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什么是太阳能热水器的“三高”真空管

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什么是太阳能热水器的“三高”真空管

发布日期:2018-03-01 作者:车间降温工程 点击:

   什么是太阳能热水器的“三高”真空管

   太阳能热水器的三高真空管中“三高”是什么意思?

  “三高”指的是耐高温,抗高寒,高效吸收,一般只通过三靶干涉膜工艺的制成的真空管(一般的是渐变膜)

太阳能三高真空管与普通真空管的区别

   三高“太阳芯”真空管与普通管的区别在于吸热膜层不一样(吸热膜层是真空管的关键部位)。三高管是干涉膜,普通管是渐变膜。它们的区别主要表现为干涉膜与渐变膜的区别。  

  1、根本区别:膜层结构不同,导致吸收太阳光线的原理不一样。渐变膜,为多层膜,其吸收层一般是9层,它对太阳光线是逐层吸收的,而且其吸收光线的性能逐渐变高。由于这种渐变结构,发射比随温度上升不断加大,以致工作温度在300~500℃时,发射比大大增加。而且吸收层中的铝离子在高温状态下,活泼性大大增强,并发生漂移。这样膜层的内部结构发生错乱,导致膜层开始老化。长期处于这种高温状态下,膜层就会脱落,从而影响了真空管的集热效率和寿命。  

  干涉膜,其吸收层共2层,两层膜之间,因金属成份的配比不同而产生干涉作用,使吸收比增加,发射比降低。再加上减反层减少反射的作用,从而实现更高的吸收比和更低的发射比,大大提高了集热效率。  

  2、特征:三高管的吸收比提高了12%,发射比降低了30%-40%,超吸收,热损少,升温快。高效管,超吸收,热效高,升温快,在同样的光照条件下,比普通管能出更多更高水温的热水;高寒管,因铜离子的发射比比铝离子低0.2,因此热损很少,在高寒环境下仍能正常工作,-30℃照常出热水;高温特效管,因膜层中的不锈钢离子耐高温,抗空晒,膜层在400℃条件下不老化、不衰减、不变色。  

   在相同光照条件下,普通管热吸收不如三高管高,甚至不能满足洗浴要求;在温度较低时,热损更大,集热效率下降,影响正常使用;尤其在空晒超过270℃时,膜层开始老化、脱落,吸收率快速降低,寿命大大缩短。  

   3、工艺:高温特效管、高寒管、高效管分别采用三靶、双靶、单靶磁控溅射工艺;普通管一般都采用单靶磁控溅射工艺。  

   4、外观:A、管口,此处膜层在800℃以上高温状态下封口时,脱落一部分是不可避免的。高温特效管因耐高温,只有约1厘米长无膜层,而其它管因不耐高温,膜层脱落长度约2.5厘米。B、内管颜色:用肉眼观察,高温、高寒管的内管颜色为暗红色(因膜层底层为铜);而高效管和普通管为白色(因膜层底层为铝)。  

  总之,干涉膜是渐变膜技术上的新突破,是镀膜技术上的伟大创新和进步,干涉镀膜成为当前全球最先进的镀膜技术。同时也给真空镀膜技术带来划时代的变革。尤其是用干涉膜制成的高温特效管,还可用于制冷、干燥、海水淡化等,为真空管开拓了更新更广的应用领域。

    三高真空管与国标普通真空管的对比

    1、吸收率、发射率对比

    三高太阳芯真空管的吸收比均大于0.92,最高可达0.97,是国标(0.86)的1.07~1.13倍。三高太阳芯真空管的半球发射比均不大于0.06,只有国标(0.09)的2/3。

    2、真空度对比

    三高太阳芯真空管在430℃高温下经过60分钟的抽真空,使得内外管之间的真空度高达5×10-4Pa,是国标的百分之一(国标为5×10-2Pa)。极高的真空度极大程度的减少了对流散热。

    3、吸热体外表面积对比

    在不考虑真空管吸收率、发射率的情况下,1支外径为φ58mm长度为2100mm的真空管相当于外径为φ47mm长度为1200mm的真空管2.23支,相当于外径为φ47mm长度为1500mm的真空管1.77支,,相当于外径为φ58mm长度为1500mm的真空管1.17支。

    4、膜层对比

    选择性吸收涂层覆盖率高,吸热、保温效果好(管口未镀膜区短)膜层距离管口近,说明我们的膜层耐高温,即膜层性能更加稳定。膜层性能稳定,则真空管的使用寿命就长。内外玻璃管熔封在一起,需要将玻璃熔化,而熔化玻璃需要火焰的温度1000多度,则距离管口越近,温度越高。

    太阳能热水器三高真空管与紫晶管的区别

    真空管是太阳能热水器的核心元件,被誉为太阳能热水器的“心脏”

    三高管

    结构   全玻璃双管同轴结构

    玻璃材料   高硼硅3.3玻璃

    外管直径及厚度   Φ=47±0.7mm &=1.6mm Φ=58±0.7mm &=1.6mm Φ=70±0.7mm &=2.0mm

    内管直径及厚度   Φ=37±0.7mm &=1.6mm Φ=47±0.7mm &=1.6mm Φ=58±0.7mm &=1.6mm

    管长度   800mm 1200mm 1500mm 1600mm 1800mm 1900mm 2000mm 2100mm

    吸收涂层性能 

    结构  基材/AL/AL-ALN(H)/AL-ALN(L)/ALN

    沉积方法  单靶直流磁控反应溅射

    吸收比  as=0.90~0.93(AM1.5)

    发射比  εh=0.05~0.075(80℃±5℃)

    真空度   P≤5.0X10-3帕(Pa)

    空晒性能参数   Y=220~260m2.℃/KW

    闷晒太阳辐射量   H≤4.7MJ/m2(Φ58)  H=4.1~4.4MJ/m2

                     H≤3.7MJ/m2(Φ47)  H=3.1~3.4MJ/m2

    平均热损系数   ULT=0.6~0.7W/(m2.℃)


    紫金管

    结构   全玻璃双管同轴结构

    玻璃材料   高硼硅3.3玻璃

    外管直径及厚度   Φ=47±0.7mm &=1.6mm Φ=58±0.7mm &=1.6mm Φ=70±0.7mm &=2.0mm

    内管直径及厚度   Φ=37±0.7mm &=1.6mm Φ=47±0.7mm &=1.6mm Φ=58±0.7mm &=1.6mm

    管长度   800mm 1200mm 1500mm 1600mm 1800mm 1900mm 2000mm 2100mm

    吸收涂层性能

    结构  基材/AL/AL-ALN(H)/AL-ALN(L)/ALN

    沉积方法  单靶直流磁控反应溅射

    吸收比  as=0.90~0.93(AM1.5)

    发射比  εh=0.05~0.075(80℃±5℃)

    真空度   P≤5.0X10-3帕(Pa)

    空晒性能参数   Y=220~260m2.℃/KW

    闷晒太阳辐射量   H≤4.7MJ/m2(Φ58)   H=4.1~4.4MJ/m2

                     H≤3.7MJ/m2(Φ47)   H=3.1~3.4MJ/m2

    平均热损系数   ULT=0.6~0.7W/(m2.℃)

    当然只是其中的常规规格区别,好不好不是看是三高管还是紫晶管,是要看是什么厂出的管。同厂出的两种管单价差别很小的。性能差别也差不多。


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