全玻璃真空管集热器ppt课件

太阳能集热器1摘要 (1)2能集热器的分类 (1)2.1平板型太阳能集热 (1)2.1.1定义 (1)2.1.2应用领域 (1)2.1.3实际应用及相关计算 (2)2.2真空管型太阳能集热器 (4)2.2.1 全玻璃真空管集热器 (4)2.2.2 热管式真空管集热器 (4)2.2.3 CPC热管式真空管集热器 (5)3常见太阳能集热器的适用性分析 (5)3.1 太阳能热水供应 (5)3.2 太阳能采暖 (6)3.3 太阳能空调 (6)4太阳能集热器安装在不同建筑部位设计时应注意的问题 (6)4.1太阳能集热器安装在平屋面上 (6)4.2 太阳能集热器安装在坡屋面上 (7)4.3 太阳能集热器安装在外墙面上 (7)4.4 阳能集热器安装在阳台栏板上 (7)4.5 太阳能集热器安装在女儿墙上 (7)5太阳能集热器研究进展 (8)5.1 国内研究进展 (8)5.2 国外研究进展 (9)6总结 (9)参考文献： (9)1摘要在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。

由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。

由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。

太阳能集热器的定义是：吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。

这短短的定义却包含了丰富的含义：第一：太阳能集热器是一种装置；第二：太阳能集热器可以吸收太阳辐射；第三：太阳能能集热器可以产生热能；第四：太阳能集热器可以将热能传递到传热介质。

太阳能集热器虽然不是直接面向消费者的终端产品，但是太阳能集热器是组成各种太阳能热利用系统的关键部件。

无论是太阳能热水器、太阳灶、主动式太阳房、太阳能温室还是太阳能干燥、太阳能工业加热、太阳能热发电等都离不开太阳能集热器，都是以太阳能集热器作为系统的动力或者核心部件的。

1、集热器分类太阳能热利用系统中，接受太阳能辐射并向水传递热量的部件，成为太阳能系统的核心部件。

其集热效率、安全性、使用寿命、可维护性、经济性等方面因素影响业主选择。

按集热器吸热体的不同结构分为平板型集热器、全玻璃真空管集热器、直流(或U型)真空管集热器及热管集热器四大类。

1).集热器实景图片①平板集热器②全玻璃真空管集热器③直流式真空管集热器④热管集热器2).集热器结构图及原理①平板集热器②全玻璃真空管集热器1.平板集热器是以金属吸热板芯为吸热换热本体,并采用玻璃及金属围护结构辅以保温材料制成的外型似平板的一类低温集热器。

2.利用太阳辐射将集热器内闷晒加热.3.因其传递热能部件是金属结构，故使用寿命长，且能承压使用。

1.全玻璃真空管太阳能集热器俗称为拉长的保温瓶，内胆外壁有太阳能吸收涂层，内胆装水，内外玻璃层为高真空度，起到保温隔热作用。

2.利用玻璃管的冷热水分层的后热水上浮产生虹吸的原理，冷热水自然循环，将冷水逐步加热。

3.因其与容水金属部件需采用橡胶（通常使用耐老化的硅胶）连接，故不能承压。

③直流式真空管集热器④热管集热器直流管集热器是结合平板集热器承压特点与全玻璃真空管集热器真空保温效果好的特点制成的中高温类玻璃-金属太阳能集热器，故承压能力及保温效果均优于以上两类集热器1.热管集热器是利用热媒相变的热管技术制成的高温集热器.2.能制备250℃以上的高温蒸汽.3) 四种太阳能集热器特点集热器类型平板型集热器全玻璃真空管集热器直流真空管集热器热管集热器集热器产水量(最低、三月份、最高/全年) 每平方米（56L～74L～117L）/88L每平方米（44L～59L～89L）/63L每平方米200L每平方米200L集热器全年效率65.29% 60.57%系统全年热效率45%以上40%以上55% 58%承压能力8kg/cm2不承压,最大工作压力0.3kg/cm210kg/cm216kg/cm2最高温度86℃100℃150℃蒸汽250℃蒸汽使用寿命20年玻璃管的真空度一般在4-5年就不保真,进而吸热效率降低20年20年排污功能集热器有排污阀，易排污真空管下端密封，无排污功能，使用一年结水垢较多，热效率降低集水槽有排污阀，可排污集水槽有排污阀，可排污安全性高低高高抗台风能力高低高高放置方式与水平面有夹角与水平面有夹角可水平放置可水平放置应用领域热水热水热水及蒸汽热水及蒸汽。

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④③⑦⑥⑤②①①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y≥175m2•℃/kW（当太阳辐照度G≥800W/ m2,环境温度t在8～30℃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G≥800W/ m2,环境温度t在8～30℃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；皇明太阳能推出的干涉镀膜工艺是真空管的镀膜技术得到进一步的发展，吸收率更高、散热率更低。

全玻璃真空集热管工作原理全玻璃真空集热管是一种高效的太阳能集热器，通过引入真空技术和玻璃材料制造而成，具有优良的隔热性能和光热转换效率。

它在太阳能利用领域具有广泛的应用，能够有效地转化太阳能为热能，为人们的生活提供热水、空调、采暖等能源。

全玻璃真空集热管的工作原理是基于太阳能的光热转换过程。

其工作原理可以分为太阳辐射的吸收、传导和传热三个过程。

当太阳光照射到集热管的玻璃外壁上时，玻璃的透明度使大部分光线能够穿透并被吸收板吸收，吸收板通常为涂有吸热涂层的金属板，例如铝板。

吸热板会将光能吸收并转化为热能，提高板的温度。

吸热板传导热量到集热管内部的工质（通常为水或导热油）。

由于集热管的内部是处于真空状态的玻璃管，而真空是一种极佳的隔热材料，因此可以很好地阻止集热管内部工质的热量向外传递。

当工质被加热后，它会上升到集热管的顶部，通过热交换器将热量传递给需要热能的系统，比如热水供应系统或暖气系统。

冷却的工质会重新流回到底部，完成循环。

全玻璃真空集热管的工作原理基于此简单的光热转化循环过程，利用太阳能的辐射能量为人们提供清洁的可再生能源。

它具有结构简单、效率高、寿命长的特点，适用于各种气候条件下的太阳能利用，并已经在许多国家得到广泛应用。

广泛的应用带来了对全玻璃真空集热管性能与可靠性的更高要求。

目前，研究人员正在不断努力提高集热管的光热转换效率，延长其使用寿命，降低制造成本，以期能更好地满足太阳能利用系统的需求。

全玻璃真空集热管的工作原理基于太阳能的光热转换，高效地将太阳能转化为热能，为人们提供清洁、可再生的能源。

随着太阳能利用技术的不断发展，全玻璃真空集热管将会在未来得到更广泛的应用。

玻璃真空管集热器工作原理玻璃真空管集热器是一种利用太阳能进行集热的设备，它利用玻璃真空管的结构和工作原理将太阳能转化为热能，并用于加热水或提供暖气。

本文将详细介绍玻璃真空管集热器的工作原理，并对其性能和应用进行探讨，希望能为读者对该技术有一个全面的了解。

一、玻璃真空管集热器的结构玻璃真空管集热器通常由玻璃真空管、集热管、支架和水箱等部分组成。

玻璃真空管是其中的关键部件，其结构如图1所示。

玻璃真空管内部包含着集热管，集热管上涂有具有较高光吸收率和热导率的吸热涂层，用于吸收太阳辐射并将其转化为热能。

真空管的外部通常由双层玻璃构成，中间是真空层，可以有效地减少热量的散失。

支架用于支撑和固定真空管，水箱则用于储存加热后的水。

二、玻璃真空管集热器的工作原理1. 太阳能的吸收和转化当阳光照射到玻璃真空管表面时，首先被外层玻璃吸收，然后通过玻璃传递到内部的集热管上。

在集热管的吸热涂层的作用下，阳光被吸收并转化为热能，使得集热管内部的温度升高。

由于真空管的内外部分别是真空和双层玻璃，因此可以有效地减少热量的散失，使得集热管内的温度得以保持。

2. 热能的传递和储存集热管内部温度升高后，可以将热能传递给其中的工作介质，通常是流经集热管的水。

热水被储存在水箱内，用于日常生活用水或者作为供暖系统的热源。

当需要利用储存在水箱中的热水时，可以通过管路将热水引出，用于热水系统或者供暖系统。

三、玻璃真空管集热器的性能特点1. 高效性能由于玻璃真空管内部的真空层和双层玻璃的隔热效果，使得玻璃真空管集热器具有较高的吸热效率和集热效率。

在日常生活中，它可以有效地利用太阳能为水加热或提供暖气，节能环保。

2. 稳定性能玻璃真空管集热器能够在恶劣的环境条件下，如低温、高湿度等情况下，依然能够正常工作。

其稳定性能保证了其在不同气候条件下的可靠性和持久性。

3. 可靠性能玻璃真空管集热器的材料和工艺要求严格，能够保证其长时间的使用寿命和可靠性。

改进的玻璃真空集热管改进的玻璃真空集热管Improved Glass Evacuated Collector Tube全玻璃真空集热管直接装水，水容量较大使温升较慢；若有一根管子破裂，水就会流出，系统也将无法运行，于是就改进为内置铜管的真空集热管。

最简单的是一根直铜管的真空集热管，结构见下图，铜管一端封闭，两侧焊有金属吸热板，在吸热板上覆盖有吸收太阳能的涂层。

把带吸热板的铜管插入全玻璃真空管中，封闭端朝内。

图中下方是剖开玻璃真空管的示意图，图中上方是完整的直铜管真空集热管，为减少空气对流造成的热量散失，在玻璃真空管口装有保温管堵。

（为能清晰的显示结构，管子长度缩短，不显示弹簧支架）。

改进的玻璃真空集热管安装时集热管管口端在上方，多个集热管的铜管与横向的联管焊接，见下图。

被加热的水在铜管中形成自然循环，由于水在铜管中，玻璃管破裂不会使系统停止运行；铜管可承受较高的压力，集热器可直接与自来水相连。

改进的玻璃真空管集热器由于铜管较细，内部对流缓慢，传热不快，把直铜管改为U形铜管，一端进水另一端出水，对水能自然流动特别是用水泵强制循环时有很好的换热效果。

下图就是U形铜管真空集热管。

U形铜管真空集热管U形铜管真空集热管可以直装、斜装、水平安装。

安装时用两根联管，一根接U型管一端作水入口，另一根接U型管另一端作水出口。

下面是多个U形管真空集热管组成的集热器的示意图（为显示清楚，略去联管的保温层）。

U形铜管真空管集热器由于多数玻璃真空集热管是双层结构，只有内玻璃管接受阳光辐射，加上玻璃真空集热管安装时会有间距，故有不少的阳光会透过去不被吸收。

为不使这些阳光浪费，可在集热管下方安装反光板把漏过去的光线反射回来，能提高集热器的热效率。

最好的反光板是复合曲面，下图为复合曲面反光原理图，可见不但正射阳光可全部汇集到吸热管，斜射的光线也可汇集到吸热管。

复合曲面反光板示意图有了复合曲面反光板，可提高集热器的热效率，即使将集热管排列间距放宽一点（减少管数）还能保持热效率不下降。

全玻璃真空太阳集热管生产技术知识一、全玻璃真空太阳集热管发展及简介二、全玻璃真空集热管制造工艺流程三、选择性吸收涂层质量和影响质量的主要因素四、吸气剂在真空集热管中的应用五、真空知识六、ALN-AL涂层的制备技术七、公司集热管生产介绍八、全玻璃真空太阳集热管技术参数九、全玻璃真空集热管生产设备一、全玻璃真空太阳集热管发展及简介1．发展a. 1973年世界上出现石油价格猛涨，“能源危机”、“石油危机”推出平板式太阳能热水器。

b.我国1979年开始，近20多年来发展较快，清华大学无线电电子系研制出全玻璃真空管集热器样机。

C.分为三个阶段：A.1979年-1985年科研与开发。

B.1986年-1992年完成国家“七·五”科技攻关课题，年产3万支至15万支。

C.1993年实施国家重点产、学、研。

d. 2003年，国内有200多家生产集热管厂，生产线达400条。

2．简介a.原理简单，集热管象拉长的保温瓶一样。

b.质量要求严格，必须有好的吸热层，吸热层的吸收率要高，热反射率要低，有好的保温防止热量向外对流，传递向外幅射。

c.一般要求吸收率90%以上，反射率9%以下。

d.材料为高硼硅玻璃，膨胀系数小于3.3×10-7。

二、全玻璃真空集热管制造工艺流程三、选择性吸收涂层质量和影响质量的主要因素：四、吸气剂在真空集热管中的应用工艺参数工艺参数合适（通过设计计算和实验） 工艺控制稳定（计算机程序控制）工作参数（本底真空，工作压强等）材料靶材工作气体（纯度、压强） 反应气体（纯度、流量）工艺参数成份抽速结构精度（泵芯等） 油质（油质选择、氧化） 油量油温加热功率电源电压加热元件 冷却系统 水压 水循环环温湿度室壁残膜漏率 溅射电源 磁场真空检测和控制系统溅射系统选择性吸收涂层（膜）的质量（太阳吸收比，热发射率，颜色，膜的成分，结构） 1.类型蒸散型吸气剂非蒸散型吸气剂 2.成分钡铝镍钡钛3.蒸散起蒸 6S总蒸 12S4.作用：a.在短时间内提高管内的真空度，有利于缩短排气时间。

真空集热管概述真空集热管（Vacuum tube collector），又称真空管集热器，是一种高效利用太阳能进行热水、供暖以及其他热能应用的设备。

它是一种利用真空技术来保持高效的热能转换过程的集热器。

真空集热管的核心部分是真空管，通过该真空管使系统能够在高温条件下高效地收集太阳能热量。

工作原理真空集热管的工作原理基于热能的传导和辐射。

它由两个主要部分组成：真空管和集热管。

真空管是由两个玻璃管组成，外管是透明的，内管是金属（通常是铜）制成，两个管之间形成真空。

内管的外表面涂有一层高吸收率的涂层，使其能够更好地吸收太阳能辐射。

这种构造使得内管可以在真空条件下工作，并且减少了热能的损失。

集热管是通过吸热管连接真空管和热媒体管道的部分。

吸热管通常是由铜制成，内部充满了工作介质，通常是水或者其他热媒体。

当太阳辐射照射到真空管的外表面时，内管的吸热涂层将吸收太阳能并转化为热能。

热能通过吸热管传递给热媒，然后通过集热管传递给热媒体管道，最终用于加热水或其他热能应用。

优势真空集热管具有以下优势：1. 高效性能：真空技术使得集热管能够在高温条件下工作，提供更高的热转换效率。

由于真空管中的真空状态可以很好地减少热能的损失，使得系统能够更高效地收集太阳能热量。

2. 宽工作温度范围：真空集热管可以在低温和高温条件下工作，适用于不同的气候和环境。

它在冬季保持高热效率，在夏季能够自动排放过多的热量。

3. 可靠性和耐久性：真空集热管的结构简单，没有易损件，寿命长。

它不容易受到环境因素的影响，如雨水、风雪等。

4. 模块化设计：真空集热管可以灵活组装成模块，根据实际需求进行选择和调整。

这种设计使得系统的维护和扩展变得更加方便。

应用领域真空集热管主要应用于以下领域：1. 热水供应：真空集热管可以为住宅、酒店、医院等提供热水供应。

通过将集热管与水箱结合起来，可以实现太阳能热水系统。

2. 供暖系统：真空集热管可以与地暖系统、暖气片等结合使用，为建筑物提供供暖。

全玻璃真空集热管工作原理
一、结构组成
全玻璃真空集热管是由透明玻璃外壳、真空夹层、吸热管、罩盖和支撑管等几部分组成。

其中，吸热管是全玻璃真空集热管的核心部件，它是由玻璃毛坯拉制而成，在其外表面涂有选择性吸收涂层，以实现太阳能的吸收和转换。

二、工作原理
全玻璃真空集热管的工作原理主要是热虹吸效应。

在太阳照射下，吸热管吸收太阳能，使得管内温度升高，管内的工质（通常为水或其他流体）受热膨胀，密度减小，从而上升到管口。

同时，在管子的底部，工质的温度较低，密度较大，从而下沉至管底。

这样，工质在吸热管内形成循环，不断将太阳能吸收并转化为热能。

在全玻璃真空集热管中，由于真空夹层的存在，可以有效地防止空气对流和传导散热，使得热能被更加有效地吸收和利用。

此外，透明玻璃外壳可以透过太阳光，并将太阳光聚焦到吸热管上，从而提高太阳能的吸收效率。

总的来说，全玻璃真空集热管通过热虹吸效应和高效能的太阳能吸收涂层，实现了对太阳能的高效吸收和利用，是一种重要的太阳能转换装置。

科学阅读：全玻璃真空管式太阳能热水器全玻璃真空管式太阳能热水器构造
由真空管、联箱、尾座、支架组成。

分横管和竖管两种。

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。

全玻璃真空管集热器特点
真空管内直接对水进行加热，吸热效率最高；寿命长；成本最低；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。

但由于真空玻璃管内长期通水加热，有漏水、结水垢的可能。

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。

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全玻璃真空集热管：它的工作原理基本与平板集热器相同，白天在太阳照射下，太阳光透过集热管罩管后，被内管表面吸收涂层吸收转换成热能，并通过内管中的流体循环，最终将贮水箱中的水加热。

由于真空集热管采用了真空技术，降低对流损失，选择性涂层技术降低热辐射和全玻璃材料技术，降低传导损失，从而大大降低了集热管的热损失，使其具有良好的热性能。

为了确保产品质量，目前国家相关标准对全玻璃真空集热管规定了如下技术要求。

（1）将集热管在太阳辐照下空晒，当环境温度在8～30℃，太阳辐射强度H不低于800瓦/米2的条件下，以空气为工质，空晒温度为t s,环境温度在t a，空晒性能参数Y=（t s-t a）/H 不低于175（米2〃℃）/千瓦。

（2）将管内装入水，在环境温度8～30℃，水温从不低于环境温度的初始温度上升35℃时，所测得的闷晒太阳曝辐量不大于3800千焦/米2。

（3）测得管子在无太阳辐射之下的热损系数应小于0.9瓦/（米2〃℃）。

（4）两管之间的气体压强不大于5×10-2帕。

（5）能够承受三次以上的25℃水和90℃冷热水交替冲击，不破损。

（6）内管耐压0.6兆帕。

（7）集热管能承受直径25毫米的冰雹袭击，不破损。

真空太阳能热水器结构：太阳能热水器一般都由集热器、贮水箱、联接管道、支架和控制系统组成。

按集热原理、结构的不同可分为平板型热水器和真空管热水器两大类。

按其工质的流动方式不同，一般分为循环直流式和闷晒式。

家用太阳能热水器，一家一户独立成为一个热水器系统，通常都采用自然循环式或闷晒式。

安装与维修：（一）太阳能热水器安装家用太阳能热水器一般都安装在房顶上。

首先，要确定安装的位置，集热器正南放置时，固定倾角比当地纬度大5～10°。

真空管太阳热水器通过联集管把真空管联集，再与水箱相接，对于家用太阳热水器，可用联集管兼水箱，成为整体式。

其次，安装顺序应是把水箱、支架、输水管安装完毕后，最后再插玻璃真空集热管，顺序不能颠倒，否则会造成集热管高温空晒损坏原器件。

全玻璃真空集热管的基本结构嘿，大家好！今天咱们聊聊一个很酷的玩意儿——全玻璃真空集热管。

这东西听起来高大上，其实它就是个能把阳光变成热量的神器，简直是太阳能的“小马达”。

那么，这个集热管到底是个啥结构呢？让我们一起捋一捋！1. 全玻璃真空集热管的外观首先，咱们得从外观说起。

全玻璃真空集热管，顾名思义，它的外壳是用玻璃做的。

想象一下，一个个亮晶晶的管子，就像一根根可爱的“小雨伞”，在阳光下闪闪发光。

其实，它们都是围绕着真空这个“隐形侠”工作，真空的存在就像把阳光的热量牢牢地锁住，不让它们轻易跑掉，真是个聪明的设计啊！1.1 玻璃管的设计这玻璃管的设计可真不简单，外层是高强度的特殊玻璃，能抵挡各种恶劣天气。

你要是担心下雨、下雪什么的，这可真不在话下。

这些管子就像一身铠甲，牢牢守护着里面的热量。

外面看着光鲜亮丽，里面可是秘密武器哦！1.2 真空的作用说到真空，咱们得详细聊聊。

你知道吗，真空就像个完美的隔离器，能把热量和冷空气隔绝开。

没了空气，热量就不容易流失，这样阳光一照，热量就乖乖地被吸收了。

就像把阳光放在了一个“保温杯”里，温度稳得不要不要的。

2. 内部结构的奥秘接下来，我们要一探究竟，看看这个集热管的内部结构。

其实，里面可真有门道，特别是那个集热器，它就像个“热量吸尘器”，把阳光吸进来，转化成热量，真是神奇。

2.1 选择合适的材料集热器一般用铝或者铜制成，这两种材料热传导性都很好，简直是“热量的搬运工”。

它们能迅速把吸收到的阳光热量传递给周围的水，让水变得温暖如春。

冬天洗澡再也不怕冷水泼身上，真是幸福啊！2.2 结构的紧凑设计而且，这个集热管的设计非常紧凑，内部空间利用得相当巧妙。

就像是把阳光的能量装进了小巧的“热量宝盒”，让它们集中发力，效率杠杠的。

简直就是节能环保的典范，谁不想用这样的“宝贝”呢？3. 工作原理的魅力现在，咱们来聊聊这个集热管是怎么工作的。

它的工作原理就像魔术一样，让你眼前一亮。