全玻璃真空管太阳能集热器

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。
新能源与节能技术
3）热稳定性
内外玻璃管温度
Baidu Nhomakorabea
-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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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
硬度要高
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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。
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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全玻璃真空管太阳能集热器 All Glass Evacuated Collector Tubes
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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：
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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。
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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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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
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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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±0.15mm
两管间隙：不接触情况下，有0.2mm即可
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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。
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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