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全玻璃真空管太陽集熱器
作者:admin 日期:2015-05-21 21:20:20 點擊:878

 

. 全玻璃真空管太陽集熱器的分類及特點

目前市面上全玻璃真空管太陽集熱器主要有三大系列產品,分別是:普通型全玻璃真空管太陽集熱器、熱管式全玻璃真空管太陽集熱器和U型管式全玻璃真空管太陽集熱器三大系列產品。目前仍然以普通型全玻璃真空管太陽集熱器為主,下面就三大系列產品的結構和特點逐一介紹。

(一)普通型全玻璃真空管太陽集熱器

1、  組成:真空管、聯箱、尾座、支架組成。分橫管和豎管兩種。

 

(1)    真空管構造:真空管是全玻璃真空管集熱器的核心部件、是整個太陽能系統的發動機,其性能優劣決定著整個系統的得熱性能和壽命。

真空管構造圖

 

 

① 罩玻璃管   ② 內玻璃管    ③ 卡子    ④ 吸氣劑

⑤ 真空夾層   ⑥ 選擇性吸收涂層         ⑦ 吸氣膜 

2)真空管材質要求:真空管采用硼硅玻璃3.3(氧化鐵含量5%以下;熱穩定性好;熱膨脹系數低為3.3×10-6/℃;耐熱沖擊性好,耐熱溫差大于200℃;有較高的機械強度;較好的抗化學腐蝕性能;具有良好的光學性能,透光率≥ 0.89

3)真空管技術要求:

①材料采用硼硅玻璃3.3

②空曬性能參數y175m2•℃/kW(當太陽輻照度G800W/ m2,環境溫度t830℃之間)

③悶曬到水溫增加35℃所需的太陽能曝輻量≤3.8MJ/ m2(當太陽輻照度G800W/ m2,環境溫度t830℃之間)

④平均熱損失系數≤0.9W/ m2·℃

⑤真空度≤5×10-2Pa

⑥耐熱沖擊應能承受25℃以下冷水和90℃以上熱水交替反復沖擊3遍而不損壞;

⑦耐壓沖擊應能承受0.6Mp的壓力;

⑧抗冰雹要求應在徑向尺寸不大于25mm的冰雹襲擊下不損壞。

4)真空管鍍膜技術

 目前真空管的鍍膜工藝有兩種:漸變鍍膜工藝和干涉鍍膜工藝,過去常用的“曬樂”真空管就是采用漸變鍍膜工藝,為真空管式太陽能熱水器的推廣和普及奠定了堅實的基礎;

 

 

真空管干涉鍍膜工藝膜層示意圖

2、全玻璃真空管集熱器特點:真空管內直接對水進行加熱,吸熱效率*高;壽命長;成本*低;適用范圍廣,可以在零下三十度的環境下正常運行。目前市面上的太陽能集中供水工程80%使用該系列產品。該系列產品對系統的設計、安裝施工要求很高,如設計不當或安裝不良會出現爆管現象。(二)熱管式真空管型太陽能集熱器

熱管式真空管型太陽能集熱器是在普通真空管集熱器的基礎上發展起來的新型產品。在一些特殊領域得到了廣泛的應用。

2、熱管式真空管型太陽能集熱器特點

1)結構

 

 

如上圖所示,在普通真空管內插入熱管,熱管外包鋁型材翅片,鋁型材翅片與真空管內壁接觸,起到傳遞熱量的作用。熱管是一根兩端封閉的盲管。其加工工藝是,使用純銅銅管(純銅含量≥99.99%,俗稱無氧銅)注入蒸餾水,并進行抽真空分離封堵。蒸餾水在真空狀態下其沸點極低,通過蒸餾水的蒸發吸熱和冷凝放熱兩個過程進行熱量傳遞,其傳熱效率很高。但是由于熱管的真空度對傳熱效率影響非常大,所以熱管的排氣(抽真空)對材料和工藝要求非常嚴格,材料必須使用無氧銅,無氧銅質密可以防止氧離子向管內滲透,當然這種材料的價格也是相當昂貴,造成熱管產品的成本居高不下。普通的生產工藝難以保證熱管的產品質量,生產環境和生產設備都要求非常嚴格,哪怕一點手漬的污染,也會造成真空度難以保證,一旦真空度下降,其傳熱效率將大大降低。目前國內只有一兩家的熱管產品能夠達到國標要求。熱管壽命一般在五~八年。

2)特點:破管無泄漏,系統穩定;熱效率較高;壽命較短,成本高。銅材要求嚴格,生產工藝要求嚴格。集熱器與地平面的夾角越大其效率越高。銅管內真空度高,一旦泄漏空氣,效率急劇下降直至失效。

(三)U型管式真空管型太陽能集熱器

1、結構

 

 

1——真空管    2——鍍膜膜層   3——U型銅管   4——鋁型材翅片

如上圖所示,在普通真空管內插入U型銅管,U型銅管外包鋁型翅片,鋁型翅片與真空管內壁接觸,起到傳遞熱量的作用。U型銅管與管路系統、水箱內的換熱盤管組成封閉的環路,通過介質的強制循環進行換熱。該系列集熱器主要用于高檔產品,系統可以實現間接換熱、承壓運行,水質更衛生,但集熱器的成本*高。下圖為U型式真空管型太陽能集熱器與相關部件組成的太陽能熱水系統。

2、特點:可以實現間接換熱、承壓運行,炸管無泄漏,系統*穩定;壽命*長;熱效率較高;成本*高。主要用于高檔住宅和特殊意義的用水環境。

 

 綜合上述,三種太陽能集熱器各有其特點,普通型太陽能集熱器以其低成本、長壽命、高效率等特點占據了太陽能市場的大部分份額,熱管產品以其熱導傳熱效果主要應用于一些高速傳熱和散熱的工業設備,U型管式產品主要應用于高檔住宅和水質要求較高的用水場所。

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