全玻璃真空管太阳能集热器
真空管太阳能集热器的阻力
真空管太阳能集热器的阻力介绍太阳能集热器是一种利用太阳辐射能将太阳能转化为热能的设备。
真空管太阳能集热器是目前应用较广泛的一种太阳能集热器，其具有高效、稳定的特点。
然而，在使用过程中，真空管太阳能集热器会产生阻力，影响其工作效率。
本文将探讨真空管太阳能集热器的阻力问题，并提出相应的解决方案。
真空管太阳能集热器的结构真空管太阳能集热器由玻璃外管、真空层、吸热管和保温层等组成。
太阳辐射能通过玻璃外管进入真空层，然后被吸热管吸收并转化为热能，最后通过保温层保持热能不流失。
阻力的来源真空管太阳能集热器的阻力主要来自以下几个方面：1. 管道阻力在吸热管内部，流体通过管道时会产生摩擦阻力，阻碍流体的运动。
管道的直径、长度、表面粗糙度以及流体的流速都会对阻力产生影响。
2. 管道弯曲阻力真空管太阳能集热器中的管道通常会有一定的弯曲，这会导致流体在弯曲处产生阻力。
弯曲的角度、弯曲半径以及流体的流速都会对阻力产生影响。
3. 管道分支阻力当流体在真空管太阳能集热器中遇到分支时，会产生分支阻力。
分支的形状、尺寸以及流体的流速都会对阻力产生影响。
4. 管道入口和出口的阻力真空管太阳能集热器的管道入口和出口处会产生阻力，这是由于流体的流速在入口和出口处发生变化导致的。
解决方案为了减小真空管太阳能集热器的阻力，提高其工作效率，可以采取以下措施：1. 优化管道设计通过优化管道的直径、长度和表面粗糙度，可以减小管道阻力。
选择合适的管道材料，如光滑的不锈钢管道，也能降低阻力。
2. 减小管道弯曲和分支尽量减小真空管太阳能集热器中管道的弯曲角度和弯曲半径，以及分支的形状和尺寸，可以降低阻力。
合理布置管道，避免过多的分支，也能减小阻力。
3. 优化管道入口和出口设计通过合理设计管道入口和出口，使流体的流速在入口和出口处平稳变化，可以减小阻力。
4. 定期清洗和维护定期清洗真空管太阳能集热器的管道和吸热管，可以防止管道内壁的污垢积累，减小阻力。
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。
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。
真空管太阳能集热器
真空管集热器真空管集热器是在平板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。
（一）全玻璃真空管集热器1、全玻璃真空的基本结构全玻璃真空管由外玻璃管、内玻璃管、选择性吸收涂层、弹簧支架、消气剂等部件组成，其形状如一只细长的暖水瓶胆（图3- ）。
图3—全玻璃真空管结构示意图1.外玻璃管2.内玻璃管3.选择性吸收涂层4.真空5.弹簧支架6.消气剂7.保护帽全玻璃真空管的一端开口，将内玻璃管和外玻璃管的管口进行环状熔封；另一端分别封闭成半球形圆头，内玻璃管用弹簧支架支撑于外玻璃管上，以缓冲热胀冷缩引起的应力。
在内玻璃管和外玻璃管之间的夹层抽成高真空。
在外玻璃管尾端一般粘结一只金属保护帽，以保护抽真空后封闭的排气咀。
内玻璃管的外表面涂有选择性吸收涂层。
弹簧支架上装有消气剂，它在蒸散以后用于吸收真空集热管运行时产生的气体，起保持管内真空度的作用。
2、全玻璃真空管集热器的基本结构若干支真空管按照一定规则排列成的真空管阵列与联集管（或称为联箱）、尾托架和反射器等部件一起组成一台真空管集热器（图3—）。
全玻璃真空管集热器的联箱一般有圆形和方形两种，多采用不锈钢板制作，集热器配管接头焊接在联箱的两端。
联箱的一面或两面按设计的真空管间距开孔，真空管的开口端直接插入联箱内，真空管与联箱之间通过硅橡胶密封圈进行密封。
为了提高真空管集热器的性能，一些厂家的产品在真空管阵列的背面增设了反射板，其中多为平面漫反射板，一般采用铝板或涂白漆的平板制成。
因为反射板长期暴露在空气中，容易积聚灰尘和污垢，需要经常清理，否则反射效果会受到影响，并且反射板增大了集热器的风阻，影响集热器安装的稳定性，所以，风沙比较大的地区不宜安装带反射板的集热器。
图3— 全玻璃真空管集热器结构示意图1.全玻璃真空管2.联集管3.保温层4.保温盒外壳5.密封圈6.配管接口7.反光板8.尾托架按照真空管的安装走向的不同，全玻璃真空管集热器可分为竖直排列（南北向）和水平排列（东西向）两种排列形式，其中水平排列又有水平单排和水平双排两种形式，（图3— ）。
玻璃真空管集热器工作原理
玻璃真空管集热器工作原理玻璃真空管集热器是一种利用太阳能进行集热的设备，它利用玻璃真空管的结构和工作原理将太阳能转化为热能，并用于加热水或提供暖气。
本文将详细介绍玻璃真空管集热器的工作原理，并对其性能和应用进行探讨，希望能为读者对该技术有一个全面的了解。
一、玻璃真空管集热器的结构玻璃真空管集热器通常由玻璃真空管、集热管、支架和水箱等部分组成。
玻璃真空管是其中的关键部件，其结构如图1所示。
玻璃真空管内部包含着集热管，集热管上涂有具有较高光吸收率和热导率的吸热涂层，用于吸收太阳辐射并将其转化为热能。
真空管的外部通常由双层玻璃构成，中间是真空层，可以有效地减少热量的散失。
支架用于支撑和固定真空管，水箱则用于储存加热后的水。
二、玻璃真空管集热器的工作原理1. 太阳能的吸收和转化当阳光照射到玻璃真空管表面时，首先被外层玻璃吸收，然后通过玻璃传递到内部的集热管上。
在集热管的吸热涂层的作用下，阳光被吸收并转化为热能，使得集热管内部的温度升高。
由于真空管的内外部分别是真空和双层玻璃，因此可以有效地减少热量的散失，使得集热管内的温度得以保持。
2. 热能的传递和储存集热管内部温度升高后，可以将热能传递给其中的工作介质，通常是流经集热管的水。
热水被储存在水箱内，用于日常生活用水或者作为供暖系统的热源。
当需要利用储存在水箱中的热水时，可以通过管路将热水引出，用于热水系统或者供暖系统。
三、玻璃真空管集热器的性能特点1. 高效性能由于玻璃真空管内部的真空层和双层玻璃的隔热效果，使得玻璃真空管集热器具有较高的吸热效率和集热效率。
在日常生活中，它可以有效地利用太阳能为水加热或提供暖气，节能环保。
2. 稳定性能玻璃真空管集热器能够在恶劣的环境条件下，如低温、高湿度等情况下，依然能够正常工作。
其稳定性能保证了其在不同气候条件下的可靠性和持久性。
3. 可靠性能玻璃真空管集热器的材料和工艺要求严格，能够保证其长时间的使用寿命和可靠性。
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。
太阳能集热器的选型
太阳能集热器的选型Abstract：An Introduction of the advantages and disadvantages of the flat plate solar concentrator, the glass vacuum tube solar concentrator and the heat pipe solar concentrator, comprehensively evaluating the different kinds of the solar concentrator.Key words: solar concentrator, type selection and comparison, comprehensive evaluation摘要：对目前常用的平板型、玻璃真空管型及热管型等太阳能集热器的优缺点进行了介绍，并对各种太阳能集热器进行了综合比较。
关键词：太阳能集热器，选型比较，综合评价1各种太阳能集热器的特点和应用范围太阳能集热器的类型主要有：平板型太阳能集热器、真空管型太阳能集热器两大类。
每一大类太阳能集热器又分多种品种，每一种的太阳能集热器各有其特点和应用范围。
1.1平板型太阳能集热器类平板型太阳能集热器俗称平板集热器，其基本结构由透明盖板、吸热板、保温层和外壳组成。
其工作原理为：当太阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收涂层的吸热板上时，吸热板吸收太阳的辐射能，将其转换成热能，并将热能传给吸热板流道内的工质，使流道内的工质温度升高；从集热器进口进入吸热板的较低温度的工质，在吸热体流道内被加热升温后，从集热器出口流走，并将有用的热能带走；与此同时，吸热板温度升高，透过透明板和外壳向周围环境散失热能，为减少散热，在平板太阳集热器底部和边框四周填充保温材料。
平板集热器的主要热损失是吸热板和透明盖板之间的空间存在空气对流换热损失。
减少这部分热损失的最有效措施是将其间的空气抽去，形成真空。
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玻璃管应满足的要求：
1）化学稳定性
抗酸、抗碱、抗水 2）光学性质 透射比0.9以上
特硬和中性硼硅玻璃，抗水一级
着色剂：影响最大的是Fe离子，国外<0.015%,透射比0.915
含有光致着色成分：Ag、Cu、Mn、Ce等在紫外光作用下变价， 形成色心，导致透射比下降。
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硬度要高
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新能源与节能技术
抗冰雹性能试验
放置角度：45o 热水器放置角度：当地纬度+5-10o 径向尺寸15-25mm的冰块从3-4m高处自由落体至玻璃 管（实际冰雹一般5-10mm，速度10m/s） 25mm的立方体冰块，在冷水中浸泡5-10min，棱角不 锋利为准。二楼窗口投放。
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新能源与节能技术
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新能源与节能技术
2、全玻璃真空管的玻璃
玻璃管价格占集热管材料成本的80%。
（KG-33）Pyrex，硼硅玻璃3.3 （KG-33）Pyrex-SiO2含量>78%,高硼硅玻璃，ISO：硼硅玻璃3.3
新能源与节能技术
全玻璃真空管太阳能集热器 All Glass Evacuated Collector Tubes
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新能源与节能技术
发展
平板型太阳能集热器的问题： 热损失6-8W/(m2oC),加选择性吸收层后4-5W/(m2oC) 1930年G.C.Abbot做出了真空太阳集热管：
新能源与节能技术
选择性吸收涂层
选择性吸收涂层：氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜等太阳选择性
吸收涂料
介质-金属-介质： AMA：Al2O3/Mo/Al2O3
四层选择性吸收表面：Al2O3/Cr/Al2O3/Ag 吸收比0.90-0.95 发射比：0.02-0.04
Al2O3
Al2O3 Ag 衬底 Cr Cr
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新能源与节能技术
1、全玻璃真空管的构造
普通平板集热器主要热损失来源：夹层中的空气
真空管：切断集热器与透明盖板之间的导热和对流换热热桥。 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。
新能源与节能技术
3）热稳定性
内外玻璃管温度
-10oC，100oC
-20oC，250oC 抗胀强度
K E
弹性模量 热膨胀系数
硼硅玻璃（北京特硬硼硅玻璃） E=617.4×108Pa 热胀系数3. 3×10-6/oC
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新能源与节能技术
20世纪80年代初期，美籍华人贝律昆先生送给我国几只全 玻璃真空太阳集热管样品。不久，沈阳玻璃计器厂首先研 制成功全玻璃真空管集热器，并代表中国参加了1982年在 美国举办的世界能源博览会。 清华大学现电子工程系、上海硅酸盐研究所、沈阳玻璃 二厂分别研制出全玻璃真空管集热器样机。
1997年，全国销量约4000000支。 现在国内的真空管太阳热水器生产和应用的规模居世界 首位。
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新能源与节能技术
5）玻璃的真空性能
两层玻璃维持0.05Pa的真空状态，以保证隔热 透气性方面都可保证 表面气体吸附能力；玻璃中溶解气体多少及解析能力
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新能源与节能技术
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新能源与节能技术
2、全玻璃真空管的尺寸
1、罩玻璃管和内玻璃管管径大小的影响？
偏大，有效采光面积大，但启动慢，夜间热损失大 偏小，有效采光面积小 外径： Ф 37mm， Ф 47mm Ф 47mm， Ф 58mm Ф 58mm， Ф 70mm
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； 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。
热膨胀系数大于3.4的硼硅玻璃不适合用于全玻璃真空太阳集热管 研究发现热胀系数大于3.3， 分相，结构松散，性能发生突变，无法机械化成型； 抗水和机械性能大幅度下降；
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4）玻璃的机械性能
露天使用，经受冰雹、飞沙走石的冲击。 抗胀强度是机械性能的主要指标，理论值很高，都能满足要求，但玻璃易碎
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2、全玻璃真空管的长度和壁厚
适当增大长度，增加生产效率， 提高集热管的光-热性能。 初期，1.2m 1.5m，1.8m
壁厚：1.6-2mm±0.Fra bibliotek5mm两管间隙：不接触情况下，有0.2mm即可
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