平板太陽能熱水器集熱系統及真空管分析
三高"太陽芯"真空管與普通管的區別在于吸熱膜層不一樣(吸熱膜層是真空管的關鍵部位)。三高管是干涉膜，普通管是漸變膜。它們的區別主要表現為干涉膜與漸變膜的區別。
(1)、根本區別：膜層結構不同，導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。由于這種漸變結構，發射比隨溫度上升不斷加大，以致工作溫度在300~500℃時，發射比大大增加。而且吸收層中的鋁離子在高溫狀態下，活潑性大大增強，并發生漂移。這樣膜層的內部結構發生錯亂，導致膜層開始老化。長期處于這種高溫狀態下，膜層就會脫落，從而影響了真空管的集熱效率和壽命。
(2)、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生干涉作用，使吸收比增加，發射比降低。再加上減反層減少反射的作用，從而實現更高的吸收比和更低的發射比，大大提高了集熱效率。
(3)、特征：三高管的吸收比提高了12%，發射比降低了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，因銅離子的發射比比鋁離子低0.2，因此熱損很少，在高寒環境下仍能正常工作，-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，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，膜層開始老化、脫落，吸收率快速降低，壽命大大縮短。
(4)、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。
(5)、外觀：A、管口，此處膜層在800℃以上高溫狀態下封口時，脫落一部分是不可避免的。高溫特效管因耐高溫，只有約1厘米長無膜層，而其它管因不耐高溫，膜層脫落長度約2.5厘米。B、內管顏色：用肉眼觀察，高溫、高寒管的內管顏色為暗紅色(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)。
平板太陽能熱水器的基本結構
太陽能真空管熱水器迅速發展起來之后，人們開始把平板太陽能熱水器看成是太陽能真空管的后代。其實，放在市場需求和技術進步這個大環境上來看，原來她們卻是一對孿生姊妹。她們各有各的優勢，各有各的市場，也各有各的發展前途。甚至還有人認為平板太陽能熱水器才是未來發展的方向。于是，我們就有必要認真研究一下它的基本結構。平板太陽能熱水器由吸熱板芯、透明蓋板、保溫材料、貯熱水箱以及外殼支架等五部分組成。
一、是吸熱板芯
吸熱板芯是吸收太陽輻射能量轉變為熱能，并向水傳遞熱量的關鍵部件。吸熱板芯的選用材料、結構形式和表面涂料的輻射特性對熱水器性能具有決定性影響。對吸熱板的要求是有一定的承壓能力，與水的相容性好，熱性能高，制造工藝簡單，各項成本合理，運行切實可靠。吸熱板芯的材料,國外基本上都用銅和不銹綱,國內一般用銅、鋁合金或鍍鋅板。用金屬作吸熱板芯,在通常溫度范圍內，其熱傳導能力較強，但對光的吸收能力卻低于非金屬。為降低反射率，提高吸收性能,需要在金屬表面上制備一層黑色吸收涂層，以使金屬的光吸收率提高到90%以上，從而改善熱水器的吸收效果。吸熱板芯的斷面形狀較多，其中最常見的是管板式、管翼式、扁盒式和瓦楞式等多種形式。我國平板太陽能熱水器大多采用全銅管平板式或銅鋁復合式，因而熱水器具有壽命長、不生銹、無腐蝕、水質清潔和熱效率高等優點。
二、透明蓋板
透明蓋板是讓太陽輻射透過，而不讓吸熱板芯產生的遠紅外線透過，從而抑制吸熱板芯表面反射損失和對流損失，使熱水器內獲得較高溫升，形成溫室效應的主要部件。同時，它還具有防止灰塵和雨雪損壞吸熱板芯的重要作用。透明蓋板應滿足透過率高、耐沖擊強度大、具有良好的耐候性、隔熱性能好和便于加工等基本要求。透明蓋板材料有普通平板玻璃、鋼化玻璃、抗老化玻璃鋼和透明塑料板等多種。國內常用蓋板材料為普通平板玻璃，它具有透過率高、不易老化、易擦洗等優點,主要缺點是容易破碎。出口或高檔產品都使用鋼化玻璃蓋板。在北方使用的集熱器采用雙層蓋板時，一般采用玻璃加聚碳酸酯薄膜。蓋板的層數由使用地區氣候條件和工作溫度而定，一般為單層，只有在氣溫較低或工作溫度較高的工況下才采用雙層蓋板，有條件時使用透明蜂窩材料。蓋板與吸熱板的距離應考慮大于20mm，距離太小會降低集熱效率。
三、保溫材料
熱水器集熱板芯的底部及四周都需要有保溫層,以減少熱水器向四周環境的散熱,提高熱水器的工作效率。對保溫材料的基本要求是保溫性能好，耐溫在110℃以上,且不分解、不吸水、不易變形或揮發、不產生有毒氣體、容量小,便于安裝,價格便宜。保溫材料一般采用聚氨脂、聚苯乙烯、巖棉、礦棉、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖等。由于聚氨脂導熱系數小、耐溫高、不吸水、清潔衛生，價格便宜，因而，企業一般首選聚氨脂做吸熱板芯的保溫材料。為了實現清潔能源和環保材料的完美結合，力諾瑞特與霍尼韋爾聯合開發不破壞臭氧層的新型環保發泡材料，并在全球首家應用于太陽能熱水器保溫。由于該材料在性能、價格以及與太陽能熱水器相結合的適用性等方面，都遠遠高于其它相關發泡劑保溫材料，給太陽能熱水器產品的保溫和穩定性能帶來極其重要的保障，從而，推動中國太陽能生產進入了符合國際環保標準的新時代。
四、貯熱水箱
貯熱水箱是用于儲存熱水的裝置，它具有良好的保溫性能，是太陽熱水器的關鍵部件，其結構、材料、容量和保溫性能及補水、取水方式都直接影響熱水器的性能和可靠性。水箱外殼的常用材料有壓花鋁板、彩色鋼板、不銹鋼板、鍍鋁鋅硅板和玻璃鋼等，板厚為0.20-0.50mm。由于不銹鋼板易造成光污染，應盡量少用或不用。水箱內膽的常用材料有不銹鋼板、搪瓷鋼板、防銹鋁、鍍鋅板、玻璃鋼和塑料材料等，厚度為0.55-0.77mm。在貯熱水箱的兩端是端蓋，一般由鋁、鋼和塑料材料壓制而成。水箱的保溫材料有巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料和聚氨酯發泡塑料。高端產品已開始選用不破壞臭氧層的新型環保發泡材料。為保證安全運行，水箱必須承受一定壓力，且保證不漏水、不滲水。承壓水箱額定壓力應大于每平方厘米12公斤。太陽能熱水器不但要有一定溫度，還要清潔、衛生、無任何污染，達到飲用水標準，以滿足炊事用熱水的要求。
五、外殼與支架
為了將吸熱板芯、透明蓋板和保溫材料等組成一個要機整體，并保持一定的剛度和強度,便于安裝和運輸，需要一個美觀的外殼。對外殼的基本要求是堅實耐用,抗氣候變化,不變形、重量輕、易加工、外表美觀和價格便宜。外殼一般用鋼板、彩鋼板、鋁型材、不銹鋼板、塑料和玻璃鋼等材料加工制成。支架的作用是支撐太陽能熱水器并使其與建筑實現結合。從材料上分有鋁合金、不銹鋼、碳鋼噴塑、鍍鋅板沖壓和管型材沖壓支架等。目前大多數廠家使用前兩種材料，因其具有良好的搞腐蝕能力。太陽能熱水器支架應有足夠的強度和鋼度才能確保有足夠的承重能力。在一些日常風力較大的地區，尤其是沿海地區，還要在設計時充分考慮抗風能力。目前，太陽能已經進入3.00時代，實現了與建筑的完美結合。特別是分體式太陽能熱水器誕生，使集熱器成為建筑的鑲嵌件，水箱不再需要上房頂，因而，支架也就不復存在了。
太陽能熱水器系統組成主要有哪些部件：
集熱器：系統中的集熱元件，太陽能集熱器是利用的太陽的輻射熱量，故而加熱時間只能在有太陽照射的白晝，目前中國市場普及的全玻璃太陽能熱集真空管和平板，結構分為內管、外管、選擇性吸收涂層、吸氣劑、不繡鋼卡子、真空夾層等部分。
保溫水箱：和電熱水箱的保溫水箱一樣，是儲備熱量的容器，因為太陽能熱水器只有白天工作，而人們一般只在晚上用熱水，所以必須通過集熱水箱把白天產出的熱水儲備起來，容積是每天晚上用熱水量的總和，太陽能熱水器保溫水箱保溫效果好、耐腐蝕、水質清潔其使用壽命可達20年或以上。
連接管道：將熱水從集熱器輸送到保溫水箱，將冷水輸送到集熱器的通道，使整套系統形用一個閉合的環路，設計合理、連接正確的循環管理對太陽能系統是否能夠達到最佳狀態至關重要。熱水管道必須要做保溫處理，管道必須要有很高的質量，保證有20年或以上使用壽命。
控制系統：主要用于分體承壓式太陽能熱水器，通過連接太陽能集熱器和分體承壓水箱，將太陽能轉換為熱能，它能隨時監測系統溫度、壓力、流量等情況，是分體承壓式太陽能熱水器系統的心臟部分。
支架：主要起到一個撐起作用，撐起集熱器讓它面對太陽光線最好方向。
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