全玻璃真空管太阳能集热器

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1、新能源与节能技术全玻璃真空管太阳能集热器AllGlassEvacuatedCollectorTubes2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术发展平板型太阳能集热器的问题：热损失6-8W/(m2oC),加选择性吸收层后4-5W/(m2oC)1930年G.C.Abbot做出了真空太阳集热管：20世纪80年代初期，美籍华人贝律昆先生送给我国几只全玻璃真空太阳集热管样品。不久，沈阳玻璃计器厂首先研制成功全玻璃真空管集热器，并代表中国参加了1982年在美国举办的世界能源博览会。清华大学现电子工程系

2、、上海硅酸盐研究所、沈阳玻璃二厂分别研制出全玻璃真空管集热器样机。1997年，全国销量约4000000支。现在国内的真空管太阳热水器生产和应用的规模居世界首位。2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术1、全玻璃真空管的构造普通平板集热器主要热损失来源：夹层中的空气真空管：切断集热器与透明盖板之间的导热和对流换热热桥。全玻璃真空管的构造由内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、支承件（弹簧卡子）、吸气剂等部分组成。2009-10HenanPolytechnicUniversity新

3、能源与节能技术2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术2、全玻璃真空管的玻璃玻璃管价格占集热管材料成本的80%。（KG-33）Pyrex，硼硅玻璃3.3（KG-33）Pyrex-SiO2含量>78%,高硼硅玻璃，ISO：硼硅玻璃3.3玻璃管应满足的要求：1）化学稳定性抗酸、抗碱、抗水特硬和中性硼硅玻璃，抗水一级2）光学性质透射比0.9以上着色剂：影响最大的是Fe离子，国外<0.015%,透射比0.915含有光致着色成分：Ag、Cu、Mn、Ce等在紫外光作用下变价，形成色心，导致透射比下降。

4、2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术3）热稳定性内外玻璃管温度-10oC，100oC-20oC，250oC抗胀强度KE弹性模量热膨胀系数硼硅玻璃（北京特硬硼硅玻璃）E=617.4×108Pa热胀系数3.3×10-6/oC2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术热膨胀系数大于3.4的硼硅玻璃不适合用于全玻璃真空太阳集热管研究发现热胀系数大于3.3，分相，结构松散，性能发生突变，无法机械化成型；抗水和机械性能大幅度下降；2009-10Hena

5、nPolytechnicUniversity新能源与节能技术4）玻璃的机械性能露天使用，经受冰雹、飞沙走石的冲击。抗胀强度是机械性能的主要指标，理论值很高，都能满足要求，但玻璃易碎硬度要高2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术抗冰雹性能试验放置角度：45o热水器放置角度：当地纬度+5-10o径向尺寸15-25mm的冰块从3-4m高处自由落体至玻璃管（实际冰雹一般5-10mm，速度10m/s）25mm的立方体冰块，在冷水中浸泡5-10min，棱角不锋利为准。二楼窗口投放。2009-10He

6、nanPolytechnicUniversity新能源与节能技术5）玻璃的真空性能两层玻璃维持0.05Pa的真空状态，以保证隔热透气性方面都可保证表面气体吸附能力；玻璃中溶解气体多少及解析能力2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术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；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

7、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。2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术2、全玻璃真空管的尺寸1、罩玻璃管和内玻璃管管径大小的影响？偏大，有效采光面积大，但启动慢，夜间热损失大偏小，有效采光面积小外径：Ф37mm，Ф47mmФ47mm，Ф58mmФ58mm，Ф70mm2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术2、全玻璃真空管的长度和壁厚适当增大长度，增加生产效率，提高集热管的光-热性能。初期，1.2m1.5m，1.8m壁

8、厚：1.6-2mm±0.15mm两管间隙：不接触情况下，有0.2mm即可2009-10HenanPolytechnicUniversity新能源与节能技术选择性吸收涂层选择性吸收涂层：氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜等太阳选择性吸收涂料介质-金属-介