秒钟的停止加热，金属板的温度变化也有限，这也就是为什么某些扩大机关机之后，它还能唱个十几秒钟的主要原因。
既然阴极与灯丝独立，阴极板必须由灯丝间接加热，于是灯丝再度改成钨丝材质，以求耐久性，并在钨丝外层涂上一层白磁，一方面绝缘，另一方面也有定型的效果。
由于间接加热效果较差，阴极金属板上会涂上钍、钡或其他有利于电子发散的物质。
也因此，真空管的金属极板看起来总是灰黑色，不像正常的金属板，也由于制作组装时必须仰赖手工，因此金属板上总会留下许多细小的
真空管工作原理
刮痕，用家购买真空管时不必意外担心。
太阳能真空管构造
全玻璃真空管的构造由内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、支承件（弹簧卡子）、吸气剂等部分组成。
1.内玻璃管用来作为水的流动管道；
2.氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜等太阳选择性吸收涂料，是通过采用真空沉积、溅射技术、电化学处理等工艺均匀地涂在内玻璃管的外表面，用来吸收太阳辐射能；
3.将涂有选择性涂层的内玻璃管封入罩玻璃内，然后将内外玻璃管之间抽成真空，形成真空度为0.05Pa的真空夹层，以减少由于空气对流和传导而引起的热损失，这与热水瓶的原理相似；
4.全玻璃真空集热管采用单端开口设计，通过一端内、外管环形熔封起来，其内管另一端是密闭半球形圆头，弹簧卡子就是用来将该圆头支承在罩玻璃管的内部端，使得内玻璃管吸收太阳辐射而温度升高时，玻璃圆头形成热膨胀的自由端，从而缓冲了热水器工作时引起真空集热管开口端部的热应力；
5.真空管在受热后，原来被吸附在管壁上的微量气体（主要是水蒸气）会释放出来，影响真空度，吸气剂和吸气膜就是用来吸收这些被释放出来
的气体，以保持集热管内的高真空。
太阳能真空管的分类
（1）家用太阳能热水器使用的太阳能真空管按照管径分为37、47、58、70mm等，按照长度分为1.2、1.5、1.6、1.8、2.1、2.3m等
（2）按照生产工艺分为：太阳能普通黑管、普通蓝管；三高蓝管、三高紫金管
太阳能普通管和三高管的不同
三高“太阳芯”真空管与普通管的区别在于吸热膜层不一样（吸热膜层是真空管的关键部位）。
三高管是干涉膜，普通管是渐变膜。
它们的区别主要表现为干涉膜与渐变膜的区别。
1、根本区别：膜层结构不同，导致吸收太阳光线的原理不一样。
渐变膜，为多层膜，其吸收层一般是9层，它对太阳光线是逐层吸收的，而且其吸收光线的性能逐渐变高。
由于这种渐变结构，发射比随温度上升不断加大，以致工作温度在300~500℃时，发射比大大增加。
而且吸收层中的铝离子在高温状态下，活泼性大大增强，并发生漂移。
这样膜层的内部结构发生错乱，导致膜层开始老化。
长期处于这种高温状态下，膜层就会脱落，从而影响了真空管的集热效率和寿命。
干涉膜，其吸收层共2层，两层膜之间，因金属成份的配比不同而产生干涉作用，使吸收比增加，发射比降低。
再加上减反层减少反射的作用，从而实现更高的吸收比和更低的发射比，大大提高了集热效率。
2、特征：三高管的吸收比提高了12%，发射比降低了30%－40%，超吸收，热损少，升温快。
高效管，超吸收，热效高，升温快，在同样的光照条件下，比普通管能出更多更高水温的热水；高寒管，因铜离子的发射比比铝离子低0．2，因此热损很少，在高寒环境下仍能正常工作，－30℃照常出热水；高温特效管，因膜层中的不锈钢离子耐高温，抗空晒，膜层在400℃条件下不老化、不衰减、不变色。
在相同光照条件下，普通管热吸收不如三高管高，甚至不能满足洗浴要求；在温度较低时，热损更大，集热效率下降，影响正常使用；尤其在空晒超过270℃时，膜层开始老化、脱落，吸收率快速降低，寿命大大缩短。
3、工艺：高温特效管、高寒管、高效管分别采用三靶、双靶、单靶磁控溅射工艺；普通管一般都采用单靶磁控溅射工艺。
4、外观：A、管口，此处膜层在800℃以上高温状态下封口时，脱落一部分是不可避免的。
高温特效管因耐高温，只有约1厘米长无膜层，而其它管因不耐高温，膜层脱落长度约2．5厘米。
B、内管颜色：用肉眼观察，高温、高寒管的内管颜色为暗红色（因膜层底层为铜）；而高效管和普通
管为白色（因膜层底层为铝）。