黄鹤星宇

HUANG HE XIN YU

真空管太阳集热器是在平板型太阳集热器基础上发展起来的新型太阳能集热装置 。构成这种集热器的核心部件是真空管,它主要由内部的吸热体和外层的玻璃管所组成。吸热体表面通过各种方式沉积有光谱选择性吸收涂层。由于吸热体与玻璃管之间的夹层保持高真空度,可有效地抑制真空管内空气的传导和对流热损失;再由于选择性吸收涂层具有低的红外发射率,可明显地降低吸热板的辐射热损失。这些都使真空管集热器可以.大限度地利用太阳能,即使在高工作温度和低环境温度的条件下仍具有优良的热性能。

全玻璃真空管在国外发展得较早。1979年我国引进样品后,清华大学首先研制出我国的全玻璃真空管,并且逐步实现了产业化。全国已有40—50家企业能够生产全玻璃真空管,这对于我国太阳能行业的发展起到了积极的推动作用。金属吸热体真空管是国际上随后发展起来的新一代真空管,它又可划分为多种形式。热管式真空管就是其中一种,北京太阳能研究所自1986年起开始开发。尽管金属吸热体真空管有各种不同的形式,但无论哪种形式,由于吸热体采用金属材料,而且真空管之间也都用金属件连接,所以用这些真空管组成的集热器具有以下共同的优点:

(1)工作温度高。.高运行温度超过100℃ ,有的型式甚至可高达300—400℃ ,使之成为太阳能中、高温利用必不可少的集热部件。

(2)承压能力大。真空管及其系统都能承受自来水或循环泵的压力,多数集热器还可用于产生106Pa以上的热水甚至高压蒸汽。

(3)耐热冲击性能好。即使用户偶然误操作,对空晒的集热器系统立即注入冷水,真空管也不会因此而炸裂。

正由于金属吸热体真空管具有其它真空管无可比拟的诸多优点,世界各国科学家竞相研制出各种形式的真空管,如热管式、同心套管式、U型管式、储热式、直通式、内聚光式等等,以满足不同场合的需求,扩大了太阳能的应用范围,成为当今世界真空管集热器发展的重要方向。