全玻璃真空集熱管的發(fā)展方向

1、全玻璃真空集熱管的發(fā)展方向時間：2007-1-26 11:37:00來源：東北太陽能2007年2月刊 作者：王恒月 黃水定 玻璃熱管是全玻璃真空集熱管的發(fā)展方向（如圖）：I型就是現(xiàn)在普通的全玻璃真空管。其特點(diǎn)為：玻璃管吸收到太陽熱直接傳 給水，傳熱熱阻很小，但是真空管內(nèi)有水而帶來的缺點(diǎn)：易凍壞、結(jié)水垢、熱 效率低。為了使真空管內(nèi)無水而發(fā)展了其他形式，如II型、III型、IV型。II型 就是在普通的全玻璃真空管（I型）內(nèi)放置金屬熱管。其特點(diǎn)為：真空管 內(nèi)無水，玻璃管吸收到太陽熱通過超導(dǎo)的金屬熱管傳給水。但是，由于玻璃管 與金屬熱管之間的傳熱熱阻太大，使玻璃管上的吸熱涂層老是處于高溫工況下， 同時

2、抵消了由于真空管內(nèi)無水而帶來的熱效率的提高。III型就是金屬吸熱體的真空管。太陽光直接照射到金屬吸收體而通過超導(dǎo) 的金屬熱管把熱量傳給水。其特點(diǎn)為：高效吸熱，超導(dǎo)傳熱，但是存在著金屬 與玻璃之間真空密封的可靠性問題。W型 就是用玻璃熱管取代II型或III型中的金屬熱管。其特點(diǎn)為：高效吸熱，超導(dǎo)傳熱。W型既保留了其他3種型號的優(yōu)點(diǎn)一一高效吸熱、超導(dǎo)傳熱， 而又克服了其他3種型號的缺點(diǎn)。從目前的情況來看，是一種比較理想的太陽 能真空管集熱元件。從20世紀(jì)90年代開始，有不少的玻璃熱管的專利申報(bào)，但是好多的玻璃熱 管的專利都沒有實(shí)現(xiàn)，其原因是在極端工況下，如水箱中無水，冷凝段無水冷 卻，玻璃熱管內(nèi)的

3、壓力急劇升高，使玻璃熱管爆裂。防爆太陽能全玻璃真空集 熱管，其原理是采用極少的熱管工質(zhì)充裝量，當(dāng)工作達(dá)到某一臨界溫度時，使 兩相氣液變?yōu)閱蜗鄽怏w，從而達(dá)到了防爆的目的。已經(jīng)生產(chǎn)了數(shù)萬支的玻璃熱 管證明發(fā)明專利的可靠性。玻璃熱管與普通的全玻璃真空管相比，具有更高的技術(shù)含量：一方面玻璃工 藝要過關(guān)，另一方面熱管技術(shù)要過關(guān)。熱管技術(shù)包括熱傳工質(zhì)的選擇及充裝量 的選擇。悶曬式全玻璃真空管太陽能熱水器的理想選擇太陽能集熱器主要是由兩部分 組成：吸熱體與儲熱水體。吸熱體把太陽的光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⒂行У匚?，靠自然對流或?qiáng)迫對流 把吸收到熱能的水儲存在儲熱水體中。儲熱水體把得到的熱水儲存起來，并有效地防止熱損

4、失給周圍環(huán)境。太陽能集熱器主要有兩種形式：分體式與一體式。對于真空管型太陽能集熱器也有分體式與一體式。分體式，就是普通的由數(shù) 根真空集熱管與儲熱水箱組成，也就是現(xiàn)在市場上絕大多數(shù)的真空管集熱器； 一體式，也就是悶曬式，就是由幾個直徑較大的真空集熱管組成，真空管中儲 存一定的水量。從性能上來分析，兩者吸熱量基本上是一樣，主要是熱損失不 一樣。普通的真空管集熱器，其儲熱水箱采用聚氨脂保溫的，而悶曬式則是采 用真空保溫。眾所周知，真空保溫要比聚氨酯保溫好得多，即使現(xiàn)在以高科技 專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了儲熱水箱高效保溫功能的“保熱墻”，也無法與真空保溫相比。 所以，悶曬式的真空管集熱器要比普通的真空管集熱器的性

5、能好得多。家用悶曬式全玻璃真空管太陽能熱水器，一般每個真空集熱管的容水量為 1520L，可以數(shù)個真空集熱管串聯(lián)或并聯(lián)組成，當(dāng)打開進(jìn)水閥門時，冷水就從 頭一個真空集熱管的底部進(jìn)入，把熱水往上擠出到一個真空集熱管直到從最后 一個真空集熱管中流出熱水。不用時，關(guān)閉進(jìn)水閥即可。悶曬式真空集熱器也 可以分為兩種：一種是悶曬式真空管熱水器，也叫儲熱式真空管熱水器，其吸 熱體為金屬管；另一種是悶曬式全玻璃真空管熱水器，也叫儲熱式全玻璃真空 管熱水器，吸熱體為玻璃管。悶曬式真空管集熱器，在國內(nèi)外都生產(chǎn)過，如日 本的NEG公司及北京桑達(dá)公司，但在市場上還沒有見過，這是因?yàn)檫@種悶曬式 的技術(shù)關(guān)鍵是大直徑玻璃管與金屬管的焊封工藝的問題，還沒有得到真正的解 決。這種焊封工藝直接影響到高真空、長壽命的問題，而悶曬式全玻璃真空管 集熱器就沒有這個問題。對于家用熱水器來說，悶曬式的全玻璃真空管太陽能集熱器與現(xiàn)在通用的真 空管太陽能集熱器相比較，不但性能好，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，而更重要的是制造成本更便宜，是真空管集熱器的換代產(chǎn)品。所以我們認(rèn)為悶曬式全玻璃真 空管太陽能熱水器是家用熱水器的理想選擇。太陽能真空管要向高效集熱器的方向發(fā)展，應(yīng)從兩方面來做工作。一方面不 斷改進(jìn)真空管的