真空管太阳能热水器

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1、真空管太阳能热水器一、真空管太阳集热管二、真空管太阳集热器三、真空管太阳热水器一、真空管太阳集热管主讲人：段朝刚崔智华韩昭(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：1.1979年-1985年科研与开发。2.1986年-1992年完成国家“七·五”科技攻关课题，年产3万支至15万支。3.1993年实施国家重点产、学、研。D.2003年，国内有2

2、00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。真空管太阳集热管又可分为几种：全玻璃真空管式改进型全玻璃真空管玻璃-金属真空集热管常用的为全玻璃真空管式，其优点：安全、节能、环保、经济。（一）全玻璃真空管太阳能集热管构造全玻璃真空管的构造由内玻璃管、太阳选择性吸

3、收涂层、真空夹层、罩玻璃管、支承件（弹簧卡子）、吸气剂等部分组成。原理1.内玻璃管用来作为水的流动管道；2.氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜等太阳选择性吸收涂料，是通过采用真空沉积、溅射技术、电化学处理等工艺均匀地涂在内玻璃管的外表面，用来吸收太阳辐射能；3.将涂有选择性涂层的内玻璃管封入罩玻璃内，然后将内外玻璃管之间抽成真空，形成真空度为0.05Pa的真空夹层，以减少由于空气对流和传导而引起的热损失，这与热水瓶的原理相似；4.全玻璃真空集热管采用单端开口设计，通过一端内、外管环形熔封起来，其内管另一端是密闭半

4、球形圆头，弹簧卡子就是用来将该圆头支承在罩玻璃管的内部端，使得内玻璃管吸收太阳辐射而温度升高时，玻璃圆头形成热膨胀的自由端，从而缓冲了热水器工作时引起真空集热管开口端部的热应力；5.真空管在受热后，原来被吸附在管壁上的微量气体（主要是水蒸气）会释放出来，影响真空度，吸气剂和吸气膜就是用来吸收这些被释放出来的气体，以保持集热管内的高真空。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

5、腐蚀性能；具有良好的光学性能，透光率≥0.89）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

6、25mm的冰雹袭击下不损坏。罩玻璃管切齐一端烧圆头接排气嘴退火清洗烘干内玻璃管切齐一端烧圆头退火清洗烘干内玻璃管外表面沉积太阳选择性吸收涂层弹簧卡子清洗烘干点焊成形吸气剂小碟点焊装配点焊罩玻璃管、吸热管和带吸气剂的卡子组装装箱检验蒸散吸气剂封离排气嘴真空烘烤排气环形封口端退火罩玻璃管与吸热管开口端环形熔封全玻璃真空管集热管制造工艺流程真空的获得a.低真空的获得：一般采用旋片式机械泵，工作的原理是基于变容作用，用油来保持运动部件之间的密封，靠机械的办法，使某一密封空间的容积周期性地增大（抽气）、缩小（排气），从

7、而达到连续抽气和排气的目的。工作的范围为760~5×10-4托。b.高真空的获得：一般采用油蒸气扩散泵，工作的原理是泵油经电炉加热后，产生的油蒸气沿着泵芯导流管传输到上部各级喷嘴，蒸气流在喷嘴帽处改变方向，由于喷嘴处的咽喉缝截面积很小，于是油蒸气高速蒸气从喷嘴喷出，形成了定向运动的射流。若气体分子扩散到油蒸气射流区域，与油蒸气分子发生碰撞，便得到了与油蒸气相同的运动方向和速度。由于油蒸气流密度远大于被抽气体密度，只要使油蒸气流和泵壁之间保持相当角度，则气体分子大部分将被带到喷嘴下方。这样，气体分子被油气流逐级

8、向下推送、压缩，最后由前级泵抽出系统。而油蒸气碰到冷泵壁后，被冷凝成液体，顺泵壁流回油锅继续循环使用。工作的范围为10-7~10-10托的极限真空。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。真空管镀膜技