真空管型太陽(yáng)能集熱器

1、一、全玻璃真空管集熱器一、全玻璃真空管集熱器全玻璃真空太陽(yáng)集熱管發(fā)展及簡(jiǎn)介全玻璃真空太陽(yáng)集熱管發(fā)展及簡(jiǎn)介1發(fā)展發(fā)展a. 1973年世界上出現(xiàn)石油價(jià)格猛漲，年世界上出現(xiàn)石油價(jià)格猛漲，“能源危機(jī)能源危機(jī)”、“石油危機(jī)石油危機(jī)”推出平推出平板式太陽(yáng)能熱水器。板式太陽(yáng)能熱水器。b.我國(guó)我國(guó)1979年開(kāi)始，近年開(kāi)始，近20多年來(lái)發(fā)展較快，清華大學(xué)無(wú)線電電子系研制出多年來(lái)發(fā)展較快，清華大學(xué)無(wú)線電電子系研制出全玻璃真空管集熱器樣機(jī)。全玻璃真空管集熱器樣機(jī)。c.分為三個(gè)階段：分為三個(gè)階段：A.1979年年-1985年科研與開(kāi)發(fā)。年科研與開(kāi)發(fā)。B.1986年年-1992年完成國(guó)家年完成國(guó)家“七七五五”科技攻關(guān)課

2、題，年產(chǎn)科技攻關(guān)課題，年產(chǎn)3萬(wàn)支至萬(wàn)支至15萬(wàn)支。萬(wàn)支。C.1993年實(shí)施國(guó)家重點(diǎn)年實(shí)施國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)、學(xué)、研。產(chǎn)、學(xué)、研。d. 2003年，國(guó)內(nèi)有年，國(guó)內(nèi)有200多家生產(chǎn)集熱管廠，生產(chǎn)線達(dá)多家生產(chǎn)集熱管廠，生產(chǎn)線達(dá)400條。條。2簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介a.原理簡(jiǎn)單，集熱管象拉長(zhǎng)的保溫瓶一樣。原理簡(jiǎn)單，集熱管象拉長(zhǎng)的保溫瓶一樣。b.質(zhì)量要求嚴(yán)格，必須有好的吸熱層，吸熱層的吸收率要高，熱反射率要質(zhì)量要求嚴(yán)格，必須有好的吸熱層，吸熱層的吸收率要高，熱反射率要低，有好的保溫防止熱量向外對(duì)流，傳遞向外幅射。低，有好的保溫防止熱量向外對(duì)流，傳遞向外幅射。c.一般要求吸收率一般要求吸收率90%以上，反射率以上，反射率9%以

3、下。以下。d.材料為高硼硅玻璃，膨脹系數(shù)小于材料為高硼硅玻璃，膨脹系數(shù)小于3.310-7。 目前市面上全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器主要有三大系列目前市面上全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器主要有三大系列產(chǎn)品，分別是：普通型全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器、熱管式產(chǎn)品，分別是：普通型全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器、熱管式全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器和全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器和U型管式全玻璃真空管太陽(yáng)集型管式全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器三大系列產(chǎn)品。目前仍然以普通型全玻璃真空管太陽(yáng)熱器三大系列產(chǎn)品。目前仍然以普通型全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器為主集熱器為主. 1、真空概念：、真空概念： a.“真空真空”是指在給定空間內(nèi)，氣體壓強(qiáng)低于一個(gè)大氣的是指在給定

4、空間內(nèi)，氣體壓強(qiáng)低于一個(gè)大氣的氣體狀態(tài)，同正常大氣相比，是氣體狀態(tài)，同正常大氣相比，是較為稀薄的一種氣體狀態(tài)較為稀薄的一種氣體狀態(tài)。我們所說(shuō)的真空是相對(duì)的，我們所說(shuō)的真空是相對(duì)的，絕對(duì)真空是不存在的絕對(duì)真空是不存在的。 b.真空的主要特點(diǎn)：與一個(gè)大氣壓相比，單位體積中氣體真空的主要特點(diǎn)：與一個(gè)大氣壓相比，單位體積中氣體分子的數(shù)目較少；氣體分子之間相互碰撞的次數(shù)較少；在分子的數(shù)目較少；氣體分子之間相互碰撞的次數(shù)較少；在單位時(shí)間內(nèi)碰到某一表面（如容器壁）上的氣體分子數(shù)也單位時(shí)間內(nèi)碰到某一表面（如容器壁）上的氣體分子數(shù)也比較少。比較少。 2、真空度量的單位和真空區(qū)域的劃分、真空度量的單位和真空區(qū)域的

5、劃分 a.真空度量的單位：壓強(qiáng)這個(gè)參數(shù)使用的多，最常用的真空度量的單位：壓強(qiáng)這個(gè)參數(shù)使用的多，最常用的是是“毫米汞柱毫米汞柱”或或“托托”。1托就是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下托就是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1毫米毫米汞柱對(duì)單位面積的壓力。因此，汞柱對(duì)單位面積的壓力。因此，1托托=1毫米汞柱毫米汞柱。隨國(guó)際。隨國(guó)際單位的推行，正式確定單位的推行，正式確定“帕斯卡帕斯卡”簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)“帕帕”為氣體壓強(qiáng)為氣體壓強(qiáng)的國(guó)際單位。的國(guó)際單位。1帕帕=1牛頓牛頓/米米2=7.500610-3托托7.510-3托。壓強(qiáng)和真空度是兩個(gè)完全不同的概念。托。壓強(qiáng)和真空度是兩個(gè)完全不同的概念。真空度高就意真空度高就意味著壓強(qiáng)低；反之，真空度低，

6、壓強(qiáng)就高味著壓強(qiáng)低；反之，真空度低，壓強(qiáng)就高。 b.真空區(qū)域的劃分：真空區(qū)域的劃分： 低真空低真空 7601托托 中真空中真空 110-3托托 高真空高真空 10-310-7托托 超高真空超高真空 10-7托托 3、 真空的獲得真空的獲得 a.低真空的獲得：一般采用旋片式機(jī)械泵，工作的原理低真空的獲得：一般采用旋片式機(jī)械泵，工作的原理是基于變?nèi)葑饔?，用油?lái)保持運(yùn)動(dòng)部件之間的密封，靠機(jī)是基于變?nèi)葑饔茫糜蛠?lái)保持運(yùn)動(dòng)部件之間的密封，靠機(jī)械的辦法，使某一密封空間的容積周期性地增大（抽氣）、械的辦法，使某一密封空間的容積周期性地增大（抽氣）、縮小（排氣），從而達(dá)到連續(xù)抽氣和排氣的目的。工作的縮小（排氣

7、），從而達(dá)到連續(xù)抽氣和排氣的目的。工作的范圍為范圍為760510-4托。托。b. 高真空的獲得：一般采用高真空的獲得：一般采用油蒸氣擴(kuò)散泵油蒸氣擴(kuò)散泵，工作的原理是泵，工作的原理是泵油經(jīng)電爐加熱后，產(chǎn)生的油蒸氣沿著泵芯導(dǎo)流管傳輸?shù)缴嫌徒?jīng)電爐加熱后，產(chǎn)生的油蒸氣沿著泵芯導(dǎo)流管傳輸?shù)缴喜扛骷?jí)噴嘴，蒸氣流在噴嘴帽處改變方向，由于噴嘴處的部各級(jí)噴嘴，蒸氣流在噴嘴帽處改變方向，由于噴嘴處的咽喉縫截面積很小，于是油蒸氣高速蒸氣從噴嘴噴出，形咽喉縫截面積很小，于是油蒸氣高速蒸氣從噴嘴噴出，形成了定向運(yùn)動(dòng)的射流。若氣體分子擴(kuò)散到油蒸氣射流區(qū)域，成了定向運(yùn)動(dòng)的射流。若氣體分子擴(kuò)散到油蒸氣射流區(qū)域，與油蒸氣分子發(fā)

8、生碰撞，便得到了與油蒸氣相同的運(yùn)動(dòng)方與油蒸氣分子發(fā)生碰撞，便得到了與油蒸氣相同的運(yùn)動(dòng)方向和速度。由于油蒸氣流密度遠(yuǎn)大于被抽氣體密度，只要向和速度。由于油蒸氣流密度遠(yuǎn)大于被抽氣體密度，只要使油蒸氣流和泵壁之間保持相當(dāng)角度，則氣體分子大部分使油蒸氣流和泵壁之間保持相當(dāng)角度，則氣體分子大部分將被帶到噴嘴下方。這樣，將被帶到噴嘴下方。這樣，氣體分子被油氣流逐級(jí)向下推氣體分子被油氣流逐級(jí)向下推送、壓縮，最后由前級(jí)泵抽出系統(tǒng)送、壓縮，最后由前級(jí)泵抽出系統(tǒng)。而油蒸氣碰到冷泵壁。而油蒸氣碰到冷泵壁后，被冷凝成液體，順泵壁流回油鍋繼續(xù)循環(huán)使用。工作后，被冷凝成液體，順泵壁流回油鍋繼續(xù)循環(huán)使用。工作的范圍為的范圍

9、為10-710-10托的極限真空。托的極限真空。全玻璃真空管介紹：全玻璃真空管介紹：全玻璃真空管的結(jié)構(gòu)：由外玻璃管、內(nèi)玻璃管、選擇性吸收涂層、彈簧全玻璃真空管的結(jié)構(gòu)：由外玻璃管、內(nèi)玻璃管、選擇性吸收涂層、彈簧支架、消氣劑等部件組成，其形狀如一只細(xì)長(zhǎng)的暖水瓶膽。支架、消氣劑等部件組成，其形狀如一只細(xì)長(zhǎng)的暖水瓶膽。1.外玻璃管外玻璃管 2.內(nèi)玻璃管內(nèi)玻璃管 3.選擇性吸收涂層選擇性吸收涂層 4.真空真空5.彈簧支架彈簧支架 6.消氣劑消氣劑 7.保護(hù)帽保護(hù)帽 全玻璃真空管的一端開(kāi)口，將內(nèi)玻璃管和外玻璃管全玻璃真空管的一端開(kāi)口，將內(nèi)玻璃管和外玻璃管的管口進(jìn)行的管口進(jìn)行環(huán)狀熔封環(huán)狀熔封；另一端分別封閉

10、成半球形圓頭，；另一端分別封閉成半球形圓頭，內(nèi)內(nèi)玻璃管用彈簧支架支撐于外玻璃管上玻璃管用彈簧支架支撐于外玻璃管上，以緩沖熱脹冷縮引，以緩沖熱脹冷縮引起的應(yīng)力。在內(nèi)玻璃管和外玻璃管之間的夾層抽成高真空。起的應(yīng)力。在內(nèi)玻璃管和外玻璃管之間的夾層抽成高真空。在外玻璃管尾端一般粘結(jié)一只金屬保護(hù)帽，以保護(hù)抽真空在外玻璃管尾端一般粘結(jié)一只金屬保護(hù)帽，以保護(hù)抽真空后封閉的排氣咀。內(nèi)玻璃管的外表面涂有選擇性吸收涂層。后封閉的排氣咀。內(nèi)玻璃管的外表面涂有選擇性吸收涂層。彈簧支架上裝有消氣劑彈簧支架上裝有消氣劑，它在蒸散以后用于吸收真空集熱，它在蒸散以后用于吸收真空集熱管運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的氣體，起保持管內(nèi)真空度的作用。

11、管運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的氣體，起保持管內(nèi)真空度的作用。全玻璃真空管集熱器的基本結(jié)構(gòu)全玻璃真空管集熱器的基本結(jié)構(gòu) 若干支真空管按照一定規(guī)則排列成的真空管陣列與若干支真空管按照一定規(guī)則排列成的真空管陣列與聯(lián)集管（或稱(chēng)為聯(lián)箱）、尾托架和反射器等部件一起組成聯(lián)集管（或稱(chēng)為聯(lián)箱）、尾托架和反射器等部件一起組成一臺(tái)真空管集熱器一臺(tái)真空管集熱器 全玻璃真空管集熱器的聯(lián)箱一般有圓形和方形兩種，全玻璃真空管集熱器的聯(lián)箱一般有圓形和方形兩種，多采用不銹鋼板制作，集熱器配管接頭焊接在聯(lián)箱的兩端。多采用不銹鋼板制作，集熱器配管接頭焊接在聯(lián)箱的兩端。聯(lián)箱的一面或兩面按設(shè)計(jì)的真空管間距開(kāi)孔，真空管的開(kāi)聯(lián)箱的一面或兩面按設(shè)計(jì)的真空管

12、間距開(kāi)孔，真空管的開(kāi)口端直接插入聯(lián)箱內(nèi)，真空管與聯(lián)箱之間通過(guò)硅橡膠密封口端直接插入聯(lián)箱內(nèi)，真空管與聯(lián)箱之間通過(guò)硅橡膠密封圈進(jìn)行密封。圈進(jìn)行密封。 為了提高真空管集熱器的性能，一些廠家的產(chǎn)品在真空為了提高真空管集熱器的性能，一些廠家的產(chǎn)品在真空管陣列的背面增設(shè)了反射板，其中多為平面漫反射板，一管陣列的背面增設(shè)了反射板，其中多為平面漫反射板，一般采用鋁板或涂白漆的平板制成。因?yàn)榉瓷浒彘L(zhǎng)期暴露在般采用鋁板或涂白漆的平板制成。因?yàn)榉瓷浒彘L(zhǎng)期暴露在空氣中，容易積聚灰塵和污垢，需要經(jīng)常清理，否則反射空氣中，容易積聚灰塵和污垢，需要經(jīng)常清理，否則反射效果會(huì)受到影響，并且反射板增大了集熱器的風(fēng)阻，影響效果會(huì)受

13、到影響，并且反射板增大了集熱器的風(fēng)阻，影響集熱器安裝的穩(wěn)定性，所以，風(fēng)沙比較大的地區(qū)不宜安裝集熱器安裝的穩(wěn)定性，所以，風(fēng)沙比較大的地區(qū)不宜安裝帶反射板的集熱器。帶反射板的集熱器。 按照真空管的安裝走向的不同，全玻璃真空管集熱器按照真空管的安裝走向的不同，全玻璃真空管集熱器可分為豎直排列（南北向）和水平排列（東西向）兩種排可分為豎直排列（南北向）和水平排列（東西向）兩種排列形式，其中水平排列又有水平單排和水平雙排兩種形式。列形式，其中水平排列又有水平單排和水平雙排兩種形式。真空管技術(shù)要求：真空管技術(shù)要求： 材料采用硼硅玻璃材料采用硼硅玻璃3.3； 平均熱損失系數(shù)平均熱損失系數(shù)0.9W/ m2 真

14、空度真空度510-2Pa； 耐熱沖擊應(yīng)能承受耐熱沖擊應(yīng)能承受25以下冷水和以下冷水和90以上熱水以上熱水交替反復(fù)沖擊交替反復(fù)沖擊3遍而不損壞；遍而不損壞； 耐壓沖擊應(yīng)能承受耐壓沖擊應(yīng)能承受0.6Mp的壓力；的壓力； 抗冰雹要求應(yīng)在徑向尺寸不大于抗冰雹要求應(yīng)在徑向尺寸不大于25mm的冰雹襲的冰雹襲擊下不損壞。擊下不損壞。玻璃管材料（硼硅玻璃）玻璃管材料（硼硅玻璃） 高硼硅玻璃特性高硼硅玻璃特性 高硼硅玻璃具有良好的抗化學(xué)侵蝕性、抗熱沖擊性；高硼硅玻璃具有良好的抗化學(xué)侵蝕性、抗熱沖擊性；機(jī)械性能好；使用溫度高；具有良好的工藝性。機(jī)械性能好；使用溫度高；具有良好的工藝性。 高硼硅玻璃的理化性能高硼硅

15、玻璃的理化性能膨脹系數(shù)膨脹系數(shù) 密度密度g/cm3 耐水耐水性能性能 耐酸性耐酸性能能 耐堿性耐堿性能能 軟軟化化點(diǎn)點(diǎn) 析品溫析品溫度度 （32.50.5）10-7/ 2.230.02 一級(jí)一級(jí) 一級(jí)一級(jí) 二級(jí)二級(jí) 820 695-1180 高硼硅玻璃采用標(biāo)準(zhǔn)高硼硅玻璃采用標(biāo)準(zhǔn) 采用中華人民共和國(guó)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采用中華人民共和國(guó)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2436-99全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管用玻璃管全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管用玻璃管。我集團(tuán)在行標(biāo)基。我集團(tuán)在行標(biāo)基礎(chǔ)上對(duì)規(guī)格尺寸和外觀指標(biāo)進(jìn)行加嚴(yán)，同時(shí)補(bǔ)充了型式檢礎(chǔ)上對(duì)規(guī)格尺寸和外觀指標(biāo)進(jìn)行加嚴(yán)，同時(shí)補(bǔ)充了型式檢驗(yàn)和產(chǎn)品使用說(shuō)明。驗(yàn)和產(chǎn)品使用說(shuō)明。 高硼硅玻

16、璃主要技術(shù)參數(shù)高硼硅玻璃主要技術(shù)參數(shù)熔化溫熔化溫度（度（） 成型溫成型溫度（度（） 軟化溫軟化溫度（度（） 退火爐退火爐溫度溫度（） 硬度硬度 1680 1260 830 560 七級(jí)七級(jí) 高硼硅耐熱玻璃器皿的性能優(yōu)勢(shì)：高硼硅耐熱玻璃器皿的性能優(yōu)勢(shì)： 1. 材料細(xì)密，不吸水。材料細(xì)密，不吸水。 2. 耐酸、耐堿、耐水性能優(yōu)越。耐酸、耐堿、耐水性能優(yōu)越。 3.硬度高、耐磨擦、可用洗碗機(jī)清洗。硬度高、耐磨擦、可用洗碗機(jī)清洗。 4.極易清洗、不易結(jié)漬，長(zhǎng)期使用光潔如新。極易清洗、不易結(jié)漬，長(zhǎng)期使用光潔如新。 5.不含對(duì)人體有害物質(zhì)。不含對(duì)人體有害物質(zhì)。 6.微波爐中使用，加熱不燙手，吸收微波極少，省

17、電節(jié)微波爐中使用，加熱不燙手，吸收微波極少，省電節(jié)能。能。 7.具有耐急冷、急熱、抗沖擊、不易碎等特性。具有耐急冷、急熱、抗沖擊、不易碎等特性。 高硼硅耐熱玻璃器皿，采用新配方、新技術(shù)、新工藝，造高硼硅耐熱玻璃器皿，采用新配方、新技術(shù)、新工藝，造型設(shè)計(jì)美觀雅致，是應(yīng)用于賓館、酒店、家庭的綠色環(huán)保型設(shè)計(jì)美觀雅致，是應(yīng)用于賓館、酒店、家庭的綠色環(huán)保用品，主要有：用品，主要有： 1. 微波爐用品。微波爐用品。 2. 民用高檔器皿。民用高檔器皿。 3. 建材高檔裝飾用品。如空心玻璃磚。建材高檔裝飾用品。如空心玻璃磚。全玻璃真空太陽(yáng)集熱管制造工藝全玻璃真空太陽(yáng)集熱管制造工藝1）拉封：）拉封： 對(duì)內(nèi)玻璃管

18、一端拉圓頭，外玻璃管一端拉圓頭并接排氣對(duì)內(nèi)玻璃管一端拉圓頭，外玻璃管一端拉圓頭并接排氣尾嘴尾嘴;2) 清洗：清洗： 對(duì)內(nèi)玻璃管和外玻璃管表面清洗、烘干，保證玻璃管表對(duì)內(nèi)玻璃管和外玻璃管表面清洗、烘干，保證玻璃管表面清潔，便于鍍膜和保證全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管真空面清潔，便于鍍膜和保證全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管真空夾層的真空品質(zhì)；夾層的真空品質(zhì)；3）鍍膜：）鍍膜： 采用磁控濺射鍍膜工藝和設(shè)備，在內(nèi)玻璃管外表面制備采用磁控濺射鍍膜工藝和設(shè)備，在內(nèi)玻璃管外表面制備選擇性太陽(yáng)吸收涂層，并將內(nèi)玻璃管裝配到帶有彈簧卡選擇性太陽(yáng)吸收涂層，并將內(nèi)玻璃管裝配到帶有彈簧卡子的外玻璃管內(nèi)；子的外玻璃管內(nèi)；4）環(huán)封：）環(huán)封

19、： 對(duì)全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器開(kāi)口端內(nèi)玻璃管和外玻璃管對(duì)全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器開(kāi)口端內(nèi)玻璃管和外玻璃管進(jìn)行熔封，使內(nèi)外玻璃管之間能夠形成真空夾層；進(jìn)行熔封，使內(nèi)外玻璃管之間能夠形成真空夾層；生產(chǎn)主要工藝為：生產(chǎn)主要工藝為：拉封、清洗、鍍膜、環(huán)封、排氣、檢驗(yàn)、裝箱拉封、清洗、鍍膜、環(huán)封、排氣、檢驗(yàn)、裝箱7個(gè)主要工藝及相關(guān)輔助工序。個(gè)主要工藝及相關(guān)輔助工序。5）排氣：）排氣： 對(duì)全真空玻璃管太陽(yáng)集熱管進(jìn)行高溫烘烤，對(duì)真空層進(jìn)對(duì)全真空玻璃管太陽(yáng)集熱管進(jìn)行高溫烘烤，對(duì)真空層進(jìn)行排氣，確保真空夾層具有良好的真空品質(zhì)，對(duì)點(diǎn)焊在彈行排氣，確保真空夾層具有良好的真空品質(zhì)，對(duì)點(diǎn)焊在彈簧卡子上的吸氣劑蒸散，在全玻璃真空太陽(yáng)集熱管圓頭端簧卡子上的吸氣劑蒸散，在全玻璃真空太陽(yáng)集熱管圓頭端形成吸氣劑膜，以維持真空夾層的真空度；形成吸氣劑膜，以維持真空夾層的真空度；6）檢驗(yàn)：）檢驗(yàn)： 對(duì)成品全玻璃真空太陽(yáng)集熱管質(zhì)量和性能檢驗(yàn)，確保全對(duì)成品全玻璃真空太陽(yáng)集熱管質(zhì)量和性能檢驗(yàn)，確保全玻璃真空太陽(yáng)集熱管技術(shù)指標(biāo)符合玻璃真空太陽(yáng)集熱管技術(shù)指標(biāo)符合GB17019-2005的要求，的要求，或公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求或公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求7）裝箱：）裝箱： 對(duì)合格品全玻璃真空太陽(yáng)集熱管進(jìn)