热管式真空管太阳能热水器采用玻璃与金属封接技术,使管内不走水,并处于完全真空状态,依靠管内的铜铝复合条带与热水器的水箱相连接,从而达到热能传导的目的。
热管式真空管是我国自己开发成功的一种金属吸热体真空管,于上世纪90年代中期投入市场。热管式真空管综合应用了真空技术、热管技术、玻璃-金属封接技术和磁控溅射涂层技术,不仅使太阳能集热器能够全年运行,而且提高了工作温度、承压能力和系统可靠性,使太阳能热利用进入中高温领域。
热管式真空管的外形尺寸为ф100mm×2000mm,它主要由热管、吸热板、玻璃管、金属端盖和消气剂等部件组成。
太阳光透过玻璃管,照射在吸热板上,高吸收率的太阳选择性吸收膜将太阳辐射能转化为热能。吸热板吸收的热量迅速将热管内少量工质汽化,为保证汽化的工质迅速上升到冷凝端,真空管工作时与地面的倾角应大于15度,被汽化的工质上升到热管冷凝端向被加热的工质(水或空气)放出汽化潜热后,冷凝成液体,在重力作用下流回热管蒸发端,利用热管内少量工质的汽—液相变循环过程,连续地将吸收的太阳辐射能传递到冷凝端加热工质。
作为高效传热元件的热管由蒸发段和冷凝段两部分组成。蒸发段与吸热板紧密连接。吸热板表面磁控溅射AL-N-AL选择性吸收涂层,吸收比大于0.93,发射率小于0.08。先进的热压封技术应用于玻璃-金属之间的封接。玻璃管采用硼硅玻璃,透射率大于0.90。每支热管真空管的冷凝端通过导热块的导热,将热量传递给集管,被加热的工质(水)经过集管时,将热量带走。在这个工作过程中,真空管的冷凝端与导热块是钢性连接。被加热工质不流经真空管,因此真空管的安装十分简单,而且管子不与介质发生干扰,即便真空管发生损坏,太阳能集热器的工作并不因此而中断,在保温盒内填充了保温材料,有效地控制了运行过程中的热量损失。
热管式真空管太阳能热水器的使用广泛,不受安装条件的限制,无论是在对于平房用户还是高层楼房用户,均可安装使用。逐步成为太阳能行业的主打品牌。
热管式真空管太阳能热水器分类
热管真空管式太阳能热水器是一种新型的太阳能热水器,也是热效率最高和最有前途的一种太阳能热水器。这种形式的热水器最重要的特点是将太阳光的集热部分安装在真空玻璃管内。玻璃管内的真空度约为1%Pa,因此可以利用真空隔热有效地减少热管蒸发段向外界的散热损失。真空管内的闷晒温度可达到250℃,在-25℃的环境温度下不会被冻坏。热管真空管式太阳能热水器又可分为聚光式和非聚光式两种类型。
非聚光式
非聚光式包括单层玻璃套管和双层玻璃真空管两种结构:
1、单层玻璃套管热管集热器位于热管玻璃真空管内的热管和平板式热管太阳能热水器的热管形式类似.在热管的两侧焊有两条肋片.并涂有高吸收率低红外发射率的选择性吸收涂层。
2、双层玻璃真空管热管集热器热管上焊有弧形肋片,热管蒸发段外罩双层玻璃真空管.内层玻璃管的外表面涂选择性吸收涂层作为吸收表面。
聚光式
与非聚光式热管真空管太阳能热水器相比聚光式热管真空管太阳能热水器增加了一个聚光器,因此它的集热温度要比非聚光式热管真空管太阳能热水器高.聚光式热管真空管太阳能热水器分为外聚光和内聚光两种。外聚光热管真空管式太阳能热水器复合抛物面案光器(CPC)位于真空玻璃管之外,太阳光照射到CPC反射板上被反射会聚到选择性吸收涂层表面,涂层将光能转化为热能传递给热管,传热流体流经热管冷凝段水套将热量带走。外聚光热管真空管式太阳能热水器会聚比(聚光器开口面积与吸热管表面积之比)较高,集热温度范围为100 ℃-200℃。内聚光热管真空管式太阳能热水器在玻璃真空管内装有复合抛物面反射板。内聚光热管真空管式太阳能热水器会聚比较低,集热温度范圈为80℃-120℃。可以将任意角度射入的太阳光聚集到热管上。因此它的集热温度要比非聚光式热管真空管太阳能热水器高。