真空管集热器与平板集热器

真空管集热器与平板集热器性价比大比拼

新能源与可再生能源行业协会副理事长：罗运俊

编者的话：《我国太阳能行业将要迎来‘平板’时代》一文在《太阳能信息》报B 册193期刊登后，接到了几十位行业人士的咨询电话，有咨询平板太阳能市场的，有咨询平板太阳能技术问题的，也有咨询国外平板太阳能发展情况的……在此，我们感谢广大读者对中国太阳能事业的关注，同时也感谢各位提出的宝贵建议。本期就部分专家的观点摘录如下，与大家一起分享。

一、平板太阳能集热器

1、平板太阳能集热器介绍

平板型太阳能集热器板芯及其制造方法：板芯由两块金属薄板叠在一起，四周采用咬缝工艺连接在一起，制成平板型金属吸热体，横向和纵向互相连通的工质流道（铜管）为焊接，集热器底部用镀锌板和保温棉垫底，上部用玻璃板盖住，四周用橡胶条密封。受光面板上沟槽的槽底与背板冲压连接在一起。

1、平板太阳能集热器特点

a.) 平板型太阳能集热器是金属管板式结构，热效率高，产热水量大，可承压，耐空晒，水在铜管内加热，质量稳定可靠，免维护，15年寿命.

b.) 无抗冻能力，适合于广东、福建、云南、广西、海南等冬天不结冰地区使用，性价比高. c.) 规格：1×2㎡，无云晴天产50℃~65℃ 热水量：75~120kg/ m2

d.) 高吸收率：αs≥92%,低发射率：εh≤8%，日平均热效率：ηd≥55%.

二、全玻璃真空管太阳能集热器

1、真空管太阳能集热器介绍

真空管太阳能集热器的结构：分内外管，内管内壁有水银涂层，内管外壁有吸热涂层，内外管之间是真空层；外管是透明的玻璃，内外管均采用高硬度的高硼硅玻璃；一端有进出口，另一端封闭。

2、真空管太阳能集热器特点

a.) 全玻璃真空管太阳能集热器有一定的抗冻能力，适合在冬天气温为0℃至-20℃的地区使用。 b.) 不承压，使用时不能缺水空晒，否则玻璃管易爆裂。

c.) 规格：有多种规格可供选择，无云晴天产50℃~55℃热水量：70~130kg/ m2

d.) 高吸收率：αs≥90%,低发射率：εh≤8%，日平均热效率：ηd≥50%.

三、两种集热器对比分析

1. 热性能技术的分析与对比

太阳能集热器按集热温度基本上可分为三大类，即低温(60摄氏度以下) ，中温(60~80摄氏度) 和高温(80摄氏度以上) 。平板集热器适用于低温范围，真空管集热器比较适用于中、高温范围，低温也可以使用，但却无法发挥其优势。

目前中国太阳能热水器及熊的主要用途是洗浴和生活用热水，其水温要求一般低于60摄氏度，平板集热器有较好的效率特性。当需要水温大于60摄氏度时，真空管集热器效率特性得到很好的发挥。真空管热水器的应用领域更适合于中高温或高温。作为真空管热水器的企业和销售商来说，应该更加重视，扩大热水器的使用领域，例如工业领域的中高温、高温的应用，采暖空调及制冷的应用等。

从平均热损系数分析，真空管热水器比平板热水器要低一倍多。原因是：真空管热水器基本上是紧凑直插式，直径37/47，长1.2米的真空管内取不出来的热水，每支管子达0.9公斤，按粗略计算每平方米（10支管子）热水器的约9公斤热水无法使用（占总容水量9-10%），而每平方米平板热水器取不出来的热水只有1公斤左右（占总容水量1-1.4%），以上数据测试时间是每年4月到10月份，环境气温较高情况对平板有利。

2. 承压性能的分析

平板热水器属于金属管之间的焊接及链接，完全能满足承压系统的要求，但通常的真空管集热器热水系统，由于真空玻璃管与联箱或水箱联系解释采用硅橡胶密封圈进行链接，一般无法满足承压系统的要求，一旦系统压力较大时，真空管与密封圈靠摩擦的结合力难以抵挡系统压力，迫使管子向外移动或滑落。

3. 防结垢、防冻结性能分析

太阳能热水器运行中另一个重要质量问题是集热器板芯和真空管中结垢及水中悬浮固体颗粒物的沉淀物清楚问题。平板热水器一般在60℃以下工作，吸热板的排管和集管基本上不会发生结垢现象，对传热有些影响，但情况不严重，在使用寿命内无需进行清洗。真空管热水器虽然运行温度高于平板，然而由于管材是玻璃，结垢现象有所缓解，当然也会影响传热效果，但不致影响使用。对于目前流行绝大多数南北向直插紧凑式真空管热水器来说，管中的悬浮固体颗粒物，对热水器的正常运行是一个很大的威胁。据了解有些水质较差的地区，三、四年就会填满半只管子，影响了管子的热性能，必须进行拔管子清洗。如果管子使用寿命为15—20年，则维修次数多达3—4次，不仅造成经济上的损失，也给企业用户带来不良影响。

4．产品售后服务分析对比

平板集热器而言，由于热损较少运行温度一般低于60℃不容易产生过热现象，故结垢较少，其排污主要通过水箱排污管加以解决。其主要维修工作在于定期清除集热器盖板的尘土，若采用钢化玻璃则盖板的破损率会大大下降，由此可见平板集热器的使用寿命大于15~20年是没有问题的。

真空管集热器由于运行温度比较高，突然遇到冷热容易炸管裂管，其次是真空管与水箱或联箱链接是采用硅橡胶密封圈，若接触不好或以后沙粒易发生渗漏现象，另外经常需将真空管抽出来进行清洗，维修

工作量较大。真空管本身的质量的好坏，在很大程度上决定了集热器的质量，也严重影响热水工程的售后服务工作量。2006年年底，全国35家真空管生产企业送测的样管结果是：优秀管子(甲)5家，占14.3%；合格管子(乙)17家，占48.6%；不合格的管子(丙)13家，占37.1%。真空管技术发展了这么我年了，全行业的技术水平和生产工艺有很大的进步，然而，至今业内人士最担心的是全国一年上市进2亿支真空管中，到底有多少万支真空管是不合格的，希望这个数字越小越好。

无论是平板或真空管热水器，循环管路和配件的渗漏可靠性是相同的。而水箱和集热器的渗漏，两种产品是有差别的。平板热水器的吸热板出厂前均应逐台捡漏，集热器与水箱连接只有进出口二个连接外，而且连接方式简单方便，一般渗透可能性较小。真空管热水器的渗漏主要发生在真空集热管与水箱的接口部位，由于接口处数量多，稍有不甚就有可能发生渗漏。 尤其在真空管太阳热水器工程上渗漏现象更头痛，因为一个大面积工程，少则几百只管子，多则几千只管子，要做到一只管子不渗漏是十分困难的。

5. 产品与建筑结合难易分析

平板太阳能集热器，无论从整体外形、结构强度及规格尺寸均适合与建筑相结合，可直接固定在房顶上或嵌入屋面上，而且极易成为屋顶结垢的组成部分，和建筑浑然成为一体，因此平板集热器与建筑结合比真空管集热器更好一些。

四、选择太阳能集热器

平板式、真空管式各有优缺点，没有一种是完美的、占有绝对优势的。用户选择太阳能集热器类型主要应根据安装地点所在气候特征以及所需热水温度、用途来选定。

对于广东、福建、海南、广西、云南等冬天不结冰的南方地区的用户，选取用平板式太阳能集热器是非常合适的，因为不需要考虑冬天抗冻的问题，而平板型太阳能集热器的缺点是不抗冻，所以在南方地区使用，该缺点不会表现出来，而平板型的优点却是非常突出的：热效率高，金属管板式结构、免维护、15年寿命、性价比高，平板集热器技术有许多优点，这也是国外发达国家平板太阳能集热器占绝大多数的原因。

长江、黄河流域地区的用户，因为冬天会结冰，而且冬天气温高于-20℃，所以选用真空管太阳能集热器是比较合适的，既可以抗冻，性价比也比热管高，但是真空管的主要缺点是：不承压、易结水垢、易爆裂、热效率低。

综上所述，不同类型的太阳能集热器没有绝对好、坏之分，重要的是要根据使用地区的气候特征和用途来选择最优性价比的类型，不要被某些厂家误导。