全玻璃真空集热管的发展方向

1、全玻璃真空集热管的发展方向时间：2007-1-26 11:37:00来源：东北太阳能2007年2月刊 作者：王恒月 黄水定 玻璃热管是全玻璃真空集热管的发展方向（如图）：I型就是现在普通的全玻璃真空管。其特点为：玻璃管吸收到太阳热直接传 给水，传热热阻很小，但是真空管内有水而带来的缺点：易冻坏、结水垢、热 效率低。为了使真空管内无水而发展了其他形式，如II型、III型、IV型。II型 就是在普通的全玻璃真空管（I型）内放置金属热管。其特点为：真空管 内无水，玻璃管吸收到太阳热通过超导的金属热管传给水。但是，由于玻璃管 与金属热管之间的传热热阻太大，使玻璃管上的吸热涂层老是处于高温工况下， 同时

2、抵消了由于真空管内无水而带来的热效率的提高。III型就是金属吸热体的真空管。太阳光直接照射到金属吸收体而通过超导 的金属热管把热量传给水。其特点为：高效吸热，超导传热，但是存在着金属 与玻璃之间真空密封的可靠性问题。W型 就是用玻璃热管取代II型或III型中的金属热管。其特点为：高效吸热，超导传热。W型既保留了其他3种型号的优点一一高效吸热、超导传热， 而又克服了其他3种型号的缺点。从目前的情况来看，是一种比较理想的太阳 能真空管集热元件。从20世纪90年代开始，有不少的玻璃热管的专利申报，但是好多的玻璃热 管的专利都没有实现，其原因是在极端工况下，如水箱中无水，冷凝段无水冷 却，玻璃热管内的

3、压力急剧升高，使玻璃热管爆裂。防爆太阳能全玻璃真空集 热管，其原理是采用极少的热管工质充装量，当工作达到某一临界温度时，使 两相气液变为单相气体，从而达到了防爆的目的。已经生产了数万支的玻璃热 管证明发明专利的可靠性。玻璃热管与普通的全玻璃真空管相比，具有更高的技术含量：一方面玻璃工 艺要过关，另一方面热管技术要过关。热管技术包括热传工质的选择及充装量 的选择。闷晒式全玻璃真空管太阳能热水器的理想选择太阳能集热器主要是由两部分 组成：吸热体与储热水体。吸热体把太阳的光能转变为热能并有效地吸收，靠自然对流或强迫对流 把吸收到热能的水储存在储热水体中。储热水体把得到的热水储存起来，并有效地防止热损

4、失给周围环境。太阳能集热器主要有两种形式：分体式与一体式。对于真空管型太阳能集热器也有分体式与一体式。分体式，就是普通的由数 根真空集热管与储热水箱组成，也就是现在市场上绝大多数的真空管集热器； 一体式，也就是闷晒式，就是由几个直径较大的真空集热管组成，真空管中储 存一定的水量。从性能上来分析，两者吸热量基本上是一样，主要是热损失不 一样。普通的真空管集热器，其储热水箱采用聚氨脂保温的，而闷晒式则是采 用真空保温。众所周知，真空保温要比聚氨酯保温好得多，即使现在以高科技 专利技术实现了储热水箱高效保温功能的“保热墙”，也无法与真空保温相比。 所以，闷晒式的真空管集热器要比普通的真空管集热器的性

5、能好得多。家用闷晒式全玻璃真空管太阳能热水器，一般每个真空集热管的容水量为 1520L，可以数个真空集热管串联或并联组成，当打开进水阀门时，冷水就从 头一个真空集热管的底部进入，把热水往上挤出到一个真空集热管直到从最后 一个真空集热管中流出热水。不用时，关闭进水阀即可。闷晒式真空集热器也 可以分为两种：一种是闷晒式真空管热水器，也叫储热式真空管热水器，其吸 热体为金属管；另一种是闷晒式全玻璃真空管热水器，也叫储热式全玻璃真空 管热水器，吸热体为玻璃管。闷晒式真空管集热器，在国内外都生产过，如日 本的NEG公司及北京桑达公司，但在市场上还没有见过，这是因为这种闷晒式 的技术关键是大直径玻璃管与金属管的焊封工艺的问题，还没有得到真正的解 决。这种焊封工艺直接影响到高真空、长寿命的问题，而闷晒式全玻璃真空管 集热器就没有这个问题。对于家用热水器来说，闷晒式的全玻璃真空管太阳能集热器与现在通用的真 空管太阳能集热器相比较，不但性能好，结构简单，使用方便，而更重要的是制造成本更便宜，是真空管集热器的换代产品。所以我们认为闷晒式全玻璃真 空管太阳能热水器是家用热水器的理想选择。太阳能真空管要向高效集热器的方向发展，应从两方面来做工作。一方面不 断改进真空管的