第五部分：新一代PCM太阳能热水器
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玻璃真空管式太阳能热水器的发展之路
纲要
第一部分：太阳能真空玻璃管的辉煌与瓶颈
第二部分：克服“过热”将为太阳能真空管再创辉煌提供机会
第三部分：在太阳能领域“能效”的另一种理解方法
第四部分：去掉“水箱”会为太阳能热水器带来一场革命
第五部分：新一代PCM太阳能热水器――太阳能玻璃真空管的新生
第五部分：新一代PCM太阳能热水器——太阳能玻璃真空管的新生
如果高性能的蓄热材料可以可靠的置入真空管内，并将热量可靠的贮存在真空管内，从而实现太阳能的无水箱化，还能解决太阳能真空管的“过热”问题的话，太阳能热水器的一次新的革命就会来临。
但什么样的蓄热材料便于应用于太阳能真空管内，实施这种方案要遇到的技术难题又有多少？
一．PCM蓄能材料具有置入真空管的优势
相变蓄能材料（潜热蓄能材料），是依靠物质相变过程（固－液态转化）中必须吸收或放出大量相变潜热的物理现象进行能量的存储和释放。
相变蓄能技术突出的技术特点：蓄能或放能时温度不变化；相变过程中可贮存或释放大量热量（约相当水变化1度需要能量的100倍）。
相变蓄能材料相对显热蓄热材料(如水、沙、石等)，单位体积的蓄能能力较高，这一点对于实现真空管式太阳能热水器的无水箱化至关重要。
真空管内的体积是有限的，在有限的体积内要尽可能多的贮存能量，从而把真空玻璃管内的热容增大到足够大，才能保证真空管内不“过热”，所以蓄热材料的蓄能密度是非常关键的。
相变蓄热材料有一个潜热区，总体蓄能密度相对较高，是完成真空管自身蓄能的首选材料。
相变蓄能材料相对化学贮能材料，其能量的贮/放过程的稳定性较好，相变过程是一个物理过程，这个过程几乎不会造成贮能材料贮能能力的衰减，相变过程完全由温度控制，温度升高，超过相变温度点，相变材料就会吸热，从固态向液态转变；温度降低，低于相变温度点，相变材料就会放热，从液态向固态转变，容易完成真空管在太阳照射下吸热贮热和当
冷水经过时放热加温的过程。
二．适用于开发“无水箱”并“防过热”的太阳能热水器的相变材料应具有的特性并不是任何相变蓄能材料都可以用来开发太阳能集热蓄热真空管，只有具有以下特性的相变蓄能材料才可以用来开发太阳能“无水箱”并“防过热”的新型蓄能玻璃真空管式太阳能热水器：
A．合适的相变温度。
相变温度太低，加热水时换热温差较小，换热能力就较差，提供热水的能力就较差，较低的相变温度还会造成太阳能集热蓄能管当晚散
热量不足，造成无法给次日的太阳能留出足够大的能量空间，难以解决玻璃
真空管的“过热问题；但相变温度太高，因真空管吸热效率随温度的升高而
降低，太阳能吸热效率会较差。
B．足够大的单位体积蓄热量。
没有足够大的单位体积蓄热量，就无法贮存当天收集的太阳能，不仅会造成太阳能热水器能效的降低，还可能存在太阳能真空
管“过热的危险。
C．良好的相容性。
若蓄热材料具有腐蚀、易爆、有毒等不良特性，不仅存在安全隐患，还要为克服这些问题造成的附加成本过高。
D．良好的导热性能。
良好的导热性能是相变材料高效贮热与放热的基本保证。
E．原料的充足性。
原料的充足性是保证大生产和降低成本一个重要因素。
二．开发PCM无水箱太阳能热水器需要解决的技术难题
研发出好的性能的相变蓄能材料只是完成了PCM无水箱太阳能热水器的第一步工作，为开发出安全、好用的太阳能热水器还需要完成如下的工作：
A．可靠的蓄能材料封装方法。
蓄能材料不可以直接放置于真空管内，若直接放置，蓄热材料的热胀冷缩会造成玻璃真空管的破碎，由天蓄能材料每天都要接受冷热
的反复，这种冷热的反复对蓄能材料的密封提出了极高的要求。
B．简单可靠的结构设计。
由于把蓄能管放入太阳能真空管内，水流经真空管，要把蓄能管内的热量快速均匀的带出，结构的设计就成了至关重要的因素。
C．更高的保温要求。
由于蓄能管置于真空管内，也就是所有的热量都存在集热器内，集热器的保温就成了影响“能效”高低的一个关键因素之一。
三．新型PCM无水箱太阳能热水器将会带来一场热水器的革命
1、集热器原理与系统原理说明
PCM蓄能型太阳能集热器的结构原理与热水系统原理2、PCM蓄能型太阳能的优势
《完》
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