20130123太阳能槽式集热器与真空管对比

真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点------（摘自2009年4月22日中国国际太阳能热利用大会专家报告）一．平板太阳能的几种板材集热器：铜铝复合阳极化板芯集热器；全紫铜选择性涂层板芯集热器；全紫铜氮氧化钛涂层板芯集热器共三种。

二．平板太阳能集热器的制作方法：平板型太阳能集热器板芯及其制造方法，板芯由两块金属薄板叠在一起，四周采用咬缝工艺连接在一起，制成平板型金属吸热体，底部用镀锌板和保温棉垫底，上部用玻璃板盖住，四周用橡胶条密封。

受光面板上沟槽的槽底与背板冲压连接在一起，形成横向和纵向互相连通的工质流道。

三．平板太阳能的特点：1.平板式太阳能在70年代就已经发明和应用，自从80年代发明真空管太阳能后，在整个业界平板式太阳能就慢慢退出市场（在广东，云南，海南等省至今还有在推广和使用），太阳能热水器也经历了焖晒式太阳能，平板式太阳能，真空管式太阳能，真空热管式太阳能的发展历程。

2.平板式太阳能工作原理是采用玻璃温室效应的原理实现对热水的加热。

从它的制作方式就可知道平板式太阳能的低效率，有的太阳能企业在说明它的高热效率如：高吸收率：αs≥92％，低发射率：εh≤10％，日平均热效率ηd≥55％。

是一种不负责任的表现。

作为一种集热板它在吸热的同时也会进行散热，而热量的传递只有三种方式：辐射，传导，对流。

平板式太阳能的三种散热传热方式均很明显，发射率随集热器内的水温升高而增大。

实际上平板式太阳能集热器的热效率不足54%。

3.平板太阳能的使用寿命：采用铜铝复合工艺，经轧制后形成铜质流道和铝质吸热翅片，板芯表面经阳极化处理形成选择性吸热涂层，或采用优质选择性涂层或电镀黑铬涂层。

A.由于涂层材料在阳光的照射和空气的氧气的氧化下，在三至五年就开始老化，变成浅白色，从所安装的平板太阳能工程实例就可见一斑。

B.集热器的铜管容易在水的作用下，产生铜绿，在水的冲刷下变薄，特别是焊接口，在几年后就容易穿孔，这也是不争的事实，使用铜管的平板式太阳能和热泵换热器均如此。

Papersechnical 论文·论述T42China Appliance Technology1 引言现阶段在国内市场太阳能低温利用越来越普及，也越来越被消费者、政府认可和重视。

太阳能集热器主要有平板集热器和联集管集热器，在技术上两种集热器都已很成熟。

其中平板集热器是在17世纪后期发明的，1960年以后开始进行深入研究和大规模化应用；联集管集热器起源于中国，截至今日大约有十几个年头，联集管集热器又分为普通非承压集热器、热管集热器、U型管集热器等。

2 普通非承压联集管集热器及结垢解决方法联集管集热器以工艺简单、价格低廉、真空管冬季保温好等特点被大面积推广，但普通联集管集热器也存在一些不足。

一是真空管内直接加热水，升温快，联集箱内的水容易被蒸发（管路系统不合理或控制系统故障时出现真空管内的水减少，上部内管处于空晒。

）当内管上下温差超过玻璃耐受温差冲击极限时，内管会炸裂，造成系统漏水，其中原因一般是应力集中、玻璃有微裂纹导致被激炸；二是真空管内长期有水又温升较快，水中钙镁离子浓度大时管内壁容易结垢，管内也容易积淀一些絮状物（特别是竖插管集热器，污物不能自动排出，横插管集热器循环时被水带走一大部分）致使集热效率下降；三是冬季环境温度低于零度时，室外集热系统内的水容易结冰，使管路冻坏；现常用的解决办法是除做好保温外，另在管道下方加电热带和进行防冻循环，即冬季为了防冻要耗电耗热。

前述联集管集热器的真空管存在结垢问平板集热器和真空管集热器各自特点分析海尔热水器有限公司太阳能科研所 庄长宇 刘桂永 姜立军 郭延隆题，目前的解决方法主要有：根据水质情况定期清理真空管；或对自来水进行净化、软化、加药、磁化等。

净化和软化可用过滤装置去除泥沙等大颗粒污物，用反渗透膜或树脂离子置换法去除钙镁离子。

现市场上常用的是硅磷晶P O W E R -PHOS进行防垢和防腐，其机理是硅磷晶在水中有效地抑制和干扰了碳酸钙晶体的正常生长，控制了晶核形成的速度，使之不能沉积形成水垢；在此作用的同时，对已形成并附着管内壁上钙、镁、铁产生络合或螯合反应，然后借助布朗运动或水流作用，达到最终的分散效力。

壁挂式太阳能热水器用平板集热器与U型管真空管集热器对比分析韩成明北京华业阳光新能源有限公司2011-5-25摘要：本文以壁挂式太阳能热水器所用平板集热器和U型管集热器为例，分析了平板集热器和真空管集热器在热性能、产品使用条件、技术水平、生产装备及与建筑结合的不足之处，。

探讨两种集热器存在的优缺点以及未来发展方向。

关键词太阳能平板U型管集热器0前言2010年，中国太阳能热利用行业在遭遇市场寒流情况下，总产量仍然到达4900万平米，总产值达到735亿元人民币，与2009年相比较，分别增长了16.7%和22.5%。

其中，太阳能热水工程安装面积约占总产量的40%，同比增长了约60%。

在真空管和平板两大产品上，平板热水系统虽然增长较快，但真空管产品仍然占据着百分之九十以上市场份额。

随着节能意识的增强和市场发展的需要，各省市先后出台的太阳能强制安装政策大都明确要求“新开工的12 层以下住宅必须安装太阳能热水系统”，这对太阳能热利用企业无疑是巨大的利好消息。

本文从多个角度，就市场上广泛应用的两种集热器——真空管集热器和平板集热器，在民用住宅上的使用特征进行了分析。

1壁挂式太阳能热水器系统原理近几年来，太阳能在民用建筑上得到广泛的应用，尤其在中低层住宅小区的楼顶安装极为普遍，造成楼顶热水器安装已是先占先得，寸土寸金的势态。

而楼顶面积势必无法满足整栋楼局面的安装要求，这就催生了壁挂式太阳能热水系统的出现，并在这几年时间内得到了发展。

平板集热器在沉积几十年后，通过不断技术引进，积累和产品革新，解决了集热器冬季防冻的问题，并在壁挂式太阳能热水系统中得到应用。

由于早期真空管热水系统主要采用管中走水的模式运行，存在管破漏水，冬季冻坏的问题而没有在壁挂式太阳能热水系统上得到迅速推广。

随着U型管结构真空管集热器技术的成熟，部分厂家将其成功地应用到壁挂式太阳能热水系统上，并得到市场的认可。

如图1所示，为目前市场上典型的U型管真空管集热器壁挂式太阳能热水系统运行原理。

如何区别太阳能真空管的好和差?在没有检测仪器的情况下，怎样选择一台外表看来差不多，但内在质量却有较大差异的太阳能热水器呢？了解 询问厂家生产历史、生产规模，一般情况下，较大规模的企业，无论规范管理、工艺加工、产品检测，还是技术创新方面都比较有保障，特别是售后服务方面能够 让你信得过。

那么，怎样可以证明生产企业正规而又有规模呢？我们必须注意该生产企业是否有两张证书。

一是各级科学技术委员会颁发的高新技术企业证书（能获省级高新技术企业称号的厂家，占国内太阳能热水器厂家的比例仅为1%）。

二是ISO国际质量标准认证证书（只有规范管理的企业，才会以顾客为中心进行全面质量管理）。

具备上述证书的企业名该是你信得过的厂家了。

观看 观看外表做工是否精细，结构是否紧凑，板芯是否暗黑色（以全紫铜板芯为佳），真空管是否呈深蓝色或黑色，尾部镜面是否如同镜子，如果答案是肯定的，表示目测合格。

此外，还要观察有没有买配件组合的痕迹，确认这一点并不难，看看主要组件是否有该品牌的标识就行了。

如果是承压式的还须检查安全阀、进气阀等是否齐全，是否优质。

尔后检查产品有无可长期不消失的编号，有无生产标准，当然不可忽略产品说明书及保修凭证。

触摸 检查水箱保温层厚度。

平板保温层厚度应≥30mm，以聚胺脂整体发泡保温最好。

聚胺脂发泡呈淡黄色，有点象海棉，发泡体有较均匀的细孔，用手挤压有一定的弹性，但保温层太软测说明其密度较小，不利于保温。

对真空管热水器保温层而言，保温层厚度应≥45mm，以50～55mm为佳，拿掉一条真空管，用手指伸进水箱孔即可感受到保温层厚度，也可用尺量一下。

从此孔还可检查内胆厚度，可用手触摸孔的边沿，感受或比较内胆厚度，凡内胆厚度≤0.4mm的，在使用寿命上存在问题。

较规范的水箱可以打开端盖，或设有清洗手孔，能全面检查保温状况。

由于太阳能热水器安装在天面，其牢固程度相当重要，折边支架主力杆的厚度应≥1.5mm，其它力杆不得小于1.0mm。

真空管太阳能集热器东盛环保工程有限公司提供一、真空管集热管的结构及组成真空管太阳能集热器的结构：分内外管，内管内壁有水银涂层，内管外壁有吸热涂层，内外管之间是真空层；外管是透明的玻璃，内外管均采用高硬度的高硼硅玻璃；一端有进出口，另一端封闭。

二、真空管技术参数目前集热效果的最好的是AL---N/AL真空溅射选择性镀膜，利用该涂层的玻璃真空管，其吸收率≥0.93；红外发射率ε≤0.6；平均热损Uct0.9W/㎡℃；真空度P≤5×10ˉ3pa，采用性能高硼硅3.3特硬玻璃制造。

三、真空管与平板太阳能的区别下面将从11个方面来分析目前我国平板热水器与真空管热水器的技术分析与对比。

从而全面分析集热器热性能优缺点：1．市场占有率的比较目前，我国太阳能应用最为普及的是真空管太阳能与平板太阳能两种形式。

云南省是最早普及太阳能的省份，也是平板太阳能应用最早最广泛的地区，在九十年代，其他省份的老百姓还不认识太阳能为何物时，云南已非常普及。

八十年代与九十年代，云南省处处都是平板太阳能，而到了九九年后由于气候等因素的制约，生产工艺性要求，性能适应性条件等，导致真空管飞速发展，目前的比例为：平板太阳能占5％；真空管太阳能占95％。

3．承压能力的比较平板太阳能集热器构件为金属材料组成，集热器与热水箱之间的连接件也采用金属零部件，因而集热器与连接件都能承受一定的压力，实验压力可达0.8MPa，即承压≥0.6MPa。

而真空管集热器的构件主要为玻璃耐压0.15Mpa。

4．防冻与抗冻性能：平板集热器由于板芯为金属板芯，其板芯内均为较小的毛细管道，且板芯与外界环境温度直接联通，故气温较低时容易结冰，抗冻性能较差；而真空管太阳能由于真空管为暖水瓶结构，管子外壁与内壁之间为真空状态，管子内水在较低气温下也不易结冰；5．结垢：平板太阳能集热过程主要通过金属板芯内毛细水管吸热，故容易在此过程中水与热金属（铝管或铜管）接触后产生水垢，并且根据平板集热器结构当水在毛细水管中结构后是无法清洗排除，故平板太阳能热水器使用寿命远远低于真空管热水器；而真空管热水器集热器均为玻璃管，水在玻璃管中吸收热量，在此过程中水与玻璃接触并不容易产生水垢，就像日常生活中，金属茶壶烧水容易产生水垢，而暖水瓶不容易产生水垢，且在产生水垢后，水垢与玻璃的亲和力较小，暖水瓶中水垢较容易倒出。

1.平板型系统与真空管型系统太阳能热水器是我国利用太阳能最成功的项目，随着节能减排的趋势加强，太阳能热水器将会得到进一步推广。

在我国的太阳能热水器市场，我们不得不提到平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器，这两种太阳能热水器代表着现在和未来太阳能热水器的发展趋势。

太阳能热水器分类和市场占有率常见太的阳能热水器有三大类：平板热水器、真空管太阳能热水器、其它类型（包括热管真空管热水器、闷晒太阳能热水器、真空管闷晒热水器等）太阳热水器。

国内市场三种产品平板、真空管和其它产品分别约占20%、65%、15%；而国际市场现状是：平板、真空管和其它产品市场份额分别约占85%、8%、7%。

真空管太阳能热水器主要优势在于造价便宜，这是太阳能热水器得以普遍推广的重要原因，特别是在广大农村地区，真空管太阳能热水器满足了用户低成本消费，所以真空管太阳能热水器占据了我国大部分市场。

而平板式太阳能热水器在技术上已经拥有绝对的优势，这种更加高效节能的太阳能热水器将逐渐取代真空管太阳能热水器，成为时代的主流。

太阳能热水器性能比较常用热水器性能比较，在低温热水（60℃）需求下，基于总面积的三种类型热水器效率差别不大，而基于吸热体面积时，平板热水器相比则有高大25%以上的优势。

作为一般的太阳能热水工程，最好的选择是使用平板式热水器（热性能报告取自瑞士SPF测试中心网站公布测试报告）。

众所周知，热水器效率方程基于不同参考面积，热水器效率方程中各参数不同，差别比较大。

作为生产商，一般需给出热水器的总面积（占地面积）、采光面积、吸热器面积三个数据，供设计选型。

基于吸热器面积，一般真空管热水器略高，但由于其结构使然，其总面积一般也大，基于总面积时，平板式热水器效果最好，瞬时效率相比高50%以上，热水器总面积决定了可安装热水器数量，所以，比较起来，为达到同样效果，需要平板热水器数量最少，投资回报最好。

平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器系统比较太阳能热水器热效率：平板较高52.5%，真空管较低47%。

XINYU UNIVERSITY毕业设计（论文）（ 2013 届）题目平板集热器与真空管集热器的性能比较二级学院新能源学院专业光热技术及应用班级光热技术及应用一班学号1003040128学生姓名骆阳春指导教师阮仔龙平板集热器与真空管集热器的性能比较摘要能源危机和环境污染是人类正面临着的重大挑战，开发新能源和可再生清洁能源是21世纪最具决定影响的技术领域之一。

太阳能是取之不尽用之不竭的可再生清洁能源对太阳能热水器的研究与开发也变得日益重要。

集热器是太阳能热水器中最重要的一个部件，太阳集热器的核心是吸热板，它的功能是吸收太阳的辐射能，并向传热介质传递热量。

在以液体为介质时，此种吸热板有管板式、翼管式、扁盒式、蛇管式等，可用金属材料和非金属材料制成。

吸热板的向阳表面涂有黑色吸热涂层。

本文主要写了平板集热器和真空管集热器的发展背景、工作原理、结构，然后再对两者进行性能比较，发现平板集热器能和建筑相结合，易于实现太阳能热水器与建筑一体化，但真空集热器结构灵活，转换效率高，非常适用于小型家庭用户，防冻防风能力强，使用寿命长，安装技术要求低且维修起来也更容易。

关键词：平板集热器、真空管集热器、工作原理、性能比较Flat plate collector and vacuum tube collectorperformance comparisonAbstractThe energy crisis and pollution of environment is serious challenge for human being it is the most critical and influential technology areas . Solar energy is a regenerative and clean energy . The research of Solar Water Heater becomes more and more important .Collector is one of the most important components in the solar water heater, solar collector is the core of heat absorption plate, its function is to absorb the sun's radiation, and transfer heat to the heat transfer medium. When liquid as the medium, the absorption of heat plate has a tube plate, wing tube, flat cartridge, snake tube type, etc., the available metal materials and nonmetal materials. Heat absorption plate surface of the sun painted with black heat absorption coating.Wrote this paper plate collector and vacuum tube collector's development background, working principle, structure, and then comparing the performance between the two, can find flat collector and architecture combination, easy to realize integration of solar water heater and architecture, but the vacuum collector flexible structure, high conversion efficiency, very suitable for small family users, anti-freezing windproof ability, long service life, low technical requirements for installation and maintenance is also more easy.Keywords: flat collectors；vacuum tube collectors；working principle；performance comparison目录第1章绪论 (5)1.1 太阳热水器国内发展概括 (5)1.1.1 太阳热水器行业现状 (5)1.1.2 太阳热水器行业发展特点 (5)1.1.3 太阳热水器市场的现状 (6)1.1.4 太阳热水器的发展方向 (6)1.2 太阳热水器国外开发利用概括 (6)第2章平板集热器及真空管集热器的的发展概况 (8)2.1 平板集热器的发展概况 (8)2.1.1平板集热器的定义 (8)2.1.2 国内平板型太阳能集热器发展概况 (9)2.1.3 国外平板型太阳能集热器发展概况 (10)2.2 真空管集热器的发展背景 (11)2.2.1 真空管集热器的发展背景 (11)2.2.2 真空管集热器技术高速发展的现状与原因 (12)第3章平板集热器与真空管集热器的工作原理与结构 (13)3.1 平板集热器的工作原理 (13)3.2 平板型太阳集热器的结构 (13)3.3 真空管集热器的工作原理和类型 (16)3.3.1真空管集热器的工作原理 (16)3.3.2 真空管集热器的类型 (16)第4章平板集热器与真空管集热器的性能比较 (18)4.1 材料、热性能的比较 (18)4.2 平板集热器与真空管集热器的优缺点 (24)4.2.1 平板集热器的优缺点 (24)4.2.2 真空管集热器的优缺点 (24)第5章应用与展望 (25)5.1平板型太阳能集热器的发展方向 (26)总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第1章绪论1.1 太阳热水器国内发展概括1.1.1 太阳热水器行业现状1据不完全统计，我国太阳热水器生产企业（包括相关企业，如玻璃生产、真空镀膜设备生产、焊接设备、聚氨酯发泡设备及自动控制仪表零配件的生产等）已超过千家，但绝大多数十中小企业。

1、平板式太阳能集热器与真空管太阳能集热器热性能对比太阳能热水器是太阳能系统主要部件，目前市场常见有三大类，平板热水器、真空管太阳能热水器、其它类型（包括热管真空管热水器、闷晒太阳能热水器、真空管闷晒热水器等）太阳热水器。

国内市场三种产品平板、真空管和其它产品分别约占20%、65%、15%；而国际市场现状是：平板、真空管和其它产品市场份额分别约占85%、8%、7%。

太阳能热水器的主要性能指标是热性能，均由第三方测试机构给出测试报告。

中国太阳能热利用专业委员会太阳能监测中心(CTS，四年来检测了117台太阳能热水器，其检测结果统计如下：众所周知，集热器效率方程基于不同参考面积，集热器效率方程中各参数不同，差别比较大。

作为生产商，一般需给出集热器的总面积（占地面积）、采光面积、吸热器面积三个数据，供设计选型。

基于吸热器面积，一般真空管集热器略高，但由于其结构使然，其总面积一般也大，基于总面积时，平板集热器效果最好，瞬时效率相比高50%以上。

集热器总面积决定了可安装集热器数量，所以，比较起来，为达到同样效果，需要平板集热器数量最少，投资回报最好。

几种工程上常用集热器性能比较如下图，从中可以看出，在低温热水（60oC ）需求下，基于总面积的三种类型集热器效率差别不大，而基于吸热体面积时，平板集热器相比则有高大25%以上的优势。

作为一般的太阳能热水工程，最好的选择是使用平板集热器。

热性能报告取自瑞士SPF 测试中心网站公布测试报告。

2、集热器效率比较：数据取自SPF 测试报3、集热器效率比较曲线：基于不同面积4、海林高效率平板集热器与国内常见平板集热器对比5、高选择性吸热涂层与黑铬涂层及其他涂层的对比不同吸热涂层的原理和说明（根据制备工艺不同 , 又可将选择性吸收涂层分为四类）。

(1 电镀涂层常用的电镀涂层主要有黑镍涂层、黑铬涂层、黑钴涂层等，均具有良好的光学性能。

以黑铬和黑镍的效果最好，吸收发射比(α/ε 接近 6～13 。

太阳能采暖，以前我主推真空管，现在我力推全流道，为何？太阳能供暖胡永睦1小时前·逐梦自然负责人优质家居领域创作者经常看我文章的朋友会发现，关于太阳能供暖，此前我一直在力推真空管集热器，今年五月份，才开始在网上介绍平板集热器采暖，当时，主要是介绍我们的背流式平板集热器，只是最近一个多月才改为介绍全流道平板集热器采暖方式的。

为什么会这样呢？我们来看一下这三种集热器用于供暖时各自有什么优缺点。

真空管集热器:优点:技术成熟、价格低廉、集热温度高、集热温度高于60℃时比平板集热器得热量高、热损小(0.9W/m2·℃)、弱光条件下集热效率较平板集热器高、对水质要求最低、抗风。

缺点:有爆管风险、所需水箱容积大、无法自动除雪、占地面积大、无法做到真正意义上的排空(能排出约一半左右的水量)、不适合坡形屋顶安装、使用寿命短(一般为15年)，维护成本高。

解读:此处所讲真空管集热器为普通全玻璃真空管集热器，非热管。

真空管集热器比平板集热器热损小是指在非排空状态下。

真空管集热器对水质要求低是指在横插管方式下。

爆管风险不单指所需更换真空管的价值，更重要的是热量的损失，及更换真空管的人力成本，一旦爆管，屋面就有可能结冰。

真空管需人工除雪，平顶还好说，若是坡形屋顶，除雪工作人身安全难以保障。

集热器得热量不等于有效得热量。

排空的目的是减少热量损失。

真空管集热器背流式平板集热器:优点:颠覆性技术、价格低廉、集热效率高、有效得热量高、占地面积小、使用寿命长(20年以上)、可完全排空、热损较小、可自动除雪、免维护、适合任何形状的屋顶和墙体南、东西侧立面安装。

缺点:制造困难，目前尚处于理论阶段，距离量产还有待时日。

对水质要求极高，要求纯净水。

弱光条件下集热效率低。

集热温度60℃以上时，集热效率低。

风阻大。

解读:背流式集热器属我公司专利技术，该技术已经被论证可行，我们造出了样机，并进行了集热试验和数据采集。

但是目前我们还没有找到最适合的制造材料，该材料必须具有价格低廉、耐空晒、热容量小等特点。

太阳能热水器的三高真空管中“三高”是什么意思？“三高”指的是耐高温，抗高寒，高效吸收，一般只通过三靶干涉膜工艺的制成的真空管(一般的是渐变膜）太阳能三高真空管与普通真空管的区别三高“太阳芯”真空管与普通管的区别在于吸热膜层不一样（吸热膜层是真空管的关键部位）。

三高管是干涉膜，普通管是渐变膜。

它们的区别主要表现为干涉膜与渐变膜的区别。

１、根本区别：膜层结构不同，导致吸收太阳光线的原理不一样。

渐变膜，为多层膜，其吸收层一般是９层，它对太阳光线是逐层吸收的，而且其吸收光线的性能逐渐变高。

由于这种渐变结构，发射比随温度上升不断加大，以致工作温度在３００~５００℃时，发射比大大增加。

而且吸收层中的铝离子在高温状态下，活泼性大大增强，并发生漂移。

这样膜层的内部结构发生错乱，导致膜层开始老化。

长期处于这种高温状态下，膜层就会脱落，从而影响了真空管的集热效率和寿命。

干涉膜，其吸收层共２层，两层膜之间，因金属成份的配比不同而产生干涉作用，使吸收比增加，发射比降低。

再加上减反层减少反射的作用，从而实现更高的吸收比和更低的发射比，大大提高了集热效率。

２、特征：三高管的吸收比提高了１２％，发射比降低了３０％－４０％，超吸收，热损少，升温快。

高效管，超吸收，热效高，升温快，在同样的光照条件下，比普通管能出更多更高水温的热水；高寒管，因铜离子的发射比比铝离子低０．２，因此热损很少，在高寒环境下仍能正常工作，－３０℃照常出热水；高温特效管，因膜层中的不锈钢离子耐高温，抗空晒，膜层在４００℃条件下不老化、不衰减、不变色。

在相同光照条件下，普通管热吸收不如三高管高，甚至不能满足洗浴要求；在温度较低时，热损更大，集热效率下降，影响正常使用；尤其在空晒超过２７０℃时，膜层开始老化、脱落，吸收率快速降低，寿命大大缩短。

３、工艺：高温特效管、高寒管、高效管分别采用三靶、双靶、单靶磁控溅射工艺；普通管一般都采用单靶磁控溅射工艺。

４、外观：Ａ、管口，此处膜层在８００℃以上高温状态下封口时，脱落一部分是不可避免的。

平板太阳能与真空管太阳能的比较平板太阳能热水器，真空管太阳能热水器平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器，是国内外太阳能热水器行业的两大主要品牌产品，但是，平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器哪一种更好？它们销售状况如何？各有什么特性和使用优缺点？今后如何发展？这是广大太阳能业内人士极为关注的问题。

为此，本文就平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器的有用热量进行初步的计算和分析，供参考与讨论。

一、首先让我们分析一下平板太阳能热水器与真空管太阳能热水器国内外市场的销售现状。

我们把太阳能热水器划分为三大类，即平板热水器太阳能热水器、真空管太阳能热水器、其它类型（包括热管真空管热水器、闷晒太阳能热水器、真空管闷晒热水器等）太阳热水器。

据各种资料分析：国内市场三种产品平板太阳能热水器、真空管太阳能热水器和其它产品分别约占20%、65%、15%；而国际市场现状是：平板太阳能热水器、真空管太阳能热水器和其它产品市场份额分别约占85%、8%、7%。

这两组数据给我们提出了一个值得深思的问题。

即为什么平板热水器与真空管太阳能热水器国内外有如此巨大的反差？二、太阳能热水器的主要性能指标是热性能。

中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会从1994年到1997年四年中检测的117太太阳能热水器进行分析：检测项目结果日平均效率国际要求(45%)平均热损系数国标要求(5W/m2)产品类型达标达标率（%）未达标未达标率（%）全达标平板热水器39台 3692.337.738台小于4.01台大于4.0真空管热水器78台 6583.31316.772台小于1.56台大于1.5从以上数据可以看出真空管热水器日平均效率达标情况，均低于平板热水器，未达标率高于平板二倍。

从平均热损系数分析，真空管热水器比平板热水器要低一倍多。

原因有三：①真空管热水器基本上是紧凑直插式，直径37/47，长1.2米的真空管内取不出来的热水，每支管子达0.9公斤，按粗略计算每平方米（10支管子）热水器的约9公斤热水无法使用（占总容水量9-10%），而每平方米平板热水器取不出来的热水只有1公斤左右（占总容水量1-1.4%）。

槽式太阳能与真空管式太阳能系统比较◆ 单位面积集热量的计算➢ 槽式集热器集热器面积 /L F Q ηη=Q 加热功率 kwη 太阳年总辐照量W/㎡L η 太阳能集热效率，0.6根据中国建筑热环境分析专用气象数据集，参考兖州的数据资料，兖州全年各月辐照统计如下表（辐照度单位W/m 2） 山东-兖州月份1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 法向直射辐射强度(W/㎡） 646 647 607 641 713 627 591 523 647 649 714 613 每月日照小时（h ） 140 114 176 217 324 289 245 224 213 196 107 102 经计算得：年单位面积集热器集热量为：892.9kwh➢ 真空管式集热器集热器面积 /L F Q ηη=Q 加热功率 kwη 倾斜表面年总辐照量W/㎡L η 太阳能集热效率，0.45 济南纬度36°41′ 经度116°59′ 海拔高度51.6m 月份1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月平均室外温度（℃）-1.4 1.1 7.6 15.2 21.8 26.3 27.4 26.2 21.7 15.8 7.9 1.1 水平面月平均日太阳总辐照量（MJ/(㎡*d)）8.376 10.93 14.423 16.679 20.77 21.055 16.776 15.663 14.884 12.093 9.089 7.657 倾斜表面月平均日太阳总辐照量（MJ/(㎡*d)） 13.63 15.225 16.634 16.523 18.716 18.212 14.812 14.979 16.498 16.003 14.162 13.854 经计算得：年单位面积集热器集热量为：709.7kwh根据以上数据，采用槽式集热器比采用真空管式集热器每㎡年总集热量多183.2kwh。

针对以上单位面积集热量的计算的几点说明《太阳能集热器热性能试验方法》GBT 4271-2007中6.2项明确规定：在集热器采光口平面一侧的中间位置安装地球辐射表以测定集热器采光口上的热辐照度。

各种类型集热器性能优劣比较太阳能光热产业经过几十年的发展，现在已经呈现产品多样、类型多样、系统多样的格局，太阳能光热系统的核心元件——集热器也出现多种产品，概况起来有以下几种：图0、集热器种类结构图一、 结构特点和使用性能1、 真空管型集热器真空管型集热器包括全玻璃真空管型太阳能集热器、玻璃-金属结构真空管型集热器；全玻璃真空管型太阳能集热器根据使用的方式又可以细分为直插式集热器、U 型管式集热器和热管式集热器三种。

总体来说，真空管型集热器的吸热部件是真空管，具有以下特点：● 真空集热管具有真空夹层，空气对流和传导几乎为0，保温性能非常好（就象保温瓶一样），热损系数非常小，空晒温度达到200℃以上，部分达到280℃左右。

● 真空集热管是圆柱形的管状，太阳从不同方向入射时其截面不变，因此具有准跟踪性能，即早晚阳光较偏时得热量也较高。

同时对各个角度的光线都有吸收，对散射光吸收也较 好，因此在散射光较多的多云天气和略阴的天气，效率也较高。

图1、真空管接收光照示意图具体来讲，各种类型又具有各自的特点：1.1直插式真空管集热器此种类型集热器是水工质直接在真空管内流通，然后通过自然/强制循环，将热量存储并使用。

这种集热器在非承压状态下运行，对系统要求不高，安装方便。

但是直插式真空管集热器也有自身的缺点：系统抗冻性能差，对冬季防冻要求比较高；一旦发生真空管破裂，整个系统将停止运行，对维护要求比较及时；严禁在空晒状态下补水，避免发生真空管炸裂。

这种系统主要使用在低端家用系统、低端小工程和防冻要求不高的地区。

1.2U型管式和热管式真空管集热器U型管式和热管式真空管集热器是在真空管内装配U型铜管或者热管，对集热器进行空晒，通过循环在U型铜管或热管中的工质将热量带出，直接加热水或者在水箱内经过盘管换热加热水。

图2图3、U型管式真空管结构及传热示意图这种系统由于使用大量金属，所以初期投资相对较高，但总体的性价比仍然处于较高的水平，相比平板和玻璃-金属集热器具有优势；系统要经过两次换热，相比于直插式集热器，升温速度稍慢，但是从能量守恒的角度来讲，系统的得热量并没有减少，并且在继承了全玻璃真空管的高性能、可靠性高和准跟踪的优点的同时，还具有直插式集热器不可比拟的优势：a.运行安全系数高，工质在铜管和热管内循环，不直接在真空管内循环，整套系统可以承压运行，并且发生真空管破裂时整套系统正常运行；b.对防冻要求不高，由于管路中循环的是防冻液，工质冰点低；c.现场安装容易，装配简单。

关于职工浴室太阳能系统选择的建议太阳能热水系统作为一种时尚的绿色环保新能源被广泛应用，它的节能效果非常明显，同时还能彰显企业环保理念与节能意识。

但是，选择使用何种太阳能集热器形式是非常重要的一个环节，鉴于目前国内太阳能集热器形式的多样化，而适合我们陕西地区的集热器类型不外乎三种，全玻璃真空管式集热器、平板式集热器、热管式真空管集热器三种。

下面我们从专业公司的角度对三种集热器的优劣做一对比，供领导决策时参考，同时也为建筑设计提供荷载依据。

项目真空管式热水系统平板式热水系统热管式真空管和U型管集热器项目真空管式热水系统平板式热水系统热管式真空管和U型管集热器已做工程涂层效率吸收率高于95% 发射率低于6% 吸收率93-95%、发射率10% 吸收率在93%-95% 热效率93% 53% 93%项目真空管式热水系统平板式热水系统热管式真空管和U型管集热器维修/养护调试运行时真空管故障率偏高，正式运行后稳定，日常维护量小，不需专业人员传统建材，故障率低，日常维护量小，无需专业人员调试简单方便，不需要专业人员承压性能无法承压使用可以承压使用可以承压使用使用地区及期限不限任何纬度区域全年使用温度高于0℃的区域全年使用；其他地区在有防冻措施的情况下全年使用任何地区与建筑的适配性不易与建筑结合，无法达到建筑结构的替代易与建筑物结合易于建筑结合设计寿命15年20年15陕西清立新能源有限公司是一家新能源综合应用服务集成商，公司秉承“诚实、承诺、承担、成长”的宗旨，树立了独特的精细化作业与无缺憾服务的团队作风。

在新能源产业如日中天，推广应用逐步普及的浪潮中，清立始终作为新能源应用领域的航标傲立潮头。

清立新能源着力于新能源实用技术开发和综合应用。

包括全新技术太阳能热水系统、太阳能供热采暖系统、太阳能光伏发电系统等；并且很好地将空气能、风能、地热能与太阳能结合应用在不同领域。

依托国际最新研究技术与国内建筑一体化要求提供个性化设计方案，并通过专业施工队伍实施安装。

三种太阳能热水器集热管的换热情况进行分析
集热器的瞬时效率方程是评定集热器换热的惟一依据。

从理论上说，在相同条件下，瞬时效率越高，集热器的集热性能就越好。

二南师范大学太阳能研究所的研究成果表明；平板型集热器与真空管集热器在不同的大阳辐射强度情况下，所表现出的效率是不同的，在太阳辐射强度比较低的时候。

全玻璃真空管集热器能接受部分散射光，所以其热效率比平板集热器的热效率要高。

在太阳辐射强度较高的情况下，真空管的两层玻璃使透过率降低，反射率升高，其热效率比平板太阳能集热器低。

总的来说，在一天中，在相同的条件下，平板集热器总的得热量比真空管集热器稍高。

它们都有一个共同的趋势，随着集热器运行温度的升高，其效率将沿直线下降。

热管是一种效率很高的换热元件．它能通过小的表面积传递大的热量，因此在热瞥式真空管集热器安装初期，其热效率比较高，可以达到50％—60％。

u型管式集热管的换热原件使用导热性能优越的金属管制成，其换热性能不随时间的推移而降低通常情况下，平板集热器的日产水量比全玻璃真空管集热器大。

南方地区或室外环境温度常年高于零度的地区，平板型的年得热量高于真空管型集热器；北方地区，在夏季平板型太阳能集热器的得热量略高于真空管型，过渡季持平，冬季则由于平板型受环境温度影响较大，得热量低于真空管型，所以平板型的年得热量小于真空管型集热器。

近年来，针对这些特点，平板型集热器也进行了改造，比如使用选择性吸收涂层，提高集热效率，从而增大了平板型集热器在冬季的得热量。