其他金属吸热体真空管集热器

三、其他金属吸热体真空管集热器

除了前面介绍的热管式真空管集热器之外，金属吸热体真空管集热器还有其他不同的形式，如同心套管式、U形管式、内聚光式、直通式等，随着技术的发展，还将有新的形式出现。

（1）同心套管式真空管集热器

如图2-27所示，又称直流式真空集热管。主要由同心套管，吸热板、玻璃管等组成。所谓同心套管，就是两根内外相套的金属管，位于吸热板的轴线上，与吸热板紧密连接。

图2-26　热管真空管集热器结构示意图

1.热管式真空管　2.联集管　3.导热块（导热套管）　4.热管冷凝端　5.保温材料　6.保温盒　7.尾托架

图2-27　同心套管式真空集热管示意图

1.内金属管　2.外金属管　3.吸热板　4.玻璃管

工作时，太阳光透过玻璃管投射在吸热板上，吸热板吸收太阳辐射能并将其转换为热能，传热介质（通常是水）从内管进入真空管，热水经外管流出。同心套管式真空管集热器具有以下特点：

①热效率高。由于传热介质进入真空管后，被吸热板直接加热，减少了中间环节的传导热损，因而可更大限度地利用太阳辐射能。

②可水平安装。在有些场合下，可将真空管东西向水平安装在建筑物的屋顶或南立面上，这样既可简化集热器的安装支架，又可避免集热器影响建筑外观。

（2）U形管式真空管集热器

如图2-28所示，主要由U形管、吸热板、玻璃管等几部分组成。国外有些文献将同心套管式真空管和U形管式真空集热管统称为直流式真空管，因为两者的基本结构和工作原理几乎一样，只是前者的冷、热水从内、外两根同心套管进出，而后者的冷、热水从U字形的两根平行管进出。

图2-28　U形管式真空集热管示意图

1.U形管　2.吸热板　3.玻璃管

U形管式真空管集热器除与同心套管式真空管集热器具有相同特点外，真空管与集管之间的连接比同心套管式真空管简单，所以易于安装。

（3）内聚光真空管集热器

如图2-29所示，主要由复合抛物聚光镜、吸热体、玻璃管等组成。复合抛物聚光镜亦可简称为CPC。由于CPC放置在真空管的内部，故称为内聚光真空管。

图2-29　U形管式真空集热管示意图

1.吸热体　2.复合抛物聚光镜　3.玻璃管

它的吸热体通常是热管，也可是同心套管或U形管，其表面有中温选择性吸收涂层。平行的太阳光无论从什么方向穿过玻璃管，都会被CPC反射到位于其焦线处的吸热体上，把吸热体内工质加热。内聚光真空管集热器的特点是：

①运行温度高。由于CPC的聚光比大于1，所以内聚光真空管的运行温度可达100℃～1500C。

②不需要跟踪系统，与高倍聚光集热系统相比成本较低，安装维护简单。

（4）直通式真空管集热器如图2-30所示，主要由直通金属管、吸热板和玻璃管组成。吸热板表面沉积有高温选择性吸收涂层，与金属管焊接或嵌套在一起。传热介质从金属管的一端流人，经太阳辐射能加热从另一端流出，故称为直通式。由于金属管与玻璃管之间的两端都需要封接，因而必须借助于波纹管过渡，以补偿金属吸热管的热胀冷缩。直通式真空管集热器的主要特点是：

图2-30　直通式真空集热管示意图

1.金属管　2。吸热板　3.玻璃管

①运行温度很高。直通式真空管通常跟抛物柱面聚光镜配套使用，组成一种聚光型太阳集热器。由于抛物柱面聚光镜的开口可以做得很大，使集热器的聚光比很高，所以运行温度可高达300℃～400℃。

②比较易于组装。由于传热介质从真空管的两端进出，因而便于串联连接。

以上我们介绍了我国目前各种商品化的真空管集热器的情况。商品化生声的真空集热管尽管种类繁多，性能各异，但规格尺寸并不太多。以全玻璃真空集热管为例，大体上有外径φ47mm、φ58mm、φ90mm和φ100mm4种，长度有1.2m、1.5m、1.8m和2m4种，供不同需求的用户选用。

市场上由真空管、水箱、支架、反射板等组装成一体的家用太阳能热水器（紧凑式），由于真空管类型、直径、长度、支数不同，所配备的水箱大小（容水量）也就不同。另外，由于系统的复杂程度和运行方式也不尽相同，如有的热水器带有水位、水温控制器；有的带有辅助电加热装置以及阳极化保护（镁棒）等，所以价格差别很大。家庭用户可根据家庭经济状况、洗浴人数选用。厂家或经销商一般都负责上门安装、调试和维修。