改进的玻璃真空集热管
Improved Glass Evacuated Collector Tube

全玻璃真空集热管直接装水,水容量较大使温升较慢;若有一根管子破裂,水就会流出,系统也将无法运行,于是就改进为内置铜管的真空集热管。

最简单的是一根直铜管的真空集热管,结构见下图,铜管一端封闭,两侧焊有金属吸热板,在吸热板上覆盖有吸收太阳能的涂层。把带吸热板的铜管插入全玻璃真空管中,封闭端朝内。图中下方是剖开玻璃真空管的示意图,图中上方是完整的直铜管真空集热管,为减少空气对流造成的热量散失,在玻璃真空管口装有保温管堵。(为能清晰的显示结构,管子长度缩短,不显示弹簧支架)。

改进的玻璃真空集热管

改进的玻璃真空集热管

安装时集热管管口端在上方,多个集热管的铜管与横向的联管焊接,见下图。被加热的水在铜管中形成自然循环,由于水在铜管中,玻璃管破裂不会使系统停止运行;铜管可承受较高的压力,集热器可直接与自来水相连。

改进的玻璃真空管集热器

改进的玻璃真空管集热器

由于铜管较细,内部对流缓慢,传热不快,把直铜管改为U形铜管,一端进水另一端出水,对水能自然流动特别是用水泵强制循环时有很好的换热效果。下图就是U形铜管真空集热管。

U形铜管真空集热管

U形铜管真空集热管

U形铜管真空集热管可以直装、斜装、水平安装。安装时用两根联管,一根接U型管一端作水入口,另一根接U型管另一端作水出口。下面是多个U形管真空集热管组成的集热器的示意图(为显示清楚,略去联管的保温层)。

U形铜管真空管集热器

U形铜管真空管集热器

由于多数玻璃真空集热管是双层结构,只有内玻璃管接受阳光辐射,加上玻璃真空集热管安装时会有间距,故有不少的阳光会透过去不被吸收。为不使这些阳光浪费,可在集热管下方安装反光板把漏过去的光线反射回来,能提高集热器的热效率。

最好的反光板是复合曲面,下图为复合曲面反光原理图,可见不但正射阳光可全部汇集到吸热管,斜射的光线也可汇集到吸热管。

复合曲面反光板示意图

复合曲面反光板示意图

有了复合曲面反光板,可提高集热器的热效率,即使将集热管排列间距放宽一点(减少管数)还能保持热效率不下降。下面是一台有外复合曲面反光板的真空管集热器外观图。

有外复合曲面反光板的真空管集热器

有外复合曲面反光板的真空管集热器
 
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