太陽能真空管簡(jiǎn)介

真空管是太陽能熱水器的核心，他的結(jié)構(gòu)如同一個(gè)拉長(zhǎng)的暖瓶膽，內(nèi)外層之間為真空。在內(nèi)玻璃管的表面上利用特種工藝涂有光譜選擇性吸收涂層，用來最大限度的吸收太陽輻射能。經(jīng)陽光照射，光子撞擊涂層，太陽能轉(zhuǎn)化成熱能，水從涂層外吸熱，水溫升高，密度減小，熱水向上運(yùn)動(dòng)，而比重大的冷水下降。熱水始終位于上部，即水箱中。太陽能熱水器中熱水的升溫情況與外界溫度關(guān)系不大，主要取決于光照。當(dāng)打開廚房或洗浴間的任何一個(gè)水龍頭時(shí)，熱水器內(nèi)的熱水便依靠自然落差流出，落差越大，水壓越高。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)毛坯管的企業(yè)主要有力諾、元升、曜暉等企業(yè)，生產(chǎn)真空管的企業(yè)主要有力諾新材料、寶光集熱管等企業(yè)，主要有兩種種類，一是管內(nèi)不走水的，一是管內(nèi)走水的，傳統(tǒng)的真空管都是管內(nèi)走水，雙真空的推出和“熱管直插式”真空管的推出都使得玻璃管內(nèi)不走水。

作為太陽能熱水器的心臟，真空管將會(huì)隨著環(huán)境的變化而不斷變化，因?yàn)閰^(qū)域的差異、目標(biāo)消費(fèi)群體的差異、建筑的差異都要求太陽能熱水器因地因時(shí)制宜，與建筑有效結(jié)合。

全玻璃真空管的構(gòu)造由內(nèi)玻璃管、太陽選擇性吸收涂層、真空夾層、罩玻璃管、支承件（彈簧卡子）、吸氣劑等部分組成。

1.內(nèi)玻璃管用來作為水的流動(dòng)管道；

2.氧化銅、黑鎳、黑鉻、黑鋅、黑銅等太陽選擇性吸收涂料，是通過采用真空沉積、濺射技術(shù)、電化學(xué)處理等工藝均勻地涂在內(nèi)玻璃管的外表面，用來吸收太陽輻射能；

3.將涂有選擇性涂層的內(nèi)玻璃管封入罩玻璃內(nèi)，然后將內(nèi)外玻璃管之間抽成真空，形成真空度為0.05Pa的真空夾層，以減少由于空氣對(duì)流和傳導(dǎo)而引起的熱損失，這與熱水瓶的原理相似；

4.全玻璃真空集熱管采用單端開口設(shè)計(jì)，通過一端內(nèi)、外管環(huán)形熔封起來，其內(nèi)管另一端是密閉半球形圓頭，彈簧卡子就是用來將該圓頭支承在罩玻璃管的內(nèi)部端，使得內(nèi)玻璃管吸收太陽輻射而溫度升高時(shí)，玻璃圓頭形成熱膨脹的自由端，從而緩沖了熱水器工作時(shí)引起真空集熱管開口端部的熱應(yīng)力；

5.真空管在受熱后，原來被吸附在管壁上的微量氣體（主要是水蒸氣）會(huì)釋放出來，影響真空度，吸氣劑和吸氣膜就是用來吸收這些被釋放出來的氣體，以保持集熱管內(nèi)的高真空。

普通的全玻璃真空管由七部分組成：

外玻璃管、內(nèi)玻璃管、選擇性吸收涂層。真空夾層、吸氣劑。吸氣膜、彈簧卡子

（1） 家用太陽能熱水器使用的太陽能真空管按照管徑分為37、47、58、70mm等，按照長(zhǎng)度分為1.2、1.5、1.6、1.8、2.1、2.3m等

（2） 按照生產(chǎn)工藝分為：太陽能普通黑管、普通藍(lán)管；三高藍(lán)管、三高紫金管

三高 “太陽芯”真空管與普通管的區(qū)別在于吸熱膜層不一樣（吸熱膜層是真空管的關(guān)鍵部位）。三高管是干涉膜，普通管是漸變膜。它們的區(qū)別主要表現(xiàn)為干涉膜與漸變膜的區(qū)別。

1、根本區(qū)別：膜層結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致吸收太陽光線的原理不一樣。漸變膜，為多層膜，其吸收層一般是9層，它對(duì)太陽光線是逐層吸收的，而且其吸收光線的性能逐漸變高。由于這種漸變結(jié)構(gòu)，發(fā)射比隨溫度上升不斷加大，以致工作溫度在300~500℃時(shí)，發(fā)射比大大增加。而且吸收層中的鋁離子在高溫狀態(tài)下，活潑性大大增強(qiáng)，并發(fā)生漂移。這樣膜層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生錯(cuò)亂，導(dǎo)致膜層開始老化。長(zhǎng)期處于這種高溫狀態(tài)下，膜層就會(huì)脫落，從而影響了真空管的集熱效率和壽命。

干涉膜，其吸收層共2層，兩層膜之間，因金屬成份的配比不同而產(chǎn)生干涉作用，使吸收比增加，發(fā)射比降低。再加上減反層減少反射的作用，從而實(shí)現(xiàn)更高的吸收比和更低的發(fā)射比，大大提高了集熱效率。

2、特征：三高管的吸收比提高了12%，發(fā)射比降低了30%－40%，超吸收，熱損少，升溫快。高效管，超吸收，熱效高，升溫快，在同樣的光照條件下，比普通管能出更多更高水溫的熱水；高寒管，因銅離子的發(fā)射比比鋁離子低0．2，因此熱損很少，在高寒環(huán)境下仍能正常工作，－30℃照常出熱水；高溫特效管，因膜層中的不銹鋼離子耐高溫，抗空曬，膜層在400℃條件下不老化、不衰減、不變色。

在相同光照條件下，普通管熱吸收不如三高管高，甚至不能滿足洗浴要求；在溫度較低時(shí)，熱損更大，集熱效率下降，影響正常使用；尤其在空曬超過270℃時(shí)，膜層開始老化、脫落，吸收率快速降低，壽命大大縮短。

3、工藝：高溫特效管、高寒管、高效管分別采用三靶、雙靶、單靶磁控濺射工藝；普通管一般都采用單靶磁控濺射工藝。

4、外觀：A、管口，此處膜層在800℃以上高溫狀態(tài)下封口時(shí)，脫落一部分是不可避免的。高溫特效管因耐高溫，只有約1厘米長(zhǎng)無膜層，而其它管因不耐高溫，膜層脫落長(zhǎng)度約2．5厘米。B、內(nèi)管顏色：用肉眼觀察，高溫、高寒管的內(nèi)管顏色為暗紅色（因膜層底層為銅）；而高效管和普通管為白色（因膜層底層為鋁）。