太陽能真空管

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塗有光譜選擇性吸收塗層，用來最大限度的吸收太陽輻射能。經陽光照射，光子撞擊塗層，太陽能轉化成熱能，水從塗層外吸熱，水溫升高，密度減小，熱水向上運動，而比重大的冷水下降。熱水始終位於上部，即水箱中。太陽能熱水器中熱水的升溫情況與外界溫度關係不大，主要取決於光照。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，國內生產毛坯管的企業主要有力諾、元升、曜暉等企業，生產真空管的企業主要有力諾新材料、寶光集熱管等企業，主要有兩種種類，一是管內不走水的，一是管內走水的，傳統的真空管都是管內走水，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不走水。

作為太陽能熱水器的心臟，真空管將會隨著環境的變化而不斷變化，因為區域的差異、目標消費群體的差異、建築的差異都要求太陽能熱水器因地因時制宜，與建築有效結合。

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

1.內玻璃管用來作為水的流動管道；

2.氧化銅、黑鎳、黑鉻、黑鋅、黑銅等太陽選擇性吸收塗料，是通過採用真空沉積、濺射技術、電化學處理等工藝均勻地塗在內玻璃管的外表面，用來吸收太陽輻射能；

3.將塗有選擇性塗層的內玻璃管封入罩玻璃內，然後將內外玻璃管之間抽成真空，形成真空度為0.05Pa的真空夾層，以減少由於空氣對流和傳導而引起的熱損失，這與熱水瓶的原理相似；

4.全玻璃真空集熱管採用單端開口設計，通過一端內、外管環形熔封起來，其內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部端，使得內玻璃管吸收太陽輻射而溫度升高時，玻璃圓頭形成熱膨脹的自由端，從而緩衝了熱水器工作時引起真空集熱管開口端部的熱應力；

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，以保持集熱管內的高真空。

普通的全玻璃真空管由七部分組成：外玻璃管、內玻璃管、選擇性吸收塗層。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，按照長度分為1.2、1.5、1.6、1.8、2.1、2.3m等。

（2）按照生產工藝分為：太陽能普通黑管、普通藍管；三高藍管、三高紫金管。

三高“太陽芯”真空管與普通管的區別在於吸熱膜層不一樣（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。由於這種漸變結構，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，併發生漂移。這樣膜層的內部結構發生錯亂，導致膜層開始老化。長期處於這種高溫狀態下，膜層就會脫落，從而影響了真空管的集熱效率和壽命。

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。

2、特徵：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，因膜層中的不鏽鋼離子耐高溫，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。

徠3、工藝：高溫特效管、高寒管、高效管分別採用三靶、雙靶、單靶磁控濺射工藝；普通管一般都採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）。