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全玻璃真空管太阳集热器
作者:admin 日期:2015-05-21 21:20:20 点击:2313

 

. 全玻璃真空管太阳集热器的分类及特点

目前市面上全玻璃真空管太阳集热器主要有三大系列产品,分别是:普通型全玻璃真空管太阳集热器、热管式全玻璃真空管太阳集热器和U型管式全玻璃真空管太阳集热器三大系列产品。目前仍然以普通型全玻璃真空管太阳集热器为主,下面就三大系列产品的结构和特点逐一介绍。

(一)普通型全玻璃真空管太阳集热器

1、  组成:真空管、联箱、尾座、支架组成。分横管和竖管两种。

 

(1)    真空管构造:真空管是全玻璃真空管集热器的核心部件、是整个太阳能系统的发动机,其性能优劣决定着整个系统的得热性能和寿命。

真空管构造图

 

 

① 罩玻璃管   ② 内玻璃管    ③ 卡子    ④ 吸气剂

⑤ 真空夹层   ⑥ 选择性吸收涂层         ⑦ 吸气膜 

2)真空管材质要求:真空管采用硼硅玻璃3.3(氧化铁含量5%以下;热稳定性好;热膨胀系数低为3.3×10-6/℃;耐热冲击性好,耐热温差大于200℃;有较高的机械强度;较好的抗化学腐蚀性能;具有良好的光学性能,透光率≥ 0.89

3)真空管技术要求:

①材料采用硼硅玻璃3.3

②空晒性能参数y175m2•℃/kW(当太阳辐照度G800W/ m2,环境温度t830℃之间)

③闷晒到水温增加35℃所需的太阳能曝辐量≤3.8MJ/ m2(当太阳辐照度G800W/ m2,环境温度t830℃之间)

④平均热损失系数≤0.9W/ m2·℃

⑤真空度≤5×10-2Pa

⑥耐热冲击应能承受25℃以下冷水和90℃以上热水交替反复冲击3遍而不损坏;

⑦耐压冲击应能承受0.6Mp的压力;

⑧抗冰雹要求应在径向尺寸不大于25mm的冰雹袭击下不损坏。

4)真空管镀膜技术

 目前真空管的镀膜工艺有两种:渐变镀膜工艺和干涉镀膜工艺,过去常用的“晒乐”真空管就是采用渐变镀膜工艺,为真空管式太阳能热水器的推广和普及奠定了坚实的基础;

 

 

真空管干涉镀膜工艺膜层示意图

2、全玻璃真空管集热器特点:真空管内直接对水进行加热,吸热效率*高;寿命长;成本*低;适用范围广,可以在零下三十度的环境下正常运行。目前市面上的太阳能集中供水工程80%使用该系列产品。该系列产品对系统的设计、安装施工要求很高,如设计不当或安装不良会出现爆管现象。{aspcms:page}(二)热管式真空管型太阳能集热器

热管式真空管型太阳能集热器是在普通真空管集热器的基础上发展起来的新型产品。在一些特殊领域得到了广泛的应用。

2、热管式真空管型太阳能集热器特点

1)结构

 

 

如上图所示,在普通真空管内插入热管,热管外包铝型材翅片,铝型材翅片与真空管内壁接触,起到传递热量的作用。热管是一根两端封闭的盲管。其加工工艺是,使用纯铜铜管(纯铜含量≥99.99%,俗称无氧铜)注入蒸馏水,并进行抽真空分离封堵。蒸馏水在真空状态下其沸点极低,通过蒸馏水的蒸发吸热和冷凝放热两个过程进行热量传递,其传热效率很高。但是由于热管的真空度对传热效率影响非常大,所以热管的排气(抽真空)对材料和工艺要求非常严格,材料必须使用无氧铜,无氧铜质密可以防止氧离子向管内渗透,当然这种材料的价格也是相当昂贵,造成热管产品的成本居高不下。普通的生产工艺难以保证热管的产品质量,生产环境和生产设备都要求非常严格,哪怕一点手渍的污染,也会造成真空度难以保证,一旦真空度下降,其传热效率将大大降低。目前国内只有一两家的热管产品能够达到国标要求。热管寿命一般在五~八年。

2)特点:破管无泄漏,系统稳定;热效率较高;寿命较短,成本高。铜材要求严格,生产工艺要求严格。集热器与地平面的夹角越大其效率越高。铜管内真空度高,一旦泄漏空气,效率急剧下降直至失效。

(三)U型管式真空管型太阳能集热器

1、结构

 

 

1——真空管    2——镀膜膜层   3——U型铜管   4——铝型材翅片

如上图所示,在普通真空管内插入U型铜管,U型铜管外包铝型翅片,铝型翅片与真空管内壁接触,起到传递热量的作用。U型铜管与管路系统、水箱内的换热盘管组成封闭的环路,通过介质的强制循环进行换热。该系列集热器主要用于高档产品,系统可以实现间接换热、承压运行,水质更卫生,但集热器的成本*高。下图为U型式真空管型太阳能集热器与相关部件组成的太阳能热水系统。

2、特点:可以实现间接换热、承压运行,炸管无泄漏,系统*稳定;寿命*长;热效率较高;成本*高。主要用于高档住宅和特殊意义的用水环境。

 

 综合上述,三种太阳能集热器各有其特点,普通型太阳能集热器以其低成本、长寿命、高效率等特点占据了太阳能市场的大部分份额,热管产品以其热导传热效果主要应用于一些高速传热和散热的工业设备,U型管式产品主要应用于高档住宅和水质要求较高的用水场所。

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