1973年世界上出现石油价格猛涨,“能源危机”、“石油危机”催生了平板式太阳能热水器。我国从1979年清华大学无线电电子系研发出全玻璃真空集热器管开始,逐步跨入太阳能时代。
真空管的原理很简单,就像一个拉长的保温瓶一样。对真空管的质量要求比较严格,要求其必须具有较好的吸热层,吸收率要高,热反射率要低,有好的保温防止热量向外对流。一般要求真空管吸收率90%以上,反射率9%以下。材料为高硼硅玻璃,膨胀系数小于3.3×10-7。
全玻璃真空管的构造由内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、支撑件(不锈钢弹簧卡子)、吸气剂等部分组成。
真空管的原理介绍:
1.内玻璃管用来作为水的流动管道;
2.氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜等太阳选择性吸收涂料,是通过采用真空沉积、溅射技术、电化学处理等工艺均匀地涂在内玻璃管的外表面,用来吸收太阳辐射能;
3.将涂层选择性涂层的内玻璃管封入罩玻璃管内,然后将内外玻璃管之间抽成真空,形成真空度为0.05Pa的真空夹层,以减少由于空气对流和传导而引起的热损失,这与热水瓶的原理相似;
4.全玻璃真空集热器采用单端开口设计,一端内、外管环形熔封起来,其内管另一端是密闭半球形圆头,弹簧卡子就是用来将该圆头支撑在外玻璃管的内部端,使得内玻璃管吸收太阳辐射而温度升高时,玻璃圆头形成热膨胀的自由端,从而缓冲了热水器工作时引起真空集热管开口端的热应力;
5.真空管在受热后,原来被吸附在管壁上的微量气体(主要是水蒸汽)会释放出来,影响真空度,吸气剂和吸气膜就是用来吸收这些被释放出来的气体,以保持集热管内的高真空。