太阳能真空集热管的分类及技术参数.doc

太阳能真空集热管
太阳能集热管——太阳能热水器的“心脏”。
太阳能集热管的“心脏”——选择性吸收涂层
（1）什么是集热管？在太阳能热水器中有什么重要性？
    太阳集热管，包括全玻璃真空太阳集热管和玻璃-金属真空太阳集热管。我们这里讲的真空管，指的是全玻璃真空太阳集热管。目前，真空管主 要用于太阳能热水器。
    集热管是太阳能热水器产生热水的能量之源，也是太阳能热水器的核心技术所在，是太阳能热水器的关键部件，就像人的心脏一样。所以， 集热管被称作是太阳能热水器的“心脏”。真空管在太阳能热水器中所起的作用，就像发动机在汽车中的作用一样重要。（由此也可以看出，谁 掌握了最先进的真空管技术，谁就能制造出性能最优良的太阳能热水器。）
（2）集热管由哪几部分构成？各部分的基本功能是怎样的？
    集热管为全玻璃同轴双层圆管结构，主要由三大部分构成：外玻璃管（外管）、真空夹层和内玻璃管（内管）。内管用于容水。内管外壁的黑色部分是选择性吸收涂层，即膜层，是集热管进行光热转换的介质。太阳光线经外管照射到膜层，膜层通过吸收太 阳光线中的可见光和近红外线来集聚能量，并将光能转化为热能，使内管里的水温不断升高。外管与内管之间是真空夹层，其作用在于减少热损失，起保温作用，从而大大提高集热效率。
    不锈钢弹簧卡子，既用来支撑内管自由端，又可固定吸气剂。吸气剂，指在集热管底部，与弹簧卡子相连的不锈钢钢环上所附着的钡铝镍成 份，用于蒸散、吸收夹层内排气后残余的空气，以进一步提高真空度。　　
    集热管尾部约50㎜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真 空夹层内残余的空气，以进一步提高真空度。太阳能在使用中，如果集热管的消气镜面消失，说明真空夹层内进入了大量空气，集热管就不能正常工作了。
（3）集热管的集热原理是什么？
    集热管的集热原理是，靠内管外壁上的选择性吸收涂层，吸收波长为0.3～1.3um的太阳光线(主要是可见光和近红外线)来集聚光能，从而将光能转化为热能，并由真空夹层保温隔热，降低热损失。
    由此看来，选择性吸收涂层对于真空管非常重要。集热管的优劣，就主要体现在选择性吸收涂层的优劣上。吸收比越高、发射比越低的选择 性吸收涂层，说明集热管的性能越好。
    选择性吸收涂层：在太阳光谱范围内，具有较高的太阳吸收比和较低的发射比的涂层表面，就是太阳选择性吸收涂层，或叫表面，也叫膜系 ，又称为黑镜或黑膜。理想的吸收表面应当是黑色的，但黑色并不一定表示吸收表面的热性能最好，实际的吸收表面往往是黑里偏蓝或偏黄、偏紫。
选择性吸收：指有选择性地吸收太阳光谱中能量较强的可见光和近红外线部分。
吸收比：指选择性吸收涂层能吸收太阳光能的多少。
发射比：指选择性吸收涂层未能吸收而发射出去的热辐射的多少。

全玻璃真空集热性能规格
结构
全玻璃双管同轴结构
玻璃材料
高硼硅3.3玻璃
外管直径及厚度
φ=47±0.7mm &=1.5mm φ=58±0.7mm &=2mm φ=70±0.7mm &=2mm
内管直径及厚度
φ=37±0.7mm &=1.5mm φ=47±0.7mm &=1.6mm φ=58±0.7mm &=1.5mm
管长度
1200(±5mm) 1500(±5mm) 1700-1800(±mm) 2000(±5mm)
吸收涂层性能
结构
渐变A-1N/A1选择性吸收涂层
沉积方法
直流反应溅射
吸收比
as0.88-0.93
发射比
∑n:-0.8-0.04
真空度
P≤2x10-3帕
空晒性能参数
>250M2C/KW2
闷晒太阳能辅量
<2.8MJ/M2
平均热损系数
<0.8W(M2C)
寿命脉
15年

太阳选择性吸收涂层材料
太阳能选择性吸收涂层材料
符 号 表 示
吸收层
红外高反射层或块材料
铝-氮复合材料
铝
A1-N/A1
不锈钢－碳复合材料
铜
SS-C/Cu
铬－氧复合材料
铝
Cr-O/A1
铬－氧复合材料
铜
Cr-O/Cu
锌、镍－硫复合材料&, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, amp;, lt;, /SPAN>
铜
Zn-Ni-S/Cu
铬－氧复合材料镍-氧化铝复合材料
铝
Ni-A12O3/A1

三腔系列真空集热管
三超系列真空集热管

真空管原材料--高硼硅3.3玻璃毛坯管
高硼硅3.3玻璃的材质组成
玻璃成分
Class Composition
SIO2
B2O3
AL2o3
R2O
Fe2O3

含量(Wt%)
Contain The Deal
80.4
13.1
2.4
4.1
0.055

太阳能真空集热管按镀膜工艺一般分为单靶(镀铝),双靶(镀铜和不锈钢)和三靶(镀铜,不锈钢和铝),双靶和三靶的市场上都可以称作三高真空管,请用户选购相应产品时注意;按规格长度有1.2米,1.5米.1.6米,1.8米,2.0米,2.1米,按直径分有47毫米,58毫米,70毫米几种;
   现产品达到的水平技术参数
1、采用特硬高硼硅3.3玻璃（Pyrex），管材透射比≤0.89，弯曲度≤0.12%。
2、太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比α≥96%；太阳选择性吸收涂层的半球发射比εh≤5%（70℃）。
3、空晒性能参数，太阳辐照度G≥700w/m2，环境温度5℃≤ta≤28℃，以水为传热工质，空晒温度ts，空晒性能参数Y=（ts - ta）/G，Y≥185 m2℃/Kw。
4、闷晒太阳曝辐量，太阳辐照度G≥700w/m2，环境温度5℃≤ta≤28℃，以水为传热工质，初温不低于环境温度，闷晒至水温增加35℃所需太阳曝辐量H≤3.0MJ/ m2。
4、真空夹层内的气体压强p＜3.0×10-3Pa。
5、内管的未镀膜长度＜20mm，进一步扩大集热管的吸热面积，降低热损系数。