太阳能热水器基础知识(综合版).

太阳辐射到地球陆地表面的能量，一年大约有17万亿千 瓦，仅占到达地球大气外层表面总辐射量的10%，即使是 这样，它也相当于目前全世界一年内能量消耗总量的3.5 万倍。
我国的太阳能资源十分丰富，全国2/3以上的地区年辐射 量大于502万千焦/平方米，年日照时数在2000小时以上， 我国陆地表面每年接受的太阳能就相当于1700亿吨标准 煤。但是，我国的太阳能十分分散，能源密度低，到达地 面的太阳能每平方米只有1000瓦左右。而且，地面上太 阳能还受季节、昼夜、气候等因素的影响，具有不稳定性。
装箱
环形封口端 退火
罩玻璃管、吸热管和带 吸气剂的卡子组装
➢如何区分真空管优劣？
真空管的好坏直接影响太阳能热水器的使用寿命，消费 者在选购太阳能热水器时，辨别真空管质量的优劣主要看 外观。优质真空管应当是：
① 表面光滑干净，没有斑点，而且没有划痕； ② 膜层应当是紫色、黑色或蓝黑色，整体色差小。但黑 色并不一定代表真空管的质量好，因为黑色虽然吸热率高 但散热特别快，同时有的厂家为掩盖杂色，往往把膜层做 成纯黑色； ③ 消气镜面完整光亮； ④ 管口处，膜层距管口约2cm左右的真空管，为高温真 空管，耐高温、抗衰减性特别强；普通管，这段距离一般 在4cm左右； ⑤ 用肉眼看，内管颜色为暗红色或亮银色，说明它的金 属底层是铜或不锈钢，这种真空管在严寒条件下也能正常 使用。
➢全称：全玻璃真空太阳集热管
减反层 吸收层 红外反射层
1
2
3
4
5
6
D d Φ
1——内玻璃管 3——真空夹层 5——支承件 7——吸气镜面
L
2——太阳选择性吸收涂层 4——罩玻璃管 6——吸气剂
7
S
➢各部件名称解释:
外管：真空管的支撑元件，与内管组成真空夹层。
内管：盛放介质的容器，外壁有太阳选择性吸收 涂层，将太阳的光能转化为热能，与外管形成真 空夹层。
➢吸气剂：材料：不锈钢药舟、铁柄及药粉组成， 药粉成分有 Ba、Al、Ni。 类型：蒸散型吸气剂
➢真空夹层：由内外管组成的真空夹层，具 有保温隔热作用。
➢选择性吸收涂层：结构为 AlN/AlN-Al(L)/ AlN-Al(H)/Al/ Al-N AlN/AlN-Al(L)/ AlN-Al(H)/Cu/ Al-N AlN/AlN-SS(L)/ AlN-SS(H)/Cu/ Al-N 是在直流磁控溅射下得到的。
不锈钢弹簧卡子：支撑内管自由端，使内管保持真空夹层 的均匀度和内外管之间的同心度，又可固定吸气剂。
真空夹层：内管与外管通过熔封后，形成空间，利用真空 机组将夹层中的气体抽出形成一个低于大气压的空间 （P≤5×10-4Pa）。其作用在于减少热损失，抗冻保温作 用，从而大大提高真空管的集热效率。
选择性吸收涂层：内管外壁的紫色、深蓝色或黑 色部分，是具有高效的太阳吸收率和低发射率的 表面，它是真空管进行光热转换的介质。太阳光 线经过外管照射到膜层，膜层通过吸收太阳光线 中的可见光和红外线来集聚能量，并将光能转化 成热能，使管内的水温不断升高。
➢各部件名称解释:
吸气剂：是指与弹簧卡子相连的不锈钢钢环上所附着的钡 铝镍成分，真空管底部约50mm的银白色部分是消气镜面， 也叫吸气膜。它是吸气剂在800℃以上高温状态下蒸散得 到的，消气镜面的作用是为了吸收夹层内残余的空气，以 进一步提高真空度。
✓ 真空管受阳光照射面温度高，真 空管背阳面温度低，管内的水便 产生温差反应，利用热水上浮冷 水下沉的原理，使水产生微循环， 水箱内的水被逐步加热，并通过 保温水箱将热能储存起来
支架 支撑部件
保热部件 水箱
热水器
真空管 吸热部件
辅功能
□ 太阳能基础知识
□ 真空管工艺及卖点
□ 水箱、支架工艺及卖点
主讲人：赵昶
课程大纲
□ 太阳能基础知识 □ 真空管工艺及卖点 □ 水箱、支架工艺及卖点
□ 太阳能基础知识
□ 真空管工艺及卖点 □ 水箱、支架工艺及卖点
➢ 太阳能的概念？
太阳能是指太阳内部进行氢聚变原子核反应所释放出 的巨大能量。这种能量不断向宇宙空间辐射，可以维持几 十至几百亿年，可以说，太阳能是取之不尽、用之不竭的。
➢ 航天管镀膜工艺优点：
采用高压电离和磁控溅射技术,在三靶 镀膜基础上加入微量稀有金属元素,实现太 阳光的宽波吸收,同时利用光的干涉原理, 严格控制每层膜的折射率和厚度,使其对可 见光谱区产生破坏性的干涉效应,降低对太 阳光波的反射率,极大提高真空管的集热效 率和锁热能力.比其他品牌提高30%以上.
□ 太阳能基础知识 □ 真空管工艺及卖点
□ 水箱、支架工艺及卖点
外壳
保温层
内胆
水箱
管接头布置
北方型
管接头布置
南方型
管接头布置
普通型
支架：
采用热镀 锌钢板和 折弯成型 后喷塑
➢ 喷塑的优点:
✓生产过程对环境无污染，对人体无毒害； ✓ 涂层外观质量优异，附着力及机械强度强 ✓ 耐腐，抗磨，不褪色。
➢吸气膜：是由吸气剂在800 ℃以上温度下 蒸散得到的钡膜。
➢ 工艺流程说明：
罩玻璃 管切齐
一端烧 圆头
接排 气嘴
退火
清洗 烘干
内玻璃 管切齐
一端烧 圆头
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
装配
蒸散吸 气剂
封离排 气嘴
检验பைடு நூலகம்
真空烘 烤排气
➢内外管材料：高硼硅 3.3
➢玻 璃 特 性 ： 具有良好的化学稳定性，抗酸碱水； 膨胀系数低 3.3×10-6K-1 具有良好的热稳定性，能经受260℃温差
的冷热冲击； ❖ 具有良好的光学性能，透光率≥ 0.89； ❖ 具有良好的机械性能，抗冲击强度大。
➢卡 子：材料：不锈钢 ； 作用：①支撑内管自由端； ②固定吸气剂。
➢支架的作用：
➢利用太阳能必须要解决好下面四个问题：
太阳能的采集 太阳能的转换 太阳能的储存 太阳能的运输
✓ 更是优劣太阳能的重要区分
优点：A、普遍 B、无害 C、巨大 D、长久
缺点：A、分散性 B、不稳定性 C、效率低和成本高
拉杆 支腿
水箱 真空管
铁鞋
底托
➢太阳能热水器的工作原理
✓ 太阳光线照射到真空管上，被内 管外壁上的选择性吸收涂层吸收， 光能转化为热能。