太阳能真空集热管的分类及技术参数
真空管集热器技术参数
真空管集热器技术参数
真空管集热器（真空管太阳能热水器） 吸热膜层优点：耐高温、抗老化、不脱膜、颜色一致 玻璃管特点：国际标准优质高硼硅特硬玻璃 真空集热管技术参数： 材料 高硼硅3.3（特硬）玻璃（T＝0.91） 集热管长度（mm） 1200±5mm、1500±5mm 集热管外径（mm） F47±0.7mm 集热管内径（mm） F34±0.7mm 涂层 渐变SS-C/Cu选择性复合吸收膜层 太阳吸收率 as：0.88~0.93 红外发射率 Sh：0.08~0.04 夹层真空度 P≤2′10?3Pa 空晒温度 >250℃ 耐压 0.6MPa 抗冰雹性能 F≤25mm
产品通过中国空间技术研究院理化检测中心检测各项技术指标，均达到国际先进技术水平。 高硼硅3.3玻璃的组成： 玻璃成分SiO2B2O3Al2O3H2OFe2O3 含量（Wt%） 80.413.1 2.44.10.055
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真空管太阳能集热器
5）真空品质 全玻璃真空太阳集热管的内玻璃管于350℃下，保持48h，吸气镜面轴向长度消失率不大于50%。
6）耐热冲击 全玻璃真空太阳集热管应能承受不高于0℃的冰水混合体与不低于90℃热水交替反复冲击三次而不损坏 。
2）空晒性能参数
太阳辐照度G≥800W/m，环境温度8℃≤ta≤30℃，全玻璃真空太阳集热管以空气为传热工质，空晒温度ts,空晒性能参数Y=(ts一ta)/G,Y≥190m℃/kW。
3）闷晒太阳辐照量
（1）罩玻璃管外径为47mm，太阳辐照度G≥800W/m，环境温度8℃≤ta≤30℃，全玻璃真空太阳集热管以水为传热工质，初始温度不低于环境温度，闷晒至水温升高35℃所需的太阳辐照量H≤3.7MJ/m。
5) 贮水箱基座必须设在建筑物承重墙（梁）上，并预留固定用预埋件。预埋件与基座之间的空隙，应用细石混凝土填捣密实。
6) 贮水箱应用地脚螺栓与基础连接牢固。
7) 管路安装时，不得在结构梁柱、抗震墙的暗柱、端柱处穿管。穿过屋面、墙面应及时预埋套管，避免在已做好防水保温的屋面上凿孔打洞。 8) 太阳热水器安装节点做法可以参见国家建筑标准设计图集《住宅用热水器选用及安装》01SS126。 技术经济分析 采用太阳能作为热源供应生活热水是一项节能新技术。太阳热水系统的设置除考虑系统类型、辅助热源的种类和比例、集热器类型、贮热水容积以及集热系统的热性能和居民用热水负荷等诸多技术因素外，其经济性还取决于当地的太阳能资源和气候条件、居民的经济承受能力等非技术因素。经济技术分析可从经济性能和技术因素两方面进行。分为设计阶段的预评价和系统运行评价。 1) 经济性能指标 预评价是在系统设计完成后，根据系统形式，确定的集热器面积及集热器性能参数、设计的集热器倾角及给定的气象条件下，在系统使用寿命期内的节能效益分析。系统运行评价是系统建成投入运行后，进行长期监测，计算实际的节能效益。经济性能指标包括太阳热水系统的投资回收年限和太阳能保证率分析等。
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——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200℃以上，部分达到280℃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。
1.2U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。
图2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。
太阳能光热发电真空集热管
太阳能光热发电真空集热管
太阳能光热发电真空集热管是一种利用太阳能将光能转化为热能的装置。
它由玻璃外管、玻璃内管、真空层、吸热层和热管组成。
在太阳能光热发电系统中，太阳光通过玻璃外管进入真空层，然后通过玻璃内管集中在吸热层上。
吸热层通常是由高热导率的材料制成，如铜或铝，以便更好地吸收太阳光并将其转化为热能。
热管是真空集热管的核心部件，它由两个金属管壳组成，内部充满工质。
当太阳光照射到吸热层上时，吸热层会将热能传递给热管。
热管内部的工质会沸腾并产生气体，然后通过热管的对流和传导将热能传递到热交换器中。
热交换器将热能转化为蒸汽，然后蒸汽驱动涡轮发电机产生电能。
这样，太阳能光热发电真空集热管就实现了将太阳能转化为可用的电能。
太阳能光热发电真空集热管具有高效、可靠、环保等优点。
它可以广泛应用于家庭、工业和商业领域，为人们提供清洁能源。
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。
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— ）。
全玻璃真空太阳集热管性能指标
项目/型号
三高管
紫金管
材质
硼硅玻璃3.3
硼硅玻璃3.3
太阳吸收比
≥0.90（AM1.5）
≥0.90（AM1.5）
半球发射比h
≤0.065（80℃5℃）
≤0.065（80℃5℃）
真空度
压强≤3*10-2Pa压强≤3*10-2Pa热 Nhomakorabea系数Ult
≤0.70W/（m2·℃）
≤0.70W/（m2·℃）
耐压强度
0.6Mpa不破损
0.6Mpa不破损
耐热冲击
0℃的冷水和90℃的热水反复冲击三次，无损坏。
产品结构
全玻璃同轴双层圆管
太阳选择性吸收涂层
渐变/干涉、Cu-N/AL-SS
生产工艺
靶材采用铝、铜、不锈钢靶，金属反射层采用纯铜镜面代替普通集热管内的纯铝镜面，降低热发射，减少热损失，保温更好。吸收层特有不锈钢耐高温材料，使集热管能适应在高温条件下工作，避免了真空集热管由于长期空晒而造成的膜层变色、老化、性能减弱等问题，延长集热管的使用寿命；外层增加减反射层，减少太阳光的反射，提高集热管的吸收率，增加了集热管对太阳光的吸收性能，吸热更快，集热性能较普通管大大提高。
外观颜色
宝石蓝色
紫色
产品构造
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太阳能真空集热管
太阳能集热管一一太阳能热水器的心脏” 太阳能集热管的心脏”一-择性吸收涂层（1 ）什么是集热管？在太阳能热水器中有什么重要性？
太阳集热管，包括全玻璃真空太阳集热管和玻璃-金属真空太阳集热管。
我们这里讲的真空管，指的是全玻璃真空太阳集热管。
目前，真空管主要用于太阳能热水器。
集热管是太阳能热水器产生热水的能量之源，也是太阳能热水器的核心技术所在，是太阳能热水器的关键部件，就像人的心脏一样。
所以，集热管被称作是太阳能热水器的心脏”真空管在太阳能热水器中所起的作用，就像发动机在汽车中的作用一样重要。
（由此也可以看出，谁掌握了最先进的真空管技术，谁就能制造出性能最优良的太阳能热水器。
）
（2）集热管由哪几部分构成？各部分的基本功能是怎样的？
集热管为全玻璃同轴双层圆管结构，主要由三大部分构成：外玻璃管（外管）、真空夹层和内玻璃管（内管）。
内管用于容水。
内管外壁的黑色部分是选择性吸收涂层，即膜层，是集热管进行光热转换的介质。
太阳光线经外管照射到膜层，膜层通过吸收太阳光线中的可见光和近红外线来集聚能量，并将光能转化为热能，使内管里的水温不断升高。
外管与内管之间是真空夹层，其作用在于减少热损失，起保温作用，从而大大提高集热效率。
不锈钢弹簧卡子，既用来支撑内管自由端，又可固定吸气剂。
吸气剂，指在集热管底部，与弹簧卡子相连的不锈钢钢环上所附着的钡铝镍成份，用于蒸散、吸收夹层内排气后残余的空气，以进一步提高真空度。
集热管尾部约50伽的银白色部分是消气镜面，也叫吸气膜。
它是吸气剂在800 C以上高温状态下蒸散得到的。
消气镜面的作用是为了吸收真空夹层内残余的空气，以进一步提高真空度。
太阳能在使用中，如果集热管的消气镜面消失，说明真空夹层内进入了大量空气，集热管就不能正常工作了。
（3）集热管的集热原理是什么？
集热管的集热原理是，靠内管外壁上的选择性吸收涂层，吸收波长为
0.3〜1.3um 的太阳光线（主要是可见光和近红外线）来集聚光能，从而将光能转化为热能，并由真空夹层保温隔热，降低热损失。
由此看来，选择性吸收涂层对于真空管非常重要。
集热管的优劣，就主要体现在选择性吸收涂层的优劣上。
吸收比越高、发射比越低的选择性吸收涂层，说明集热管的性能越好。
选择性吸收涂层：在太阳光谱范围内，具有较高的太阳吸收比和较低的发射比的涂层表面，就是太阳选择性吸收涂层，或叫表面，也叫膜系，又称为黑镜或黑膜。
理想的吸收表面应当是黑色的，但黑色并不一定表示吸收表面的热性能最好，实际的吸收表面往往是黑里偏蓝或偏黄、偏紫。
选择性吸收：指有选择性地吸收太阳光谱中能量较强的可见光和近红外线部分。
吸收比：指选择性吸收涂层能吸收太阳光能的多少。
发射比：指选择性吸收涂层未能吸收而发射出去的热辐射的多少。
全玻璃真空集热性能规格
太阳能选择性吸收涂层材料
符号表示吸收层红外高反射层或块材料
铝-氮复合材料铝A1-N/A1
不锈钢-碳复合材料铜SS-C/Cu 铬-氧复合材料铝Cr-O/A1
铬-氧复合材料铜Cr-O/Cu 锌、镍一硫复合材料& amp;, amp;, amp;,
amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;,
amp;, amp;, amp;, amp;, amp;. It;, /SPAN〉
铜Zn-Ni-S/Cu 铬-氧复合材料镍-氧化铝复合材料铝Ni-A12O3/A1
太阳选择性吸收涂层材料
三腔系列真空集热管三超系列真空集热管
高硼硅3.3玻璃的材质组成
玻璃成分
SIO B2O Fe2C
AL2o R2
Class Composit
ion
含量(Wt%) Contain The 80. 13.
2.4
4.
eal
0.05
真空管原材料--高硼硅3.3玻璃毛坯管
太阳能真空集热管按镀膜工艺一般分为单靶（镀铝），双靶（镀铜和不锈
钢）和三靶（镀铜，不锈钢和铝）,双靶和三靶的市场上都可以称作三高真空管,请用户选购相应产品时注意；按规格长度有1.2米,1.5米.1.6
米,1.8米,2.0米,2.1 米按直径分有47毫米,58毫米,70毫米几种；
现产品达到的水平技术参数
1、采用特硬高硼硅3.3玻璃（Pyrex），管材透射比w 0.89，弯曲度w 0.12%。
2、太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比a》96%太阳选择性吸收涂层的半球发射比£ h w5%（70C）。
3、空晒性能参数，太阳辐照度G>700w/m2,环境温度5Cw ta w28C, 以水为传热工质，空晒温度ts，空晒性能参数Y= （ts - ta ）/G, Y
> 185 m2C /Kw。
4、闷晒太阳曝辐量，太阳辐照度G>700w/m2环境温度5Cw ta w28C, 以水为传热工质，初温不低于环境温度，闷晒至水温增加35 C所需太阳曝辐
量H< 3.0MJ/ m2
4、真空夹层内的气体压强p v 3.0 x 10-3Pa。
5、内管的未镀膜长度v 20mm进一步扩大集热管的吸热面积，降低热损系数。