一种新型的真空管-异径增效真空管介绍一：前言异径增效真空管技术用最少的成本使太阳能热水器的热效率大幅度提高，体积减小，成本下降，综合性能也提高。在无反光板的情况下(下同)，它将真空管太阳热水器的光热效率提高到72.96%。针对真空管轴向东西排列的Φ37/Φ47/70组合机，相对光热效率提高50.29%;而对Φ37/Φ47/75组合机相对光效率提高61%。异径增效真空管采用优质材料、先进的工艺生产，其自身的选择性涂膜的光吸收率、红外发射率、真空管外管的透光率与相同尺寸、材质、工艺的普通管是一样的。太阳热水器光热效率大幅度提高的原因是异径增效真空管与太阳热水器结构的最佳配合实现密排的结果。异径增效真空管技术是将普通70mm,58mm真空管插入水箱部分的内外管径同时缩小，使插入外保温箱内的一段的直径成为47mm或40mm，同时把原47mm太阳热水器的中心距适当调整后，将70mm、58mm的异径增效真空管直接装在原47mm的热水器上，使得两相邻真空管外管间的间隙处在最小安全距离之内。相邻外管的间隙仅为2—3mm。这样，在一定的管中心距将最大限度的增加真空管的有效采光面积，减少漏光量，从而大幅度地提高光热效率。这一结论适用目前的普通管、热管、三高管及所有等直径且并行排列的真空管热水器。采用异径增效真空管后，在相同采热量的情况下，热水器的采光面积可减少30%左右；在相同采光面积的情况下热水器的水温可提高35%—61%；耐候性，实用性更强。采用异径增效真空管后，利润空间增加，使得生产厂成本降低，经销商利润增加，用户得到高性价比的商品，一举四得，实现四赢。异径增效真空管的插口及尾托采用标准化设计，生产厂，经销商可方便的采用。一台机架可组装出多种不同热销率的热水器，机型规格减少2/3。异径增效真空管一旦损坏可直接用普通管代用。异径增效真空管热管是异径增效真空管与超导热管组合的产品，除具以上所有性能、特点外，同时具有常规超导热管的特点。异径增效真空管与异径增效真空管热管具有优良的综合性能、并且价位低廉，采用异径增效真空管热水器具有看得见的高温与高效,可以断言：异径增效真空管的普及将大幅度地提高太阳热水器与电热水器、燃气热水器争夺市场的力度。谁采用异径增效真空管和异径增效真空管热管的热水器，谁就拥有市场、拥有太阳热水器的明天。二、异径增效真空管及其整机效率异径增效真空管自身的效率与同工艺同规格普通真空管的效率是相同的。因结构的特殊性用异径增效真空管可组装出整机效率世界一流的热水器。太阳热水器的热效率与真空管所用的玻璃的透光率，玻璃厚度。真空管直径，相邻真空管的中心距，选择性吸收涂层对不同光线的吸收率、红外发射率、真空管相对光线的置放方向、反光板的材质及光洁度、反光板的形状等等因素有关。因反光板、水箱的性能差异很大无可参考标准，故在此均不考虑其作用、影响我们权且设定其余所有条件都相同。下面采用工程分析中常用的简捷、近似的方法着重分析当真空管的直径不同、中心距不同时对太阳热水器热效率的影响，为方便起见，太阳辐射量采用8月15日的水平计算曲线。计算面积为1X1平方米，第一种情况真空管轴线方向为南北方向，第二种情况真空管轴线方向内东西方向。下面分别列出常规Φ47mm中心距70mm;Φ58mm中心距81mm;Φ70mm中心距95mm,三种热水器的采热量、热效率；Φ58mm中心距61mm;Φ70mm中心距73mm增效真空管热水器的采热量、光效率。分别进行计算对比。
热管是一种具有很高传热性能的元件。早在1942年R.S.Gaugler就曾提出热管的原理，然而他的想法未能得到引用和发展。直到1964年美国Los Alamos科学实验室的G.M.Grover等人独立地发明了类似Gaugler提出地一种传热元件，并且将此元件命名为“Heat Pipe”（即热管），在美国《应用物理》杂志上公开发表了第一篇热管论文。此后吸引了许多国家的科学技术工作者进行了大量实验及理论研究工作，使热管得到迅速地发展。目前热管在许多领域的运用已经是很成熟了，例如：电子器件、电气设备的冷却和宇宙飞船等空间飞行器的温度控制，锅炉余热回收，深冷外科探针与永久冻土稳固设施等。近二十年来，热管因其优良的性能而逐渐被运用到太阳能热利用方面。
热管介绍
1.全玻璃双真空太阳集热管（热管）的工作原理
全玻璃双真空太阳集热管，是采用高透光率的高硼硅特硬玻璃管材，经过特殊工艺加工而成，是一个内外双层管与单层管组成一体，内外管之间为高真空夹层，内管内腔具有低真空，即双真空密闭的集热与传热元件即集热器。总成有外玻璃管；具有耐高温空晒、不脱膜、抗老化的多金属碳化阳光吸收膜层SS-ALNX/CU内玻璃管；相容性螺旋浮液芯和传导工作液体和支撑卡组成。管的一端为太阳集热管，即蒸发段，另一端为冷凝段，即热交换段。当蒸发段吸收太阳辐射热能受热时，浮液芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在压差的作用下，以声速流向冷凝段，并释放出热能后凝结成液体，液体再沿管壁回流蒸发段，周而复始。利用管内工作液体的汽化，液化相变超导循环过程，连续地将热管地一端传导至另一端。
全玻璃双真空热管内工作液体的传热过程包括如下4个环节：
（1） 热管的受热段，管内工作液体从外界热源获得蒸发潜热而汽化；
（2） 由于管内加热段与冷凝段之间的压差蒸汽向冷凝段移动；
（3） 在冷凝段，管内蒸汽放出的冷凝潜热由外界冷介质带走，蒸汽凝结为液体靠重力的作用回流蒸发段；
（4） 冷凝液体在吸浮液芯的作用下重新加热汽化往复运动。
2.全玻璃双真空热管的基本特性
热管内部主要是靠工作液体的相变和蒸汽流动来传递热量的。做为一种传热元件，它具有以下基本特性。
（1） 极高的导热性。热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻小，因此具有很高的导热能力。与银、铜、铝等导热系数较大的金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。
（2） 优良的等温性。热管内腔的蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小，温降亦很小。因而热管具有优良的等温性。
（3） 热流密度可变性。可以根据需要改变热管蒸发段或冷凝段的加热面积，从而改变其热流密度。
3.热管的分类
根据热管的工作温度、结构、材质和工作液体等的不同，通常有如下几种分类方法。
（1） 按照热管工作温度不同，热管可分为低温热管、常温热管、中温热管和高温热管。
（2） 按照热管工作液体回流方式不同，热管可分为旋转热管、电流动力学热管、磁流体动力热管、电渗透热管、重力热管和重力辅助热管等。
（3） 按照热管管壳与工作液体的组合方式不同，热管可分为铜－水热管、碳钢－水热管、铜钢复合－水热管、铝－丙酮热管和不锈钢－钠热管等。
（4） 按照热管的结构形式不同，可分为普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、微型热管、平板热管和径向热管等。
（5） 按照热管的功用不同，可分为传输热量的热管、热二极管、热开关、热控制用热管、仿真热管和制冷热管等。
全玻璃双真空太阳集热管在太阳能热利用中的应用
1.热管式全玻璃真空太阳热水器和集热器
我国目前生产的直插紧凑式全玻璃真空管热水器已有完善的结构形式，成本较低，效率较高。但这种产品也存在着一些缺点，如不能承压，只能作为落水使用，出水压力小；一支玻璃管破损，水箱内全部水就会流光，导致热水器无法使用。特别是集热管内长期注水而沉淀大量的污垢，使其集热效率大大降低，而清理污垢又是一项费工毫时的难事。而热管式真空管太阳热水器则避免了这些缺点。
热管式全玻璃真空管太阳热水器，真空集热管内不再充满作为传热工作液体的水，工作时，真空管吸收太阳辐射热，传输给蒸发段，使管内工作液体受热汽化，以极低的热阻，几乎无损失地高速地传输到冷凝段，通过与水箱内的水进行热交换，使水温上升，工作液体放出潜热后冷凝，依靠重力回流至蒸发段，如此循环不已，将真空管获得地太阳辐射能传递到水箱。
热管式真空管太阳热水器具有如下优点：
（1）启动快，热管热容小，反应快，集热管所获得地热量可迅速传递到水箱。在多云间晴的低辐射天气也能有效集热。而直插紧凑式热水器集热管所获得的热量先是用来加热真空管内的水，再靠热虹吸作用，加热储热水箱中的水，因此热水器启动慢。
（2）得热量高，双真空集热管获得的热量几乎全部用于加热储热水箱中可利用的水，水箱的得热量高。而直插紧凑式热水器所加热得水量还包括真空管内无法取出使用的水量，因此相同体积储热水箱中水的得热量相对要小。
（3）承压高，热管内管密封，可承受较大压力，可直接与自来水系统连接，承压使用，自动运行。
（4）双真空集热管管内不走水，即使个别集热管意外破裂，热水器仍能正常运行。
（5）抗冻，真空管内无水，即使在严寒条件下使用也不会冻裂。
（6）双真空热管具有热二极管热量单向传导的功能，即当热管不工作时又与水箱绝热
