玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管

《玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管(GB/T 19775-2005)》由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版，全國能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)僅適用于玻璃—金屬封接式熱管真空太陽集熱管。2100433B

全玻璃真空太陽集熱管玻璃

國家標(biāo)準(zhǔn) 《全玻璃熱管真空太陽集熱管》（GB/T 26975-2011） 規(guī)定：生產(chǎn)制造全玻璃真空集熱管的玻璃材料應(yīng)采用硼硅玻璃3.3。該材料具有很好的透光性能，玻璃中的氧化鐵含量為0.5%以下；熱穩(wěn)定性能好、熱膨脹系數(shù)低，為3.3×10ˉ6/℃;耐熱沖擊性能好、耐熱溫差大于200℃；有較高的機(jī)械強(qiáng)度，有較好的抗化學(xué)侵蝕性并適合于加工。

全玻璃真空太陽集熱管真空度

確保真空集熱管的真空度是提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證產(chǎn)品使用年限的重要指標(biāo)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，集熱管的真空度應(yīng)小于或等于5×10ˉ2Pa.

要使集熱管內(nèi)長期保持較高的真空度，在排氣臺(tái)排氣時(shí)，必須對(duì)玻璃真空集熱管進(jìn)行較高溫度與較長時(shí)間的保溫烘烤，以消除管內(nèi)水蒸氣及其他氣體，此外，在真空集熱管內(nèi)還放置了蒸散吸氣劑，它蒸散在抽真空封口一端的管殼內(nèi)表面上，像鏡面一樣，能在運(yùn)行時(shí)吸收集熱管內(nèi)釋放出的微量氣體，以確管內(nèi)真空度的保持。一旦銀白色的鏡面消失，就說明該真空集熱管的真空度受到損壞，管子也就報(bào)廢了。

全玻璃真空太陽集熱管選擇性吸收涂層

采用光譜選擇性吸收膜作為光熱轉(zhuǎn)換材料是真空集熱管的又一重要特點(diǎn)。對(duì)于真空集熱管的選擇性吸收膜需要考慮兩個(gè)特殊要求：一是真空性能；二是耐溫性能。工作時(shí)要求不影響管內(nèi)真空度，其他性能指標(biāo)也不能下降。

真空集熱管選擇性吸收膜需使用專門設(shè)備進(jìn)行制作，我國真空集熱客管選擇性吸收膜絕大多數(shù)采用磁控濺射工藝。例如，鋁-氮-鋁選擇性吸收膜，它的太陽輻射吸收比α大于0.93紅外發(fā)射比ε約0.06；而國家標(biāo)準(zhǔn)α≥0.86，ε≤0.08。

全玻璃真空太陽能集熱管由具有太陽選擇性吸收涂層的內(nèi)玻璃管和同軸的罩玻璃管構(gòu)成，內(nèi)玻璃管一端為封閉的圓頂形狀，由罩玻璃管封離端內(nèi)帶吸氣劑的支承件支承；由罩玻璃管、內(nèi)玻璃管或直徑在罩玻璃管和內(nèi)玻璃管之間熔封一封閉段為冷凝段，在密閉空間內(nèi)有熱管的工作液體。

全玻璃真空太陽能集熱管由內(nèi)、外兩根同心圓玻璃管構(gòu)成，具有高吸收率和低發(fā)射率的選擇性吸收臘沉積在內(nèi)管外表面上構(gòu)成吸熱體，內(nèi)外管夾層之間抽成高真空，其形狀像一個(gè)細(xì)長的暖水瓶膽，如圖1下圖所示。它采用單端開口，將內(nèi)、外管口予以環(huán)形熔封；另一端是密閉半球開有圓頭，由彈簧卡支撐，可以自由伸縮，以緩沖內(nèi)外管熱脹冷縮引起的應(yīng)力。彈簧卡上裝有消氣劑，當(dāng)它蒸散后能吸收真空運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的氣體，保持管內(nèi)真空度。

真空管熱水器全名為全玻璃真空太陽集熱管熱水器，其集熱部件為全玻璃真空太陽集熱管。全玻璃真空太陽集熱管最初在上世紀(jì) 70 年代問世，基于 1977 年澳大利亞悉尼大學(xué)發(fā)明的漸變膜的基礎(chǔ)上，由美國歐斯公司率先研制出來，在一定溫度下有很好的集熱和保溫特性。80 年代初期，美籍華人貝律昆先生將其引入國內(nèi)，之后經(jīng)過沈陽玻璃設(shè)計(jì)廠工程師的艱苦研究，使得真空管進(jìn)而在中國問世。1984 年，清華大學(xué)殷志強(qiáng)教授發(fā)明了漸變“Al N/Al”選擇性吸收涂層技術(shù)，這種選擇性膜層已在國內(nèi)多家公司大規(guī)模生產(chǎn)，其出色的性能奠定了中國太陽能熱利用行業(yè)大發(fā)展的基礎(chǔ)，開創(chuàng)了全玻璃真空太陽集熱管在中國的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

中國太陽能熱水器累計(jì)安裝量的 90%為真空管熱水器，這一使用總量則占世界使用總量的 97%。