真空管型太阳能集热器

热管真空管式集热器工作原理

热管真空管式集热器（1）热管真空管的工作原理太阳光透过玻璃管，照射在吸热板上，高吸收率的太阳选择性吸收膜将太阳辐射能转化为热能。

吸热板吸收的热量迅速将热管内少量工质汽化，为保证汽化的工质迅速上升到冷凝端，真空管工作时与地面的倾角应大于10度，被汽化的工质上升到热管冷凝端向被加热的工质（水或空气）放出汽化潜热后，冷凝成液体，在重力作用下流回热管蒸发端，利用热管内少量工质的汽—液相变循环过程，连续地将吸收的太阳辐射能传递到冷凝端加热工质。

作为高效传热元件的热管由蒸发段和冷凝段两部分组成。

蒸发段与吸热板紧密连接。

吸热板表面磁控溅射AL-N-O选择性吸收涂层，吸收比大于0.93，发射率小于0.08。

先进的热压封技术应用于玻璃-金属之间的封接。

玻璃管采用硼硅玻璃，透射率大于0.90。

每支热管真空管的冷凝端通过导热块的导热，将热量传递给集管，被加热的工质（水）经过集管时，将热量带走。

在这个工作过程中，真空管的冷凝端与导热块是钢性连接。

被加热工质不流经真空管，因此真空管的安装十分简单，而且管子不与介质发生干扰，即便真空管发生损坏，太阳能集热器的工作并不因此而中断，在保温盒内填充了保温材料，有效地控制了运行过程中的热量损失。

当太阳辐射穿过玻璃管，投射在吸热板上，被吸热板吸收并转换成热。

此热量加热，热管蒸发段内的工质，使其汽化。

工质蒸汽上升到冷凝段，在冷凝段内表面凝结，释放出蒸发潜热。

液态工质依靠自身的重力流回蒸发段。

然后重复上述过程。

热管式真空管的外形尺寸为ф100×2000mm，它主要由热管、吸热板、玻璃管、金属端盖和消气剂等部件组成，如下图所示：（2）热管真空管集热器的工作原理热管式真空管内不走水，加热系统与循环系统独立分隔，整个系统全部为金属连接，运行稳定可靠。

每支热管真空管的冷凝端通过导热块的导热，将热量传递给集管，被加热的工质（水）经过集管时，将热量带走。

在这个工作过程中，真空管的冷凝端与导热块是钢性连接。

我国目前使用的太阳集热器可大体分为两类

我国目前使用的太阳集热器可大体分为两类：平板型太阳集热器和真空管型太阳集热器：1、平板型太阳集热器平板型太阳集热器一般由吸热板，盖板，保温层和外壳四部分组成。

（1）吸热板（或吸热板芯）吸热板是吸收太阳辐射能量并向集热器工作介质传递热量的部件。

目前国内已大量采用铜材作为吸热板的材料，但也有采用铝合金，钢材，镀锌板和不锈钢的；沿海水质较差的地区，则有使用塑料的。

吸热板的涂层材料对吸收太阳辐射能量起非常重要的作用。

因为太阳辐射的波长主要集中在0.3～2.5的范围内，而吸热板的热辐射则主要集中在2～20的波长范围内，要增强吸热板对太阳辐射的吸收能力，又要减小热损失，降低吸热板的热辐射，就需要采用选择性涂料。

选择性涂料是对太阳短波辐射具有较高吸收率，而对长波热辐射发射率却较低的一种涂料，目前国内外的生产厂大多采用磁控溅射的方法制作选择性涂层，可达到吸收率=0.93～0.95，发射率=0.12～0.04，大大提高了产品热性能。

但对在常年环境温度较高的华南地区使用的集热器，为降低成本，也可选用非常选择性涂料——黑镍，黑铬，黑漆等作为吸热板涂层。

吸热板有如下几种结构：管板式，扁盒式和扁管式。

（2）盖板盖板的作用是减小热损失。

集热器的吸热板将接收到的太阳辐射能量转变成热能传输给工作介质时，也向周围环境散失热量；在吸热板上表面加设能透过可见光面不透过红外热射线的透明盖板，就可有效地减少这部分能量的损失。

盖板有如下技术要求：高全光透过率，耐冲击强度高，良好的耐候性能，绝热性能好，加工性能好。

（3）保温层保温层的作用是减少集热器向周围环境的散热，以提高集热器的热效率。

常用的保温材料有岩棉，矿棉，聚苯乙烯，聚氨酯等。

目前产品使用较多的是岩棉，最好是使用聚氨酯发泡制品。

（4）外壳为了将吸热板，盖板，保温材料组成一个整体并保持一定的刚度和强度，便于安装，需要有一个美观的外壳，一般用钢材，彩色钢板，压花铝板，铝板，不锈钢板，塑料，玻璃钢等制成。

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。

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℃。

CPC热管式真空管集热器的集热效率分析

3. 集热器的集热效率分析计算
CPC热管式真空管集热器的光学效率[3]：
ηop = ρτ eα r pf ref
式中， ρ 为聚光镜的反射率，不锈钢镜取0.80；特硬高硼硅玻璃3.3取0.93；
（1）
τ e 为真空管玻璃空管内管上选择性涂层的吸收率，取0.92；P是间隙损失系数，
l
F=
其中
th(
mW ) 2 mW 2 Ut
（14）
m2 =
λδ
[10]
（15）：（16）
CPC的热管式真空管集热器的效率因子为
F′ =
WF + D
π Dr
1 + π Dr LU t Rt
根据有关参数和其他的测量值，可算出CPC的热管式真空管集热器的热损失系数Ut及效率因、热管式真空管集热器（HE）的瞬时效率方子 F ′ ，可得到CPC热管式真空管集热器集热器（CHE）程
CPC热管式真空管集热器的集热效率分析
赵玉兰，张红，战栋栋（南京工业大学机械与动力工程学院，南京市新模范马路30号 210009）
摘要：本文介绍了CPC(compound parabolic concentrator)热管式真空管集热器的结构。对CPC的热管式真空管太阳能集热器进行了传热分析，并对CPC热管式真空管集热器、热管式真空管集热器和 CPC热管式集热器的集热效率进行了比较计算。结果表明，CPC热管式真空管集热器是一种性能良好的中温（80℃-150℃）集热器。关键词：CPC；热管；真空管集热器；集热效率
2. CPC热管式真空管集热器的物理结构
CPC热管式真空管集热器是由非跟踪聚焦型的复合抛物面聚光器CPC和热管式真空管（接收器）组成。CPC是一种非成像低聚焦的聚光器。它根据边缘光线原理设计，可将给定接收角范围内的入射光线按理想聚光比收集到接收器上。热管式真空管（接收器）将光能转化为热能，再由介质带走。其结构如图1所示。

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。

热管式真空管集热器简介

北京金阳科创太阳能科技有限公司热管式真空管太阳能集热器TiNOX（400W/m K无氧铜）集热高硼硅玻璃罩管，紫铜相变超导热管；外壳及托架为铝合金专用型材，热管真空管太阳能集热器热管真空管是金属芯玻璃真空集热管的一种形式，它是一种高效的太阳能集热元件，具有工作温度高、承压能力大、耐冷热冲击、抗冰雹、全年工作等独特的优点。

热管真空管与联集管、保温盒、支架等部分一起组成热管真空管集热器。

金属—玻璃热管真空管太阳能集热器作为第四代太阳能集热产品，它的开发和应用已经有十余年的历史，因其热性能和运行维护上的突出优势，目前正迅速发展，逐渐替代其它类型的太阳能集热器产品成为热水器和热水工程市场的主流。

JD100HP系列热管真空管集热器产品采用中德最新太阳能技术结晶——“金属—玻璃热管真空管”作为集热元件，集多项专利技术与一身，经国际权威机构检测，性能处于国际领先水平。

该产品效膜层吸热、相变热管传热和真空保温绝热优势于一体，热管承插式连接，相变热管传热承压运行，全面解除全玻璃真空管集热器易冻裂、易炸管、易结垢、易漏水等隐患。

热管式真空管集热器(导热块传热)示意图如上图所示，热管真空管太阳能集热器由热管真空管、联集管、保温盒和支架等部分组成。

太阳光透过真空玻璃管，照射在真空管内金属吸热翅片的选择性吸收涂层上，高吸收率的太阳选择性吸收膜将太阳辐射能转化为热能通过导热铜带传至内置热管，迅速将热管蒸发端内的少量工质汽化，被汽化的工质上升到热管冷凝端，使冷凝端快速升温，集热器联集管上的导热块（或导热套管）吸收冷凝端的热量加热联集管内流体。

热管工质放出汽化潜热后，冷凝成液体，在重力作用下回流热管蒸发端，再汽化再冷凝。

热管真空管集热器通过热管内少量工质的汽—液相变循环过程，连续不断的吸收太阳辐射能为热水系统或采暖系统提供热源。

与普通真空管太阳能集热器相比，JD100HP系列热管真空管集热器产品具有如下优异特点。

①热效率高：采用高性能选择性吸收涂层和高热导率传热条带，得热量大，热损失小，同样条件下集热量远高于其它形式的集热器；②承压运行：额定承压能力6kgf/cm2，特别适用于强制循环的大面积集热工程；③冬季水更热：管内不走水，启动迅速，全年运行，和全玻璃真空管相比，多得20—30%热水；④夏季不过热：不用反光板，防止夏季水温超高，风载小，不会因反光板性能下降而影响集热器效率；⑤占地面积小：真空管密排，集热器外型尺寸小，减少安装占地面积；⑥安装维护方便：铜套管干插式连接，安装方便，热管冷凝端不结水垢，无漏水隐患，局部维修不影响系统运行，避免了集热器内结水垢影响系统运行或一支管损坏整个系统瘫痪的现象。

真空管太阳能热水器工作原理

真空管太阳能热水器工作原理
真空管太阳能热水器的工作原理是利用太阳能来加热水。

它由太阳能集热器、水箱、水管等部分组成。

太阳能集热器通常采用真空管形式，每个真空管里有两层玻璃管，两者之间抽成真空状态以减少能量的散失。

内管上涂有吸收太阳能的黑色吸热涂层，当太阳光照射到吸热涂层上时，涂层会吸收太阳能并转化为热量。

当太阳光照射到集热器的真空管上时，吸热涂层吸收热量并使内管内的水被加热。

加热后的水会上升到上部的水箱中，因为冷水比热水密度大，所以热水会自然上浮到水箱的顶部，形成热水层。

当用户需要用到热水时，通过水管连接到水箱中的热水层，从而取出热水使用。

同时，冷水会从水箱底部的冷水层进入集热器进行加热，形成循环。

这样，太阳能集热器不断地吸收太阳能，将能量转化为热量，使水箱中的水保持一定的温度。

当天气晴朗时，太阳能集热效果最好，能够达到较高的温度；而在阴天或夜晚，集热器吸收的能量较少，热水的温度相应低一些。

总的来说，真空管太阳能热水器利用太阳能的热量来加热水，通过循环使水箱中的水保持热水状态，提供给用户使用。

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%。

真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点

7.平板式太阳能的应用现状：在我国只占不足5%的比例，在国际上，除少数发达国家和地域，由于更注重美观等因素，专门是大投资，安装大面积，以知足利用，另真空管太阳能能是中国发明，等等缘故，以致国外对平板太阳能直至此刻还有推行。
8.平板式太阳能的工程应用事例（分别是广东省内各家较大太阳能公司的平板式太阳能热水工程）和带来的危害：据笔者所知，
H.由于平板太阳能与真空管太阳能相比具有很大的缺点，2006年之前广东各个较大的太阳能企业极力推广的平板式太阳能均在公司网站上大篇幅的阐述平板式太阳能的优点，而现在，他们在网站上宣传平板式太阳能的优点时只是轻描淡写，这也就就证明平板式太阳能真的要淘汰了。
真空管太阳能特点：
二．真空管太阳能的几种集热器：
真空管集热器；三高真空管集热器；真空热管集热器共三种。
二．真空管太阳能集热器的特征：
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。
真空管太阳能的特点：
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现在在我国只占不到5%的份额，太阳能热水器也经历了60年代的焖晒式太阳能，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，现在真空管已经发展到了三高真空管，真空热管真空管。
高技术少
吸热面积
受安装位置影响前排遮后排
受安装位置影响前排遮后排
受安装位置影响前排遮后排
一个平面，全面利用
调试情况
简单
简单
简单
有技术要求
性价比（主要受企业盈利影响）
差
优

真空管型太阳能集热器工作原理

真空管型太阳能集热器工作原理说起真空管型太阳能集热器工作原理，我有一些心得想分享。

咱们先从日常生活里晒太阳说起吧。

在冬天的时候，我们出去晒太阳就会感觉浑身暖烘烘的，实际上这就是我们在接受太阳的能量。

真空管型太阳能集热器干的也是类似的事儿，不过它是把这个过程专门化、高效化了。

那它到底是怎么把太阳的能量收集起来的呢？这就要说到真空管了。

真空管就像一个个小小的能量捕捉器。

每根真空管的表面是专门设计过的，它能够最大限度地吸收太阳光。

我一开始接触的时候就在想，它怎么就能吸收那么多太阳光呢？后来才明白，这真空管的涂层就像一个超级海绵，不过这个海绵吸的不是水，而是太阳能，这种对太阳能有着良好吸收能力的涂层是有特殊的光学原理在支撑的。

打个比方吧，就好像我们小时候用放大镜聚焦太阳光能点燃小纸片一样，真空管也是通过特殊的构造来汇聚太阳的能量。

在真空管内部，还有一些结构来提高能量传递的效率呢。

这个结构工作起来就有点像接力赛，阳光的能量被真空管吸收后，就开始高效地在内部进行传递，把热量都集中起来。

有意思的是，真空管收集到的热量还得有地方去，这时候它就会传递到与之相连的储水箱里。

你可以把真空管想象成是一群小火炉，它们烧的不是煤，而是太阳，然后把热气腾腾的能量都送到一个大暖壶（储水箱）里储存起来，以备我们使用，像洗澡、洗碗筷用到的热水就可以靠这个装置来供应了。

像一些农村地区的家庭，如果安装了真空管型太阳能集热器，在夏天就基本不需要用电或者燃气来加热水了，既能省点钱又环保。

不过说实话呢，这里面有些细节的原理我还是觉得有点复杂，像真空管内部热量传递时的一些微观过程，那都是专业的物理知识，我也只懂得个大概。

说到这里，你可能会问，这真空管型太阳能集热器使用的时候有啥注意事项呢？其实主要就是避免真空管被硬物撞击损坏，还有就是定期检查一下连接管道有没有漏水啥的。

延伸思考一下，如果未来能够进一步提高真空管对太阳能的吸收转化效率，那就能更多地利用太阳能，对环境保护、节约能源都有很大的意义。

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。

真空管与平板太阳能比较.

1、平板式太阳能集热器与真空管太阳能集热器热性能对比太阳能热水器是太阳能系统主要部件，目前市场常见有三大类，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%。

太阳能热水器的主要性能指标是热性能，均由第三方测试机构给出测试报告。

中国太阳能热利用专业委员会太阳能监测中心(CTS，四年来检测了117台太阳能热水器，其检测结果统计如下：众所周知，集热器效率方程基于不同参考面积，集热器效率方程中各参数不同，差别比较大。

作为生产商，一般需给出集热器的总面积（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，一般真空管集热器略高，但由于其结构使然，其总面积一般也大，基于总面积时，平板集热器效果最好，瞬时效率相比高50%以上。

集热器总面积决定了可安装集热器数量，所以，比较起来，为达到同样效果，需要平板集热器数量最少，投资回报最好。

几种工程上常用集热器性能比较如下图，从中可以看出，在低温热水（60oC ）需求下，基于总面积的三种类型集热器效率差别不大，而基于吸热体面积时，平板集热器相比则有高大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集热器。

热性能报告取自瑞士SPF 测试中心网站公布测试报告。

2、集热器效率比较：数据取自SPF 测试报3、集热器效率比较曲线：基于不同面积4、海林高效率平板集热器与国内常见平板集热器对比5、高选择性吸热涂层与黑铬涂层及其他涂层的对比不同吸热涂层的原理和说明（根据制备工艺不同 , 又可将选择性吸收涂层分为四类）。

(1 电镀涂层常用的电镀涂层主要有黑镍涂层、黑铬涂层、黑钴涂层等，均具有良好的光学性能。

以黑铬和黑镍的效果最好，吸收发射比(α/ε 接近 6～13 。

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。

热管式太阳能真空管集热器有优势

热管式太阳能真空管集热器有优势热管式真空管太阳能集热器具有集热效率高、得热量大、输出温度高、承压运行快、结构强度高、抗冻性强等特点，安装维护方便，使用寿中无漏水隐患，易实现和建筑结合，具备较长的使用寿命，可广泛应用于各种规模和用途的太阳能集热系统中。

热管式真空管太阳能集热器具有集热效率高、得热量大、输出温度高、承压运行快、结构强度高、抗冻性强等特点，安装维护方便，使用寿中无漏水隐患，易实现和建筑结合，具备较长的使用寿命，可广泛应用于各种规模和用途的太阳能集热系统中。

集中式太阳能热水系统热管式真空管太阳能集热器数量根据热水需求量可任意组合，安装位置灵活，承压运行，系统阻力小，集热系统容水量小，热水系统的运行通过太阳能控制器自动进行控制，可直接对热水加热，也利用防冻液循环，通过换热器间接加热热水，适用于各种集中热水供应及泳池加热系统。

图1为常见的热管式真空管热水系统示意图。

该系统中热水箱可以采用闭式承压水箱，辅助加热设备可采用外置式电加热炉或锅炉、热泵等加热设备。

采用开式热水箱的系统，可设计为定温出水加热方式，以节约太阳能循环泵的能源消耗。

分体式太阳能热水系统图2为热管式真空管分体式太阳能热水系统示意图，一般采用承压换热水箱，水箱安装于卫生间或预留的水箱间内，热管式真空管集热器安装于屋面或室外空地，集热系统循环工质采用防冻液或软化水，由循环泵强制循环，通过水箱内置换热器加热水箱内热水。

太阳能开水加热系统目前，一些需要大量开水供应的学校、工厂、机关单位以及公共场所等都采用太阳能集热器系统为开水加热设备预热或直接供应开水，热管式真空管集热器用于开水加热系统中，可以大大提高开水加热的速度和产量，减少运行管理及维护工作量。

图3为太阳能开水系统示意图。

开水储水箱由开水箱和温水箱两部分组成，冷水经设于温水箱内的浮动盘管换热器进入太阳能集热器，集热器定温输出开水至开水箱，开水箱内的辅助电加热器启动进行补充加热。

开水箱满水后溢流入温水箱，通过换热器预热进入集热器的冷水，缩短开水加热时间，同时高温开水降温至适宜的温度，方便饮用。

直通式太阳能真空管集热器热性能分析

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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。