全玻璃真空太陽集熱管

全玻璃真空太陽能集熱管的結構和工作原理：全玻璃真空太陽能集熱管由內、外兩根同心圓玻璃管構成，具有高吸收率和低發射率的選擇性吸收臘沉積在內管外表面上構成吸熱體，內外管夾層之間抽成高真空，其形狀像一個細長的暖水瓶膽，如圖下圖所示。它採用單端開口，將內、外管口予以環形熔封；另一端是密閉半球開有圓頭，由彈簧卡支撐，可以自由伸縮，以緩衝內外管熱脹冷縮引起的應力。彈簧卡上裝有消氣劑，當它蒸散后能吸收真空運行時產生的氣體，保持管內真空度。

其工作原理是太陽能透過外玻璃照射到內管外表面吸熱體上轉換為熱能，然後加熱內玻璃管內的傳熱流體，由於夾層之間被抽真空，有效降低了向周圍環境散失的熱損失，使集熱效率得以提高。

全玻璃真空太陽能集熱管的產品質量與選用的玻璃材料、真空性能和選擇性吸收膜有重要關係。

玻璃：國家標準 《全玻璃真空太陽集熱管》（GB/T 17049-2005）規定：生產製造全玻璃真空集熱管的玻璃材料應採用硼硅玻璃3.3。該材料具有很好的透光性能，玻璃中的氧化鐵含量為0.5%以下；熱穩定性能好、熱膨脹係數低，為3.3×10ˉ6/℃;耐熱衝擊性能好、耐熱溫差大於200℃；有較高的機械強度，有較好的抗化學侵蝕性並適合於加工。

真空度：確保真空集熱管的真空度是提高產品質量，保證產品使用年限的重要指標，根據國家標準規定，集熱管的真空度應小於或等於5×10ˉ2Pa.

要使集熱管內長期保持較高的真空度，在排氣台排氣時，必須對玻璃真空集熱管進行較高溫度與較長時間的保溫烘烤，以消除管內水蒸氣及其他氣體，此外，在真空集熱管內還放置了蒸散吸氣劑，它蒸散在抽真空封口一端的管殼內表面上，像鏡面一樣，能在運行時吸收集熱管內釋放出的微量氣體，以確管內真空度的保持。一旦銀白色的鏡面消失，就說明該真空集熱管的真空度受到損壞，管子也就報廢了。

選擇性吸收塗層：採用光譜選擇性吸收膜作為光熱轉換材料是真空集熱管的又一重要特點。對於真空集熱管的選擇性吸收膜需要考慮兩個特殊要求：一是真空性能；二是耐溫性能。工作時要求不影響管內真空度，其他性能指標也不能下降。

真空集熱管選擇性吸收膜需使用專門設備進行製作，我國真空集熱客管選擇性吸收膜絕大多數採用磁控濺射工藝。例如，鋁-氮-鋁選擇性吸收膜，它的太陽輻射吸收比α大於0.93紅外發射比ε約0.06；而國家標準α≥0.86，ε≤0.08。

全玻璃真空太陽能集熱管的規格與性能參數 國內外真空集熱管的內外直徑、厚度和長度有所差別，見下表：

全玻璃真空太陽集熱管尺寸對比

國標《全玻璃真空太陽集熱管》 （GB/T 17049-2005）規定了對全玻璃真空太陽集熱管的技術要求。

① 材料應採用硼硅玻璃3.3。

② 空曬性能參數y≥ 175m2 .℃/KW (當太陽輻照度 G≥800W/㎡,環境溫度 ta在8~30℃之間)。

③ 悶曬至水溫增加35℃所需的太陽爆輻量≤3.8MJ/m2(G≥800W/㎡,環境溫度ta為8~30℃)。

④ 平均熱損係數UCT≤0.9W/(㎡．℃)。

⑤ 真空夾層內氣體壓強 p≤5×10-2Pa.

⑥ 耐熱衝擊應能承受25℃以下冷水與90℃以上熱水交替反覆衝擊三遍而不損壞。

⑦ 耐熱需求應能承受0.6MPa的壓力。

⑧ 抗冰雹要求應在徑向尺寸不大於25mm的冰雹襲擊下無損壞。