全玻璃真空太阳集热管种类和优缺点
太阳能玻璃热管工作原理及特点综述
2、换热温度高 、
由于是汽体导热，玻 璃热管内的热量在冷 凝端与水箱内的水进 行换热的过程中，可 以达到近120度的高 温，比较普通真空管 50—70摄氏度的换热 温度，玻璃热管的热 效率更高。
3、只吸热不散热，锁热能力强 、只吸热不散热，
1、普通真空管由于是单真空， 管内走水，当阳光不足（阴 天或夜晚）外界温度降低的 时候，会通过热辐射的形式 向外界散热，继而降低水箱 内水的温度。 2、而玻璃热管试双真空，管 内不走水，介质的传热方式 为单向导热，只吸热不散热--有阳光的时候，介质吸热 传给水箱；当阳光不足（阴 天或夜晚）外界温度降低的 时候，介质停止工作，管内 不走水，且管是双真空，有 效阻止热量向外散失。因此 锁热能力更强，在水箱中同 样温度的热水，采用玻璃热 管的保温时间也就更长。
二、优势特点Байду номын сангаас 优势特点：
1、集热速度快 2、换热温度高 3、只吸热不散热，锁热能力强
1、集热速度快 、
玻璃热管通过导热工质 的汽化过程传热，其导 热速度要明显快于普通 真空管通过水的热对流 方式导热，试验表明， 玻璃热管导热速度最快 可以达到音速，也就是 600m/秒，以真空管管长 2m计算，热量由底端到 达冷凝端的时间最短仅 需要1/300秒。在这个过 程中，热辐射产生的热 量损失可以忽略不计
真空管内热量从一端传向另外一端就是热传导与此同时传导过程中热量也通过真空管向外辐射如果要提高热效率就要减少热辐射有效的方式就是提高传热速度而玻璃热管正解决了这个问题极快的传热速度有效避免了热辐射的产生
“玻璃热管”工作原理及特点综 玻璃热管” 述
一、工作原理： 工作原理：
玻璃热管工作原理：将密闭的双层玻璃 管抽成双真空，在内管中充入适量导热 工质。阳光透过玻璃外管，被内管的吸 热膜层,吸收住热量，导热工质受热汽化 为蒸汽，上升到插在水箱中冷凝端，并 向水箱内放出热量，自身凝结为液体。 冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返 回到吸热段，并再次受热汽化，如此循 环往复，连续不断的将热量由一端传向 另一端，来加热水箱内的水。
真空玻璃管集热器与金属集热器(平板式)太阳热水器的比较
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
真空玻璃管集热器与金属集热器(平板式)太阳热水器的比
较
真空玻璃管集热器式太阳热水器结构、技术及性能特点：(1)真空玻璃管集热器式太阳能热水器通常由玻璃内管、外管构成，内管内壁装水与保温水箱相连通，循环，内管外壁涂有选择性涂层用于吸收阳光，内管与外管之间保持一定距离，通常1cm，将内、外管之间抽成真空后熔接，集热时，当阳光透过外管照射到内管上，内管发热后，将内管内的水全部加热，利用冷热比重不同的物理原理，由管内与保温水箱内的水相互交递循环，最终将保温箱内的水加热。
(2)保温水箱
保温水箱由内胆、保箱层、外壁、进出水管及排气管组成。
内胆采用耐高温，不易腐蚀，无毒的材料制作，通常采用304#不锈钢焊接，保温层采用不易传热的材料构成，通常采用聚安脂发泡块或玻璃棉制作。
外壁采用铝板、不锈钢板、彩钢板或镀铝锌板等抗紫外线不易腐蚀的材料制作。
并采用压边、打钉的制作方式完成。
(3)玻璃管真空隔热式集热器的太阳能热水器由于玻璃管之间已抽成真空，故集热器部分保温及抗冻性能较好，但由于玻璃管成型小的特点，形成了集热管只能每条单独插入水箱，依靠水箱内的橡胶件套住密封。
这种太阳能热水器不能承受较大的承压，安装保养、维修困难；热效率比平板式低，故障较高，热启动较慢，使用寿命比平板式短。
金属集热器（平板）式太阳热水器结构、技术及性能特点：
(1)该种太阳能热水器由金属集热器，储水箱构成。
集热器由集热芯片。
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进行光热转换的装置，它将太阳光能转化为热能，进而产生蒸汽驱动汽轮机发电。
这种技术具有清洁、可再生、无污染等优点，是未来能源发展的重要方向之一。
真空集热管的结构主要包括吸热体、玻璃管、真空层和支架等部分。
吸热体通常采用高效的吸热材料，如铜、铝等金属材料，以提高吸热效率。
玻璃管作为真空集热管的外壳，起到保护内部结构和传递热量的作用。
真空层是真空集热管的核心部分，它通过抽真空的方式消除气体对传热的影响，从而提高传热效率。
支架则用于固定真空集热管，使其能够稳定地接收太阳光。
真空集热管的工作原理是利用太阳光照射在吸热体上，使吸热体吸收光能并将其转化为热能。
由于真空层的存在，热量不会受到气体的传导和对流的影响，从而迅速传递到玻璃管内。
同时，真空层还能减少热量向外散失，提高系统的热效率。
当玻璃管内的热量达到一定程度时，会产生蒸汽，进而驱动汽轮机发电。
真空集热管的优点主要体现在以下几个方面：1. 高效传热：真空层的存在消除了气体对传热的影响，使热量能够迅速传递到玻璃管内，提高了传热效率。
此外，真空集热管的吸热体通常采用高效的吸热材料，进一步提高了传热效率。
2. 低运行成本：真空集热管的结构简单，运行过程中无需添加其他物质，只需定期维护即可。
因此，其运行成本较低。
3. 长寿命：真空集热管的结构简单，没有易损件，使用寿命长。
同时，由于其运行过程中无需添加其他物质，减少了腐蚀和磨损的可能性，进一步延长了使用寿命。
4. 环保：真空集热管利用太阳能进行光热转换，不会产生污染物，是一种绿色环保的能源技术。
5. 可再生：太阳能是一种无穷无尽的能源，利用真空集热管进行光热转换，可以充分利用太阳能资源，实现能源的可持续发展。
尽管真空集热管具有诸多优点，但在实际使用过程中仍存在一些问题需要解决：1. 真空度要求高：为了保证真空集热管的传热效率，需要保持较高的真空度。
然而，在实际应用中，由于各种原因（如材料、工艺等），很难保证真空集热管的真空度始终处于较高水平。
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
真空管太阳能热水器
❖ b. 高真空的获得：一般采用油蒸气扩散泵，工作 的原理是泵油经电炉加热后，产生的油蒸气沿着 泵芯导流管传输到上部各级喷嘴，蒸气流在喷嘴 帽处改变方向，由于喷嘴处的咽喉缝截面积很小 ，于是油蒸气高速蒸气从喷嘴喷出，形成了定向 运动的射流。若气体分子扩散到油蒸气射流区域 ，与油蒸气分子发生碰撞，便得到了与油蒸气相 同的运动方向和速度。由于油蒸气流密度远大于 被抽气体密度，只要使油蒸气流和泵壁之间保持 相当角度，则气体分子大部分将被带到喷嘴下方 。这样，气体分子被油气流逐级向下推送、压缩 ，最后由前级泵抽出系统。而油蒸气碰到冷泵壁 后，被冷凝成液体，顺泵壁流回油锅继续循环使 用。工作的范围为10-7~10-10托的极限真空。
真空管太阳能 热水器
真空管太阳能热水器
❖一、真空管太阳集热管 ❖二、真空管太阳集热器 ❖三、真空管太阳热水器
真空管太阳能热水器
一、真空管太阳集热管
主讲人：段朝刚 崔智华 韩昭
真空管太阳能热水器
(1)发展
❖ A. 1973年世界上出现石油价格猛涨，“能源危机” 、“石油危机”推出平板式太阳能热水器。
真空管太阳能热水器
原理
❖ 1.内玻璃管用来作为水的流动管道；
❖ 2.氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜等太阳选择 性吸收涂料，是通过采用真空沉积、溅射技术、 电化学处理等工艺均匀地涂在内玻璃管的外表面， 用来吸收太阳辐射能；
❖ 3.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；
清洗烘干
退火
内玻璃管外表面沉积 清洗烘干 太阳选择性吸收涂层
弹簧卡子清洗 烘干
平板集热器、玻璃管集热器及建筑结合的优缺点
平板集热器、玻璃管集热器与建筑结合的优缺点一、我国太阳能集热器技术与国外发达国家的三大区别：1.我国的真空管集热器占集热器市场的85%以上，而国外则与此相反，平板集热器占85%以上。
2.我国集热器大多数是非承压状态(常压)下工作，而发达国家绝大多数是承压状态下工作。
3.我国集热器绝大多数是一次循环(直接)，介质是水，而发达国家绝大多数是二次循环(间接)，介质是防冻介质。
三大区别的主要原因是我国属于发展中国家，产品特点以简单、实用和价廉为主。
二、玻璃管集热器承做太阳能热水工程存在的问题:目前我国太阳能集热产品中，全玻璃真空管集热器占据绝对主导地位，但它在与建筑物的结合方面却存在下面一系列问题。
1）运行安全问题——玻璃管直接与被加热流体接触，由于玻璃易碎易裂，极易造成系统瘫痪；2）密封可靠问题——玻璃管与金属容器的密封只能靠硅胶圈，其寿命及密封可靠性不能满足建筑行业需要；3）结垢清理问题——由于玻璃管是盲管形式，流体在玻璃管中的加热温度又恰恰在钙、镁离子易于氧化析出的X围，水垢沉积清理问题很难解决；4）承压运行问题——硅胶密封及玻璃的脆性都决定了系统不能承压运行，限制了承压式热水器及大型系统的应用；5）集热器寿命问题——玻璃管的绝热性能依赖真空夹层，真空度的保持年限无法达到建筑行业要求。
6）北方寒冷地区防冻问题——冬季伴热带耗电，一旦伴热带失效电磁阀失灵整个系统将被冻坏、冻裂，造成整个系统瘫痪。
以上这些问题，决定了全玻璃真空管很难建材化很难在寒冷地区承做大型热水工程。
也就是说，为了实现“太阳能与建筑一体化”，我们必须开发研制不同于玻璃流道集热器的新型太阳集热器，用来全部或部分解决上述问题，这就提出了平板太阳能金属流道集热器的思路。
三、玻璃管集热器的特点1、一根管子破裂，整个系统立刻瘫痪，大型工程太阳能中真空管的破损统计资料表明，每年真空管破损率非常高，这是玻璃真空管产品固有特性，无法避免。
对于非承压系统，一旦真空管有破损，整个水会漏到屋面上，系统失败；2、“○”型橡胶密封圈易老化，漏水，寿命不足五年。
真空管太阳能集热器[优质文档]
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真空管太阳能集热器[优质文档] 全玻璃真空管型太阳能集热器定义若干支全玻璃真空太阳能集热管一定规则排成阵列与联集管、尾架和反射器等组装成太阳能集热器。
分类按排列方式可以分为竖单排(真空管太阳能热管竖直排列)、横单排(真空管太阳能热管水平排列)和横双排三类。
技术要求1)材料(1)玻璃管材料应采用硼硅玻璃3.3。
a其理化性能应符合ISO3585:1998《硼硅玻璃3.3性能》与QB/T2436《全玻璃真空太阳集热管用玻璃管》的要求，以及玻璃管太阳透射比r?0.89(大气质量1.5，即AM1.5，按ISO9806-1:1994计算)。
b玻璃管上不大于1mm的结石不得密集，即10mmX10mm范围内不得多于一个，整支管子上不得多于五个，结石周围不得有裂纹，大于1mm的结石不允许存在。
c玻璃管上不大于1.5mm的节瘤不得密集，即10mmX10mm范围内不得多于两个;整支管子上，不大于2.5mm的节瘤不得多于五个，大于2.5mm的节瘤不允许存在。
(2)太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比α?O.86(AM1.5)。
(3)太阳选择性吸收涂层的半球发射比εh?0.080(80?士5?)。
(4)吸气剂应符合GB/T9505《蒸散型钡吸气剂》的规定。
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。
(2)罩玻璃管外径为58mm，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?4.7MJ/m。
全玻璃真空管集热器介绍
平均热损系数
≤0.70w/㎡℃
真空夹层内的气体压强
≤3×10-2Pa
耐热冲击
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
耐压
0.6MPa
抗机械冲击
承受直径为30mm的钢球，与高度450mm处自由落下，垂直撞击集热管中部而无损坏
太阳吸收比
α≥0.92(AM1.5)
半球发射比
εh≤0.07(80℃±5℃)
吸气剂
符合GB/T 9505
空晒性能参数
太阳辐照度G≥800w/㎡,环境温度8℃≤ta≤30℃，以空气为传热工质，空晒温度ta，空晒性能参数Y=（tS- ta）/G，≥210㎡℃/kw
闷晒太阳曝辐量
太阳辐照度G≥800w/㎡,环境温度8℃≤ta≤30℃，以水为传热工质：
外观尺寸
明显变浅区
5ห้องสมุดไป่ตู้mm
长度
从环状开口端至另一端玻璃管直径Φ15mm处的距离，其长度允差应不大于长度标称尺寸L的±0.4%
支承件
端正、不松动
弯曲度
≤0.2%
不圆度
开口端10-30mm处，最大、最小径向尺寸之比≤1.02
封离
排气管封离部分长度S≤14mm
全玻璃真空管集热器介绍
材料要求
太阳透射比
玻璃管材硼硅玻璃 3.3(Pyrex)，管材透射比r≥0.89(AM1.5 ISO9806-1:1994)
结石
不大于1mm的结石不得密集，即10×10mm范围内不得多于1个，整支管子上不得多于五个，结石周围不得有裂纹，大于1mm的结石不允许存在。
节瘤
不大于1.5mm的节瘤不得密集，即10×10mm范围内不得多于2个，整支管子上，不大于2.5mm的节瘤不得多于5个，大于2.5mm的节瘤不允许存在
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基于紫金管的基础上，头部密封，吸热效率更高
封口不稳定，容易洞穿，保温效果没有走水的吸热管好。
三维聚光管
PEPAC多靶干涉膜
外观：深紫偏黑色，反面有亮银色度膜层
基于紫金管的基础上，反面添加聚光反射膜
聚光反射膜阻碍了管背部对漫反射光线的吸收，反而吸热效果不及紫金管
蓝晶管
PEPAC多靶干涉膜
外观：深紫和深蓝相间
基于紫金管的基础上，添加干涉膜，能吸收更宽的光谱的光波，吸收效率比紫金管高
极地超寒管
PEPAC多靶干涉膜
外观：深紫偏黑色，内管偏芯
吸收效果好
价格高，性价比偏低，由于是70MM直径，运输和安装有所不便，运输中容易损坏，运输成本高。
全玻璃真空太阳能集热管种种类和优缺点
前言
全玻璃真空太阳能集热管的结构和工作原理：全玻璃真空太阳能集热管由内、外两根同心圆玻璃管构成，具有高吸收率和低发射率的选择性吸收腊沉积在内管外表面上构成吸热体，内外管夹层之间抽成高真空，其形状像一个细长的暖水瓶胆，如图下图所示。它采用单端开口，将内、外管口予以环形熔封；另一端是密闭半球开有圆头，由弹簧卡支撑，可以自由伸缩，以缓冲内外管热胀冷缩引起的应力。弹簧卡上装有消气剂，当它蒸散后能吸收真空运行时产生的气体，保持管内真空度。
其工作原理是太阳能透过外玻璃照射到内管外表面吸热体上转换为热能，然后加热内玻璃管内的传热流体，由于夹层之间被抽真空，有效降低了向周围环境散失的热损失，使集热效率得以提高。
全玻璃真空太阳能集热管的产品质量与选用的玻璃材料、真空性能和选择性吸收膜有重要关系。
种类划分
当今市场上主流的吸热管，由于吸收膜层的材料不同，全玻璃真空太阳能集热管种类大致可划分以下几种：普通管、三高管、紫金管、超导管、三维聚光管、蓝晶管、极地超寒管等
优缺点
管种类
工艺
特征
优点
缺点
普通管
渐变膜
外观：浅蓝色
最早期成熟的吸热管
吸热效率偏低，同时容易在高温高寒环境下炸管
三高管
三耙磁控干涉膜
外观：深蓝色
普通管的升级产品，吸热效果有所增加，具有抗高寒、耐高温、高吸收的特点
性价比不高，被吸热效率更高、价格相当的紫金管所替代
紫金管
PEPAC多靶干涉膜
外观：深紫偏黑色