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  • 太陽能熱水工程真空管10大技術難題

      真空管太陽能集熱器是與熱箱型平板集熱器,彼此平行發展起來的又一款太陽能集熱裝置,兩者之間不存在。血緣。或相互繼承與否的代際之分。這正如牛和馬,都是人類祖先馴化選育來驅使為其服務的獸力,不好說誰比誰更強,各有所長,各具其短完全沒必要在它們之間排序分高低。真空管集熱器按吸熱材料的不同可劃分為玻璃吸熱體真空管(又稱為全玻璃真空管)以及金屬吸熱體真空管(或稱為玻璃一金屬真空管,包括熱管式真空管、U形金屬管真空管、同心金屬套管式真空管、儲熱式真空管、直通式真空管等)兩大類。在20世紀七八十年代,先后由北京太陽能所的龔堡所長和清華大學的殷志強教授等知名專家,分別從歐美及澳大利亞先后引進了熱管式真空管和全玻璃真空管早期的生產技術。隨后由北太所和清華陽光在其基礎上,分別對兩者進行深度生產工藝的技術開發,并分別在兩家實現了擁有中國完整自主知識產權的新技術產業化生產流水線。從兩種真空管的生產工藝相比較,全玻璃真空管的工藝較為簡單,價格也相對更具有競爭力。利用全玻璃真空管在當時我國已有的。圓臥水箱加平板集熱器。家用緊湊型太陽熱水器的基礎上,開發出了相對應的直插式。圓臥水箱加真空管。型家用太陽熱水器。這種主要由全玻璃真空管、圓臥保溫循環水箱和沖壓成型的板式腳架三個標準部件簡單組合而成的家用熱水器,結構上比平板型更為簡單,金屬消耗量也更低。只要將三大部件實現了標準化、模具化的大規模流水線生產,就可在產品質量和互換性更有保障的前提下,將緊湊型的家用太陽熱水器的生產成本降得很低,從而取得較好的經濟效益。進入90年代以后,全玻璃真空管的生產技術在國內得到大面積普及,實現了長江南北的海量生產;于是全玻璃真空管直插式家用太陽能熱水器,脫穎而出,風行全國。截至2010年的不完全統計,我國已建有2 000余條全玻璃真空管鍍膜生產線,年產全玻璃真空管4億多支,年組裝真空管熱水器4 600萬m2。全玻璃真空管太陽熱水器在進入21世紀之后,在我國國內市場從初期與簡易非循環熱水器和。圓臥水箱加平板集熱器。為代表的平板熱水器約各占1/3市場比例的基礎上,一路扶搖直上,最高占據了全國家用太陽熱水器市場份額的95%以上,幾乎成了中國家用太陽熱水器的代名詞。在全世界的太陽熱水器保有量中,全玻璃真空管型太陽熱水器中的97%,為中國人所使用。除中國之外,只有印度、巴西、南非、泰國等少數發展中國家,從中國進口少量的真空管,年銷售出口創匯金額也就是兩三億美元。出現這種反常現象的根本原因還在于盡管全玻璃真空管集熱器在內外管之間用抽真空的辦法,有效地降低了管芯與管殼之間的對流熱損,并在此基礎上實現了集熱器基礎單元的標準化生產但處于玻璃真空管內管中的熱水,與高位圓臥保溫儲熱水箱中的冷水,進行宏觀對流循環換熱的通道。卻被此種。單孔盲腸狀。的全玻璃真空管結構復雜化了,通過對數以億支全玻璃真空管的實際使用,人們發現這種全玻璃真空管,同樣存在一系列尚赤儲得到妥善解決的技術難題:
    第一,百插式真空管太陽熱水器難以實現集、儲分離,保溫儲熱循環水箱的低位隱蔽安裝整個系統與現代建筑物外立面,更難實現建筑一體化的協調W固安裝。
    第二,斜向上插人到水箱中的真空管,與水箱接口處極易發生漏水現象,隨水流進人到內管中的污物和悶曬產生的水垢,無法簡易排除。
    第三,單孔盲腸狀,真空管高溫悶曬集熱的特性,導致內管管壁嚴重結垢;使得每支真空管平均使用不到2年-3年,集熱效率就明顯下降。
    第四,向上插入到水箱中部的"單孔盲腸管。,通過同一個管口進行冷、熱水的吞吐換熱,必然破壞管口區域的流體溫度場分布,造成不同溫度流體質點之間的滲混,增大了兩者之間對流循環換熱的阻力,導致整個系統升溫緩慢,難以建立起有秩的溫差循環換熱機制和水箱的水溫分層,影響整個系統熱效率的提高。
    第五,通過縱向聯箱橫向口對口臥式接插安裝的真空管,不僅增加了每一支真空管冷熱水吞吐熱交換的阻力,而且還會造成相鄰對接真空管管口之間不同溫度工質流體質點的相互混雜與干擾,從而導致整個聯箱系統溫度場分布的混亂,溫差循環換熱秩序的紊亂,影響系統自然循環熱交換秩序的建立和對流循環效率的有效提高。
    
          
          (責任編輯:zjbn_zhenhai)
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