真空管太阳能集热器基本结构

热管式真空管集热器是金属—玻璃真空集热器的一种主要形式，如今国内已有多家企业涉足该项技术。热管式真空管集热器主要有热管式真空管与联集管、保温盒、支架等部分一起组成。是金属吸热体真空管的一种，它由热管、吸热体、玻璃管和金属端盖等主要部件组成。

热管式真空管由热管、金属吸热板、玻璃管、金属封盖、弹簧支架、消气剂等组成。在热管式真空管工作时，表面镀有选择性吸收涂层的金属吸热板吸收太阳辐射能并将其转化为热能，传导给与吸热板焊接在一起的热管，使热管蒸发段内的少量工质迅速汽化，被汽化的工质上升到热管冷凝段，释放出蒸发潜热使冷凝段快速升温，从而将热量传递给集热系统工质。热管工质放出汽化潜热后，迅速冷凝成液体，在重力作用下流回热管蒸发段。通过热管内不断重复的汽—液相变循环过程，快速高效的将太阳热能源源不断的输出。

热管式真空管集热器由真空集热管、导热块（或导热套管）、连集管、保温材料、保温盒、尾托架等部分组成。热管式真空管集热器工作时，每只热管真空管都将太阳辐射能转换为热能，通过热管反复的汽—液相变循环过程将热量通过热管冷凝段传递给导热块（或导热套管），从而加热联集管内的系统循环工质，使集热系统工质的温度逐步上升，直至达到使用要求的。与此同时，真空集热管及保温盒也不可避免地通过辐射或传导的形式损失一部分热量。

真空管太阳能集热器性能特点

热管式真空管太阳能集热器具有集热效率高、得热量大、输出温度高、承压运行好、结构强度高、抗冻性强等特点。安装维护方便，使用中无漏水隐患，易实现和建筑相结合，具备较长的使用寿命。热管式真空管太阳能集热器使用数量根据热水需求量可任意组合。安装位置灵活，承压运行，系统阻力小，集热系统容水量小，热水系统的运行通过太阳能控制器自动进行控制，可直接对热水加热，适用于各种集中热水供应及泳池加热系统。

值得一提的是，热管式真空管与联集管的连接是属于“干性连接”即联集管内的传热工质与集热管冷凝段之间是不直接接触的，集热器联集管没有漏水隐患，可以承受较高的运行压力，个别集热管破损也不会影响整个集热器的运行，维护起来非常方便，因而特别适用于大中型太阳热水系统，容易实现与建筑的结合。

影响太阳能热管集热器性能的参数有：集热面积、集热效率、热损及真空管的性能；联集管（联集箱）的阻力特性，还有太阳能热管集热器的容水量及放置朝向和倾角。

真空管太阳能集热器国内外太阳能集热器对比

综观太阳能集热器的发展，太阳能热管集热器以其自身的优点日益受到推崇，尤其在欧美等发达国家更是如此。但我国的太阳能集热器使用多以U型管为主，约占太阳能真空管集热器总量的70%～80%。主要原因是价格较低、效率较高、加工制造较容易。国内太阳能热管集热器分为玻璃与金属熔封和真空管内置热管两种结构，主要因为成本较高，在国内销售较少。国外发达国家，太阳能热管集热器应用较多，运输、安装、维修比较方便。要求安全、卫生、环保标准较高。

对于太阳能热管集热器而言，安装维修安装方便，可更换，便于维修。维修困难，U形管损坏，整台更换。运输各部件可独立包装，体积小，便于运输和搬运，成本低。必须整机包装，体积大，不便于运输和搬运，运输成本较高。应用分体、有吸液芯太阳能热管集热器横置安装可用于阳台，无吸液芯热管热管集热器竖置安装，通过调节安装角度或减短太阳能热管长度，可用于阳台。分体、阳台、工程，不受安装角度限制。

1.热效率高

采用高性能选择性吸收涂层和高热导率传热条带，得热量大，热损失小，同样条件下集热量远高于其它形式的集热器；

2.承压运行

额定承压能力6kgf/cm2，特别适用于强制循环的大面积集热工程；

3.冬季水更热

管内不走水，启动迅速，全年运行，和全玻璃真空管相比，多得20—30%热水；

4.夏季不过热

不用反光板，防止夏季水温超高，风载小，不会因反光板性能下降而影响集热器效率；

5.占地面积小

真空管密排，集热器外型尺寸小，减少安装占地面积；

6.安装维护方便

铜套管干插式连接，安装方便，热管冷凝端不结水垢，无漏水隐患，局部维修不影响系统运行，避免了集热器内结水垢影响系统运行或一支管损坏整个系统瘫痪的现象。

7.使用寿命长

高效长寿命热管，严格的生产工艺控制，正常使用寿命15年以上。2100433B

热管式真空管太阳集热器太阳能热水系统

由热管真空管型太阳集热器构成的太阳能热水系统，是热管式真空管及其太阳集热器在实际应用中推广最为广泛的。在实际工程应用中，可以根据不同的气候条件、系统用途和用户要求，综合考虑集热器的阵列组合、热量的储存、系统的防冻、辅助能源的选择．组成不同的太阳能热水系统，比如太阳能中央热水系统、太阳能供热供暖系统、太阳能游泳池热水系统，可广泛用于民用住宅、宾馆、饭店、学校、部队、工厂、医院等生活社会场所，还可以用于工业生产作业热水、开水预热等。热管真空管型太阳能热水系统也可以分为直接循环和间接循环两种，两者相比，直接循环系统只能以单一方式提供热水，系统简单，而间接循环系统则可以提供不同温度的热源以及提供不同用途的生活和工业热水等，具有承压性，系统稍显复杂 。

热管式真空管太阳集热器太阳能热发电

在已经建成的槽式聚光太阳能热发电站中，接收器一般采用直通式全玻璃真空集热管，与其相比，热管式真空集热管在承压能力方面有一定优势。在直接用水作吸热介质的单回路槽式聚光太阳能热发电系统中，采用热管式真空集热管可有效解决承压问题。它还相当于“二次换热”，换热介质只与热管冷凝段发生换热，热管启动快、相变传热的方式使其具有高效率 。

热管式真空管太阳集热器太阳能制冷与空调

太阳能制冷与空调系统需要较大的太阳集热面积和较高的热源，因此需要合理布置太阳集热器阵列，这种系统与太阳能热水系统相似。热管真空管型太阳集热器阵列承压能力强、流动阻力小，是一种适合大规模工程化的集热器。将热管真空管型太阳集热器、热泵和空调结合在一起使用可以同时满足冬季供暖和夏季制冷两种要求，还可以满足日常生活用热水的需要，克服了单纯利用太阳能供暖时，寒冷天气和阴雨天热量不足的缺点，能够进一步提高整个系统的性能。对于双效和三效溴化锂一水吸收式制冷系统，它们需要150℃以上的高温水，可通过热管真空管型太阳集热器来获取高温热源，采用CPC聚光的方式效果更佳。另外，热管真空管型太阳集热器也可以满足太阳能固体吸附式制冷驱动热源的要求，其所选工质的解析温度一般不高于100℃，所以闷晒或者聚光形式均可达到要求 。

热管式真空管太阳集热器太阳能海水淡化

将太阳能与膜蒸馏技术相结合进行淡化水处理，是太阳能热利用的一个重要领域。热管真空管型太阳集热器可以提供较高的温度，能为膜蒸馏热端加热系统提供热水，实现海水、苦咸水的淡化。传统的太阳能海水淡化所需要的供热温度在70℃～100℃，可以和太阳能制冷系统相结合，传热介质先流经太阳能制冷系统，再为太阳能海水淡化提供热源，提高了太阳能热利用的效率 。