热管真空管式集热器工作原理

热管真空管式集热器（1）热管真空管的工作原理太阳光透过玻璃管，照射在吸热板上，高吸收率的太阳选择性吸收膜将太阳辐射能转化为热能。吸热板吸收的热量迅速将热管内少量工质汽化，为保证汽化的工质迅速上升到冷凝端，真空管工作时与地面的倾角应大于10度，被汽化的工质上升到热管冷凝端向被加热的工质（水或空气）放出汽化潜热后，冷凝成液体，在重力作用下流回热管蒸发端，利用热管内少量工质的汽—液相变循环过程，连续地将吸收的太阳辐射能传递到冷凝端加热工质。作为高效传热元件的热管由蒸发段和冷凝段两部分组成。蒸发段与吸热板紧密连接。吸热板表面磁控溅射AL-N-O选择性吸收涂层，吸收比大于0.93，发射率小于0.08。先进的热压封技术应用于玻璃-金属之间的封接。玻璃管采用硼硅玻璃，透射率大于0.90。每支热管真空管的冷凝端通过导热块的导热，将热量传递给集管，被加热的工质（水）经过集管时，将热量带走。在这个工作过程中，真空管的冷凝端与导热块是钢性连接。被加热工质不流经真空管，因此真空管的安装十分简单，而且管子不与介质发生干扰，即便真空管发生损坏，太阳能集热器的工作并不因此而中断，在保温盒内填充了保温材料，有效地控制了运行过程中的热量损失。当太阳辐射穿过玻璃管，投射在吸热板上，被吸热板吸收并转换成热。此热量加热，热管蒸发段内的工质，使其汽化。工质蒸汽上升到冷凝段，在冷凝段内表面凝结，释放出蒸发潜热。液态工质依靠自身的重力流回蒸发段。然后重复上述过程。热管式真空管的外形尺寸为ф100×2000mm，它主要由热管、吸热板、玻璃管、金属端盖和消气剂等部件组成，如下图所示：（2）热管真空管集热器的工作原理热管式真空管内不走水，加热系统与循环系统独立分隔，整个系统全部为金属连接，运行稳定可靠。每支热管真空管的冷凝端通过导热块的导热，将热量传递给集管，被加热的工质（水）经过集管时，将热量带走。在这个工作过程中，真空管的冷凝端与导热块是钢性连接。被加热工质不流经真空管，因此真空管的安装十分简单，而且管子不与介质发生干扰，即便真空管发生损坏，太阳能集热器的工作并不因此而中断，在保温盒内填充了保温材料，有效地控制了运行过程中的热量损失。热管式真空管集热器由真空管、集管和保温盒等部件组成，如下图所示。（3）热管真空管热水系统的工作原理热管真空管集热器吸收太阳辐射能转化为热能，热量不断被集热器吸收，由循环泵将储水箱中低温水输入集热器，水被加热后再回到储水箱，不断循环，累积加热，使水箱中的水达到使用的温度。循环泵的工作由温差控制仪控制其运行，当集热器与储热水箱温度差达到设定值时，循环泵工作；当温度差达不到设定值时，循环泵不工作。热管式真空管与集管之间采用“干性连接”的方法，即热管冷凝段通过特殊的结构与集管连接，真空管与集管内的液体是不相通的。当太阳辐射能使热管工质受热后汽化，工质蒸汽在冷凝段凝结，从而加热集管内的液体。其结果是，许多根真空管连续不断地将太阳辐射能转换成热，并传递给集管内的液体，使集管内液体的温度逐步升高，并储存到储热水箱中以备使用。热管式真空管是我国自己开发成功的一种金属吸热体真空管，于上世纪90年代中期投入市场。热管式真空管综合应用了真空技术、热管技术、玻璃-金属封接技术和磁控溅射涂层技术，不仅使太阳能集热器能够全年运行，而且提高了工作温度、承压能力和系统可靠性，使太阳能热利用进入中高温领域。（4）热管真空管集热器性能特点热管式真空管的优点主要来源于热管的独特传热方式，它具有全年使用，热性能好，热效率高，工作温度高，承压能力强，热吸收率高，热容小，启动快，不结垢，防寒、防冻、防冰雹，安装维修方便，安全可靠，使用寿命长等诸多优点（详见表桑普热管真空管的十大优点）。如下为热管真空管的效率曲线：热管真空管的导热效率比铜高一万倍，管内不走水、不结垢、不炸管，热水系统可随时上水；热管真空管有很强的抗严寒能力，在-50度的条件下，仍能正常工作，不冻裂；热管真空管承压能力高，其冷凝端换热，高强度硼硅玻璃，抗雹，抗风能力强；热效率高，闷晒温度可达250度，工作温度为70-120度，热管式真空管内不走水，加热系统与循环系统独立分隔，整个系统全部为金属连接，运行稳定可靠。（5）热管真空管集热器太阳能热水系统的工作原理热管式真空管太阳能集热器是中德合作研究生产的具有国际领先水平的太阳能集热元件。用其做成的集热系统具有热效率高、加热启动迅速、抗冻、抗冷热冲击、全年使用等诸多优点，较其他太阳能产品有不可比拟的优越性。本工程是利用热管式真空管太阳能集热器作为集热元件，通过吸收太阳的光能转化为热能对被加热的水完成加热，以达到使用热水的要求。（6）热管真空管集热器太阳能热水系统的功能特点及应用热管真空管是中德科技合作的结晶，曾荣获国家科技发明奖，热管真空管太阳能热水系统是目前国内外最先进的太阳能产品，是今后国内外趋于流行的太阳能产品。太阳能热水系统具有全年使用，热性能好，热效率高，工作温度高，承压能力强，热吸收率高，热容小，启动快，防寒、防冻、防冰雹，管内不走水、不结垢，安装维修方便，安全可靠，使用寿命长等诸多优点。由于热管式真空管构成的太阳能集热器具有热效率高和工作温度高的优点，因而不仅可以用于太阳能生活用热水，而且还可以用于公用热水、太阳能采暖、制冷空调、热泵系统、海水淡化、医用杀菌等众多领域。由热管真空管集热器组成的太阳能热水系统目前在国内外已逐渐形成市场，2003年我公司仅在北京地区就安装了1000多组（2000多平方米）热管真空管太阳能热水系统工程；截止到目前为止，我公司已经在全国各地总共安装了10000多组（20000多平方米）热管真空管太阳能热水系统工程，而且所安装的太阳能系统全部达到了预期设计要求和用户的使用要求。但是，热管真空管太阳能集热器由于技术含量高、制造工艺复杂、原材料成本高，目前情况下其成本价格较昂贵，对用户投资太阳能来说，一次性投入的资金较多，造价较高；但安装热管真空管太阳能热水系统是目前最流行的、最先进的、一步到位、一劳永逸的太阳能系统，其寿命可达15年以上。国内外大量的工程实例证明，热管式真空管最适和应用于有大量水、高温热水或其他介质需求的工程用户。（7）产品性能参数型号SEIDO1-8类别热管真空管平面吸热体SEIDO1管数8单管尺寸Φ100x2000mm长x宽x厚(mm)2126x960x175重量50kg存水量0.48l安装倾角15°to90°选择性吸收涂层AL-N-O选择性吸收涂层，吸收率α>0.92;发散率ε<0.08;采用最新的磁控溅射技术集热器最高工作温度190°C最高闷晒温度250°C最低工作环境温度-45°C抗冰雹能力Ф35（15m高自由落下）工作原理铜水重力热管额定工作压力6bar测试压力10bar安装配件不锈钢支架、底座