（二）改进型全玻璃真空管
? 全玻璃真空管集热器在运行过程中，由于 管内装水，若有一只管损坏，整个系统就 要停止工作。为解决这个问题，可以在全 玻璃真空管的基础上，采用两种方法进行 改进：一种是将带有金属片的热管插入真 空集热管中，使金属紧紧靠近在内玻璃管 的表面；另一种是将带有金属片的U型插 入真空集热管中，也使金属片紧紧靠在玻 璃管的内表面。
4.作用：
蒸散型吸气剂 非蒸散型吸气剂 a.在短时间内提高管内的真
空度，有利于缩短排气时间。
钡铝镍
钡钛 起蒸 6S
b.吸除封离后管内剩余气体 及器件在工作时处于高温状态 下各部件所放出的气体。
总蒸 12S
c.吸除器件启动和反常工作 时的突发性放气，以保证器件 内良好的真空状态，延长使用 寿命，提高器件可靠性。
的原理是泵油经电炉加热后，产生的油蒸气沿着 泵芯导流管传输到上部各级喷嘴，蒸气流在喷嘴 帽处改变方向，由于喷嘴处的咽喉缝截面积很小 ，于是油蒸气高速蒸气从喷嘴喷出，形成了定向 运动的射流。若气体分子扩散到油蒸气射流区域 ，与油蒸气分子发生碰撞，便得到了与油蒸气相 同的运动方向和速度。由于油蒸气流密度远大于 被抽气体密度，只要使油蒸气流和泵壁之间保持 相当角度，则气体分子大部分将被带到喷嘴下方 。这样，气体分子被油气流逐级向下推送、压缩 ，最后由前级泵抽出系统。而油蒸气碰到冷泵壁 后，被冷凝成液体，顺泵壁流回油锅继续循环使 用。工作的范围为 10-7~10-10 托的极限真空。
全玻璃真空管集热管制造工艺流程
罩玻璃管切齐
干
退火
内玻璃管外表面沉积 清洗烘干 太阳选择性吸收涂层
弹簧卡子清洗 烘干
吸气剂
小碟
点焊成形 点焊
装配点焊
罩玻璃管、吸热管和 带吸气剂的卡子组装
装箱
检验
蒸散吸 封离排 真空烘 环形封口 气剂 气嘴 烤排气 端退火
真空管技术要求：
①材料采用硼硅玻璃 3.3； ②空晒性能参数 y≥175m2?℃/kW（当太阳辐照度 G≥800W/ m2, 环境温度t在8～30℃之间） ③闷晒到水温增加 35℃所需的太阳能曝辐量 ≤3.8MJ/ m2 （当太阳辐照度 G≥800W/ m2, 环境温 度t在8～30℃之间） ④平均热损失系数 ≤0.9W/ m2?℃ ⑤真空度 ≤5×10-2Pa ； ⑥耐热冲击应能承受 25℃以下冷水和 90℃以上热 水交替反复冲击 3遍而不损坏； ⑦耐压冲击应能承受 0.6Mp的压力； ⑧抗冰雹要求应在径向尺寸不大于 25mm的冰雹 袭击下不损坏。
真空管太阳能 热水器
?一、真空管太阳集热管 ?二、真空管太阳集热器 ?三、真空管太阳热水器
一、真空管太阳集热管
主讲人：段朝刚 崔智华 韩昭
(1)发展
? A. 1973年世界上出现石油价格猛涨，“能源危 机”、“石油危机”推出平板式太阳能热水器。
? B.我国1979年开始，近 20多年来发展较快，清 华大学无线电电子系研制出全玻璃真空管集热器 样机。
? C.分为三个阶段： 1.1979年-1985年科研与开发 。2.1986年-1992年完成国家“七 ·五”科技攻关 课题，年产 3万支至15万支。3.1993年实施国家 重点产、学、研。
? D. 2003年，国内有 200多家生产集热管厂，生产 线达400条。
（2）简介
? a.原理简单，集热管象拉长的保温瓶一样。 ? b.质量要求严格，必须有好的吸热层，吸热
层的吸收率要高，热反射率要低，有好的保 温防止热量向外对流，传递向外幅射。 ? c.一般要求吸收率90%以上，反射率9%以下。 ? d.材料为高硼硅玻璃，膨胀系数小于 3.3×10-7。
真空管太阳集热管又可分为几 种：
? 全玻璃真空管式 ? 改进型全玻璃真空管 ? 玻璃-金属真空集热管
常用的为全玻璃真空管式，其优点： 安全、节能、环保、经济。
（一）全玻璃真空管太阳能 集热管
构造
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。
原理
? 1.内玻璃管用来作为水的流动管道；
? 2.氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜等太阳选择 性吸收涂料，是通过采用真空沉积、溅射技术、 电化学处理等工艺均匀地涂在内玻璃管的外表面， 用来吸收太阳辐射能；
? 5.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。
真空管材质要求：
真空管采用硼硅玻璃3.3（氧化铁含量 5%以下；热稳定性好；热膨胀系数低 为3.3×10-6/℃；耐热冲击性好，耐热 温差大于200℃；有较高的机械强度； 较好的抗化学腐蚀性能；具有良好的光 学性能，透光率≥ 0.89）
真空管镀膜技术
目前真空管的镀膜工艺有两种：渐变 镀膜工艺和干涉镀膜工艺，过去常用 的“晒乐”真空管就是采用渐变镀膜 工艺，为真空管式太阳能热水器的推 广和普及奠定了坚实的基础；皇明太 阳能推出的干涉镀膜工艺是真空管的 镀膜技术得到进一步的发展，吸收率 更高、散热率更低。
吸气剂
1.类型 2.成分 3.蒸散
? 3.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；
? 4.全玻璃真空集热管采用单端开口设计，通过一 端内、外管环形熔封起来，其内管另一端是密闭 半球形圆头，弹簧卡子就是用来将该圆头支承在 罩玻璃管的内部端，使得内玻璃管吸收太阳辐射 而温度升高时，玻璃圆头形成热膨胀的自由端， 从而缓冲了热水器工作时引起真空集热管开口端 部的热应力；
罩玻璃管与吸热管开 口端环形熔封
真空的获得
a.低真空的获得：一般采用旋片式机械泵，工 作的原理是基于变容作用，用油来保持运动部 件之间的密封，靠机械的办法，使某一密封空 间的容积周期性地增大（抽气）、缩小（排 气），从而达到连续抽气和排气的目的。工作 的范围为 760~5 ×10-4托。
? b. 高真空的获得：一般采用油蒸气扩散泵，工作