太阳能是新能源与可再生能源中最引人注目的清洁能源，其有利于能源节约与环境保护，可以说未来全球能源的主流就是太阳能， 太阳能利用技术正得到越来越广泛的重视。 太阳集热器是太阳能热利用中最重要的组成部分，其性能对整个系统成败起着决定性作用。按其是否聚光这一基本特征可分为非聚光和聚光两大类。

非聚光型主要包括平板集热器与真空管集热器等，其集热温度通常较低，适用于中、低温、热用户。 对于暖通行业，非聚光型集热能够满足供暖、供热水使用要求，因此受到了业内人士的关注。

我国太阳热水器近年来发展迅速， 至1998 年底，已有近2000万的太阳热水器投入使用，1997年全国太阳热水器的年产量将近350万， 其中平板型热水器约占45%， 真空管热水器约占30%。

太阳热水器的应用主要是提供生活热水， 但在夏天由于太阳辐射强、气温高，太阳热水器产热水量大、

温度高，所产的高温热水往往用不完。 这种情况在南方每年大约有 6~8 个月时间， 在北方也有 4~6个月。 利用这些用不完的热水来实现制冷空调是一个更加理想的方案。

在广东省江门市建成了我国首座大型实用性太阳能空调系统，并于1998 年6月投入运行。该 系 统 以500m²平板太阳能集热器为600m²的办公楼提供空调。 江门太阳能空调系统取得成功， 不仅证明了利用太阳热水器实现制冷空调的可行性， 技术上使普通的太阳热水系统与太阳能空调系统 “ 接轨”， 同时还开辟了太阳热水器一个更新、更广的应用领域。

性能良好的太阳能集热器是太阳能空调的关键技术设备之一。 目前成熟的太阳能集热器主要有：平板集热器、全玻璃真空管集热器和热管式真空管集热器。 平板集热器以其简单价廉和安装方便在全世界都获得广泛的应用， 在我国南方也占主导地位。但平板集热器在高温段热效率偏低，表面热损大，用于太阳能空调还不够理想。

滴流型集热器平板集热器

平板集热器由集热板、透明盖板、隔热层和壳体四部分组成。其有很多优点，如可以吸收太阳辐射中的散射日射、不需要追踪太阳的装置、结构和制造工艺简单；维修简便和价格低廉等。 虽然冬季室外气温过低时，可能出现集热管破裂、冻结等问题，但随着蜂窝和热管技术的进一步研究，这些问题必将解决，因此其有一定的发展前途。

滴流型集热器全玻璃真空管太阳集热器

全玻璃真空管太阳集热器由于集热效率高、价格较低而在太阳能供暖领域得到了应用。但常规的全玻璃真空管集热器的承压能力较低，单管破裂会影响系统的整体运行。

滴流型集热器热管式真空管集热器

热管式真空管集热器，属于太阳能集热器技术领域。其包括支架，支架上端固定设置联箱，联箱上连接设置真空管，真空管底端通过设置的抱箍固定于支架，所述的联箱中设置流道，流道与设置在真空管中的热管的冷凝段固定连接，所述的真空管通过其上套接设置的真空管塑料管套与联箱连接。上述的热管式真空管集热器，结构简单，设计合理，将热管的冷凝端直接与流道固定，减少了因热传递消耗的热量，同时通过真空管塑料管套将真空管与联箱连接，安装简单方便。本实用新型的集热器最高空晒温度可达220℃，单真空管最高空晒温度可达260℃，热效率比普通的热管式真空管集热器高10%以上。

流型研究的目的和意义为：不同流型具有不同的压力、流量特征，也具有不同的传热特性，不考虑流型变化的阻力和传热特性计算是粗糙和不可靠的。可以说流型是两相流研究的基础。50年代Baker等就证明了流动特性计算和流型间的这种依变关系。

过去，应用流型研究的方法为：

(1)进行大量的试验；

(2)画出流型图；

(3)根据流动条件在流型图上确定流型。

现在应用流型研究的方法为：

(1)根据试验和理论分析，探讨流型产生、发展的过程，建立流型转变机理的数学物理模型；

(2)根据流型转变的机理来判断流型；

(3)然后，根据具体流型的特征来建立相应的数学物理模型，进行流动特性和传热特性的计算。

流型的分类经历了一个由粗到细；又由细到粗的过程。并不是越细越好；应以满足工程实际应用和两相流计算的需要为目的，摒弃那些似是而非，没有显著特征的流型分类，将其归并到其它流型中去。流动形态多种多样，界限也不是十分清晰。在处理两相流体力学问题时；可以人为地分为几种流动形态，并且认为，在每一种流动形态范围内，其流体力学特性是基本相同的。

常用的流型划分方式一般为两类，一类是按照两相管输中流体的外观形状来划分；另外一类是按照管输介质的连续性来划分。

按流体的外观形状来划分流型，其中一种典型的方式是按照气体输量由少到多来划分，依次将流型划分为气泡流、气团流、分层光滑流、分层波浪流、段塞流(段塞流)、环状流、雾状流。由于众专家采用这种划分方式使用的实验手段和人为判断的差异，这类划分法所划分的流型不仅数量不同，甚至连名称也不统一。

为便于将两相流问题与比较成熟的单相流流体力学相联系，同时又能将各种不同流型归结为较少的几种模式，相互之间有比较明确的区分特征，简化理论研究对象，从管输介质的连续性出发，可将流型划分为分散流、分离流、间歇流三种 。

流型水平管道中

在水平管道中，典型的流型有等，如图1所示。在低液速范围内，随着气速的增加依次发生分层流、波状流和环-雾状流三种流型；在中等液速范围内，随着气速的增大，依次产生长泡流和液节流；在高液速下，随着气速的增大，产生分散气泡流；在极大气速时，分散气泡流向环一雾状流转变。

（1）分层流。在液速、气速都很低时，气液之间的作用很微弱，液体在管道下部流动，而气体则在上部流动。两相都是连续的。界面是平滑的。当气速增大时，界面上出现一些波纹，但仍属于分层流。

（2）波状流。当气速再增大时，波纹变为大波。有时掀起的波尖可以舔到管子的拱顶。和分层流的相同处是两相都是连续的，不同处是两相之间的作用加剧了。

（3）环-雾状流 。在气速更加增大时，液层深度越来越浅，已不足以掀起大波， 而被气流冲散到管壁上， 形成上下不对称的环形液膜， 也有一部分液体被吹扫至气流中成为雾沫。 气相是连续的。 在气速更高的条件下，液膜可能不再存在， 这就是单纯的雾状流。

（4）长泡流。在低气速时，气体以长形气泡的形式紧贴在管道上壁向前移动。有的文献中用活塞流 ( Plug Flow)名称。也有的文献将这种流型称为气泡流(Bubble Flow) 。在长泡流中液体是连续相。

（5）液节流。如再增加气速，长泡增大，其截面可增至接近管子整个面积，液体被分成一节节地向前移动，从而形成液节流。

（6）分散气泡流。在高速流动的液体中， 气体被分散成小气泡， 比较均匀地分布在管截面上。有的文献中称它为泡沫流 ( Froth Flow ) 。也有将它和长泡流混为一谈的，统称为气泡流。分散气泡流的液相是连续的。

流型垂直管道中

在垂直管内，典型的气液两相向上流动时发生的流型有气泡流、液节流、泡沫流和环-雾状流等，如图2所示。