第一節(jié) 國內太陽能真空管產(chǎn)品 技術工藝 研發(fā)動態(tài)
真空管是太陽能熱水器的核心元件，被譽為太陽能熱水器的“心臟”，真空管質量的優(yōu)劣直接影響到太陽能熱水器的使用壽命和性能，太陽能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展也帶動了真空管企業(yè)的發(fā)展，一方面是圍繞真空管的專利技術在不斷推成出新，另一方面是真空管企業(yè)和生產(chǎn)線最近幾年都如同雨后春筍般地在增加。
真空管是太陽能熱水器的核心，他的結構如同一個拉長的暖瓶膽，內外層之間為真空。在內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，太陽能轉化成熱能，水從涂層外吸熱，水溫升高，密度減小，熱水向上運動，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系不大，主要取決于光照。當打開廚房或洗浴間的任何一個水龍頭時，熱水器內的熱水便依靠自然落差流出，落差越大，水壓越高。當前，國內生產(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)主要有天創(chuàng)、寶光、力諾、光普、華豐、美菱、元升等企業(yè)，主要有兩種種類，一是管內不走水的，一是管內走水的，傳統(tǒng)的真空管都是管內走水，雙真空的推出和“金屬超導管”真空管的推出都使得玻璃管內不走水。
一、傳統(tǒng)真空管
傳統(tǒng)真空管主要指管內走水的真空管，隨著技術的進步，傳統(tǒng)的真空管在外觀和色彩方面也在不斷創(chuàng)新，如三高管、三腔管、管中管、紫金管等都隨之出現(xiàn)，都在強調管的抗凍、抗高溫，吸熱性能好，如高溫管膜層較普通管長（距管口約1ｃｍ），此管耐高溫，抗衰減性特強，膜層在400℃高溫空曬狀態(tài)下，不老化、不脫落、不變色；高效管膜層距管口約2.5ｃｍ，此管超高吸收，熱損少，升溫快，熱效高；高寒管兼具高效管熱效高、升溫快優(yōu)點的同時，熱損更少，在－30℃條件下照常出熱水。消費者可根據(jù)不同區(qū)域選擇不同的真空管。
二、雙真空熱管
對于雙真空熱管來說，
一是啟動快，熱管熱容小，反應快，集熱管所獲得地熱量可迅速傳遞到水箱。在多云間晴的低輻射天氣也能有效集熱，而直插緊湊式熱水器集熱管所獲得的熱量先是用來加熱真空管內的水，再靠熱虹吸作用，加熱儲熱水箱中的水，因此熱水器啟動慢；
二是得熱量高，雙真空集熱管獲得的熱量幾乎全部用于加熱儲熱水箱中可利用的水，水箱的得熱量高。而直插緊湊式熱水器所加熱得水量還包括真空管內無法取出使用的水量，因此相同體積儲熱水箱中水的得熱量相對要??；
三是承壓高，熱管內管密封，可承受較大壓力，可直接與自來水系統(tǒng)連接，承壓使用，自動運行；
四是雙真空集熱管管內不走水，即使個別集熱管意外破裂，熱水器仍能正常運行；
五是抗凍，真空管內無水，即使在嚴寒條件下使用也不會凍裂；六是雙真空熱管具有熱二極管熱量單向傳導的功能，即當熱管不工作時又與水箱絕熱。
三、“金屬超導管”真空管
“金屬超導管”真空管，主要是通過在管內插入銅棒或不銹鋼棒，玻璃管內不走水，這種真空管不怕冷熱沖擊、抗凍，玻璃管內永遠不結水垢，得熱高，“金屬超導管”真空管“熱啟動”快，善于“捕捉”云彩縫里的太陽光，所以在光照強度不足的天氣里它更優(yōu)越性。
當然，對于許多太陽能企業(yè)來說，在真空管方面都是嚴格要求，無論是原裝集成還是一體機，都在真空管方面強化，如皇明，對于真空管真空度：國標規(guī)定為5.0×10-2Pa，皇明企業(yè)標準規(guī)定真空度必須達到5.0×10-4Pa，超過了國標100倍，國外權威檢測機構檢測皇明真空管使用壽命達到80年；對于真空管吸收比和發(fā)射比：國標規(guī)定吸收比高于86%，發(fā)射比低于8%，皇明企業(yè)標準規(guī)定吸收比大于92%，發(fā)射比低于7%，即使冬天、陰雨天也能提供充足熱水；對于真空管的清洗：國標沒有相關規(guī)定，皇明經(jīng)過清洗液、自來水、超聲波、去離子水四道工序，徹底洗凈真空管毛管上的雜質，清洗以后需要經(jīng)200攝氏度高溫烘干，使管壁不留雜質、水印，杜絕了脫膜、真空度降低等隱患；如力諾，為了在真空管方面領先，他們一方面與南京工業(yè)大學、清華大學、山東建筑大學等國內高校合作 研究 開發(fā)了新的集熱管技術項目，另一方面強化內部管理和質量控制體系，具有膜層吸收比、發(fā)射比，集熱管三項熱性能參數(shù)（空曬性能參數(shù)、悶曬太陽輻照量、平均熱損系數(shù)等）在內的檢測設備，擁有一套先進的在線生產(chǎn)排氣監(jiān)控系統(tǒng)，能夠對每個排氣臺的溫度和真空度進行實時監(jiān)控，保證了產(chǎn)品的排氣質量，延長了集熱管使用壽命。普樂太陽能的金屬超導管具有“三超一抗”標準：超強集熱 超強導熱 超強保溫 抗風雪冰雹襲擊等特點，十大優(yōu)勢笑傲太陽能熱水器市場：
1.導熱效率達99%，為太陽能熱水器導熱之最。
2.無需陽光，只需溫差，即可實現(xiàn)超強導熱。
3.獨具三重真空的保溫性能，克服了集熱器白天導熱，夜晚散熱的弊端。
4.熱輸出功率是優(yōu)質熱管熱輸出功率的3倍以上。
5.拒絕炸管，管內永不走水。
6.徹底杜絕導熱管內長期走水所產(chǎn)生的污垢。
7.在零下50度氣候條件下仍能顯示卓越導熱性能。
8.集熱性能和保溫效果尤能適應海洋性和高山性氣候的地方。
9.在高溫空曬下，不產(chǎn)生冷氣體，從而不降低導熱性能。
10.單管破損不影響整機運作。
總之，作為太陽能熱水器的心臟，真空管將會隨著環(huán)境的變化而不斷變化，因為區(qū)域的差異、目標消費群體的差異、建筑的差異都要求太陽能熱水器因地因時制宜，與建筑有效結合。
第二節(jié) 國外太陽能真空管產(chǎn)品 技術工藝 研發(fā)動態(tài)
國外主要以平板型太陽能熱水器為主，真空管型太陽能熱水器發(fā)展較為滯后，沒有公開的 技術工藝 研發(fā)動態(tài)資料。
第三節(jié) 近年國內外太陽能真空管 技術工藝 研發(fā)成果回顧
憑借著北京天普太陽能工業(yè)有限公司兩位專家的“奇思妙想”，我國太陽能真空管技術獲得革命性突破。
2007年11月22日，天普在京正式推出了其自主研發(fā)并已獲國家發(fā)明專利的“異形內管真空集熱器”，該公司將這一新技術產(chǎn)品命名為梅花聚能管。該項技術打破了真空集熱器內外管為兩個同心圓的傳統(tǒng)模式，內管采用梅花異型，從而使產(chǎn)品集熱效率提高10%~25%，傳熱能力強化10%~20%。
分析 人士指出，天普“梅花聚能”技術在太陽能產(chǎn)品技術日益同質化的今天，通過自主研發(fā)，實現(xiàn)了從產(chǎn)品物理結構到生產(chǎn)工藝的全面提升。在我國倡導節(jié)能減排及新能源廣泛利用的大環(huán)境下，該技術對目前太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生重要影響，并有利于推動新一代太陽能熱水器技術標準的升級，促進同類產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
目前公司正著手實現(xiàn)真空管發(fā)明專利的產(chǎn)業(yè)化升級工作。程翠英說，采用梅花聚能管的天普新一代“鎖熱”型太陽能熱水器將在2008年得以快速推廣。
第四節(jié) 未來太陽能真空管國內外 技術工藝 研發(fā)趨勢 分析
目前，我國真空管太陽能熱水器產(chǎn)品中，全玻璃真空管式熱水器占據(jù)了總產(chǎn)量91%。但由于真空管內自來水長期悶曬，對水質有不良影響，并且在嚴寒狀態(tài)下容易解凍或者炸管，冬天水溫低。
采用了雙真空金屬超導熱管的分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)則不會出現(xiàn)上述的現(xiàn)象。超導熱管的集熱原理是：通過金屬芯片吸收熱量，管內不走水，利用傳導介質氣態(tài)導熱，液態(tài)回流。具體的過程為：當接收太陽光照射時，管內的金屬集熱芯片開始吸收太陽熱量，真空紫銅管內的液態(tài)導熱介質升溫后變成汽態(tài)，輸出能量，傳輸至金屬熱管的冷凝端處，冷凝端插在水箱內，把熱量通過導熱套傳遞給水。
冷凝端傳遞出熱量后與熱管內存在溫差，汽態(tài)導熱介質變成液態(tài)回流，完成導熱全過程，整個導熱過程管內不進水、不走水，該管冷凝端最高承受溫度達300度，嚴寒-50℃也不會出現(xiàn)凍管的現(xiàn)象，單支集熱管破損不會影響整個系統(tǒng)的正常運行。確保了高溫上水不炸管、嚴冬氣候不凍管、熱管內壁無結垢、水質潔凈無污染。但是這種熱管成本是普通真空管的數(shù)倍，多在國外發(fā)達國家應用普及，在國內高檔別墅區(qū)應用普及較多，廣泛普及還需要一定的市場積累與技術突破。
第五節(jié) 太陽能真空管產(chǎn)品同類替代 技術工藝 發(fā)展
常見太的陽能熱水器有三大類：平板熱水器、真空管太陽能熱水器、其它類型（包括熱管真空管熱水器、悶曬太陽能熱水器、真空管悶曬熱水器等）太陽熱水器。國內市場三種產(chǎn)品平板、真空管和其它產(chǎn)品分別約占20%、65%、15%；而國際市場現(xiàn)狀是：平板、真空管和其它產(chǎn)品市場份額分別約占85%、8%、7%。
平板式太陽能熱水器和真空管太陽能熱水器系統(tǒng)比較
太陽能熱水器熱效率：平板較高52.5%，真空管較低47%。
太陽能熱水器價格：平板較高，真空管較低。
太陽能熱水器承壓性：平板式可承壓，使淋浴方便，真空管不承壓，易破碎。
太陽能熱水器結水垢：平板式熱水器可排污，不易結垢，真空管下端密封，易結垢，降低熱效率。
太陽能熱水器耐用性：平板式強度高，耐用，不會爆管，下冰雹時有蓋板玻璃保護，真空管會碰壞，停水后，熱的真空管突然補充冷水易爆管，下冰雹時直接損害真空管本身。
從上面比較 分析 中可以看到，平板式太陽能熱水器比真空管太陽能熱水器要先進的多，伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及節(jié)能的需求，我國太陽能熱水器會逐漸向平板式太陽能熱水器過度，達到國際先進的太陽能熱水器節(jié)能標準。
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