太陽(yáng)能熱水器介紹--太陽(yáng)能熱水器原理
一、真空管
真空管——太陽(yáng)能熱水器的“心臟”
真空管的“心臟”——選擇性吸收涂層
（1）什么是真空管？真空管在太陽(yáng)能熱水器中有什么重要性？
真空管，全名叫真空太陽(yáng)能集熱管，包括全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管和玻璃-金屬真空太陽(yáng)能集熱管。我們這里講的真空管，指的是全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管。目前，真空管主要用于太陽(yáng)能熱水器。
真空管是太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)生熱水的能量之源，也是太陽(yáng)能熱水器的核心技術(shù)所在，是太陽(yáng)能熱水器的關(guān)鍵部件，就像人的心臟一樣。所以，真空管被稱作是太陽(yáng)能熱水器的“心臟”。真空管在太陽(yáng)能熱水器中所起的作用，就像發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車中的作用一樣重要。由此也可以看出，誰(shuí)掌握了最先進(jìn)的真空管技術(shù)，誰(shuí)就能制造出性能最優(yōu)良的太陽(yáng)能熱水器。
（2）、真空管由哪幾部分構(gòu)成？各部分的基本功能是怎樣的？
真空管為全玻璃同軸雙層圓管結(jié)構(gòu)，主要由三大部分構(gòu)成：外玻璃管（外管）、真空夾層和內(nèi)玻璃管（內(nèi)管）。
內(nèi)管用于容水。內(nèi)管外壁的黑色部分是選擇性吸收涂層，即膜層，是真空管進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換的介質(zhì)。太陽(yáng)光線經(jīng)外管照射到膜層，膜層通過(guò)吸收太陽(yáng)光線中的可見(jiàn)光和近紅外線來(lái)集聚能量，并將光能轉(zhuǎn)化為熱能，使內(nèi)管里的水溫不斷升高。外管與內(nèi)管之間是真空夾層，其作用在于減少熱損失，起保溫作用，從而大大提高集熱效率。
不銹鋼彈簧卡子，既用來(lái)支撐內(nèi)管自由端，又可固定吸氣劑。吸氣劑，指在真空管底部，與彈簧卡子相連的不銹鋼鋼環(huán)上所附著的鋇鋁鎳成份，用于蒸散、吸收夾層內(nèi)排氣后殘余的空氣，以進(jìn)一步提高真空度。
真空管尾部約50㎜的銀白色部分是消氣鏡面，也叫吸氣膜。它是吸氣劑在800 ℃以上高溫狀態(tài)下蒸散得到的。消氣鏡面的作用是為了吸收真空夾層內(nèi)殘余的空氣，以進(jìn)一步提高真空度。太陽(yáng)能在使用中，如果真空管的消氣鏡面消失，說(shuō)明真空夾層內(nèi)進(jìn)入了大量空氣，真空管就不能正常工作了。
（3）、真空管的集熱原理是什么？
真空管的集熱原理是，靠?jī)?nèi)管外壁上的選擇性吸收涂層，吸收波長(zhǎng)為0.3～1.3um的太陽(yáng)光線(主要是可見(jiàn)光和近紅外線)來(lái)集聚光能，從而將光能轉(zhuǎn)化為熱能，并由真空夾層保溫隔熱，降低熱損失。
由此看來(lái)，選擇性吸收涂層對(duì)于太陽(yáng)能真空管非常重要。真空管的優(yōu)劣，就主要體現(xiàn)在選擇性吸收涂層的優(yōu)劣上。吸收比越高、發(fā)射比越低的選擇性吸收涂層，說(shuō)明太陽(yáng)能真空管的性能越好。
選擇性吸收涂層：在太陽(yáng)光譜范圍內(nèi)，具有較高的太陽(yáng)吸收比和較低的發(fā)射比的涂層表面，就是太陽(yáng)選擇性吸收涂層，或叫表面，也叫膜系，又稱為黑鏡或黑膜。理想的吸收表面應(yīng)當(dāng)是黑色的，但黑色并不一定表示吸收表面的熱性能最好，實(shí)際的吸收表面往往是黑里偏藍(lán)或偏黃、偏紫。
選擇性吸收：指有選擇性地吸收太陽(yáng)光譜中能量較強(qiáng)的可見(jiàn)光和近紅外線部分。
吸收比：指選擇性吸收涂層能吸收太陽(yáng)光能的多少。
發(fā)射比：指選擇性吸收涂層未能吸收而發(fā)射出去的熱輻射的多少。
（4）、選擇性吸收涂層主要有哪兩種類型？它在真空管中有什么重要性？
選擇性吸收涂層主要有漸變選擇性吸收涂層和干涉-吸收型選擇性吸收涂層兩種，即漸變膜和干涉膜：
A、漸變膜，是目前多數(shù)廠家所采用的一種低檔膜。
B、干涉膜，是當(dāng)前全球技術(shù)水平最高、吸收效果最好的真空管膜系。
選擇性吸收涂層是太陽(yáng)能真空管的能量之源，選擇性吸收涂層的優(yōu)劣，直接決定著太陽(yáng)能真空管質(zhì)量的高低。
（5）、簡(jiǎn)述真空管的工藝流程，鍍膜工藝
真空管制造工藝，主要包括六大工序——
1、燈工：（對(duì)內(nèi)、外管的加工）切齊→圓底→接排氣管→退火去應(yīng)力→檢漏
2、清洗：用純凈水離子清洗完后，在烘干爐內(nèi)烘干。
3、鍍膜：一般采用磁控濺射工藝，通過(guò)輝光放電（一種物理現(xiàn)象），使帶正電的氣體離子轟擊金屬靶，濺射出金屬原子和原子團(tuán)，并在內(nèi)管外表面沉積成膜層。鍍膜的技術(shù)和工藝，直接決定著真空管的質(zhì)量。
濺射：在鍍膜時(shí)，用氣體正離子轟擊金屬靶，從金屬靶表面飛濺出原子、原子團(tuán)的現(xiàn)象，就是濺射。靶：能濺射出原子和原子團(tuán)的柱狀金屬體，就是靶。
4、封口：在高溫狀態(tài)下，將內(nèi)、外管環(huán)形焊接起來(lái)。
5、排氣：在400℃高溫下將夾層內(nèi)空氣，經(jīng)40分鐘的時(shí)間抽成真空，并封離排氣管。
6、蒸散吸氣劑：為進(jìn)一步提高真空度，使吸氣劑在高溫狀態(tài)下蒸散，形成消氣鏡面。
真空管工藝流程圖
（6）、真空管的發(fā)展歷程——
1、長(zhǎng)度：由最初的1.2米發(fā)展到現(xiàn)在的1.3米、1.5米、1.6米、1.8米、1.9米、2.0 米。在相同光照條件下，同等容量的太陽(yáng)能熱水器，太陽(yáng)能真空管長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所需的支數(shù)越少，太陽(yáng)能真空管的整體熱損就越少，那么，相同集熱面積內(nèi)的得熱量就越高。
2、膜系：目前的膜系主要有兩種，單靶漸變膜和單、雙、三靶干涉膜。前者濺射系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，靶材料利用率高，但集熱效率低；后者集熱效率高，但濺射系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，靶材料利用率低。
多數(shù)廠家考慮到利潤(rùn)問(wèn)題，也苦于掌握不了先進(jìn)的干涉鍍膜技術(shù)，（況且干涉鍍膜工藝復(fù)雜，工藝控制要求非常嚴(yán)格。）因此只能采用成本低、但集熱效率也低的單靶漸變技術(shù)。（單靶指鋁靶，雙靶指鋁靶和銅靶，三靶指鋁靶、銅靶和不銹鋼靶。）
（7）、選購(gòu)時(shí)，怎樣辨別真空管質(zhì)量?jī)?yōu)劣？
消費(fèi)者在選購(gòu)太陽(yáng)能熱水器時(shí)，辨別真空管質(zhì)量?jī)?yōu)劣，主要是看外觀。
優(yōu)質(zhì)真空管應(yīng)當(dāng)是：
A、表面光滑干凈，沒(méi)有斑點(diǎn)，而且沒(méi)有劃痕（劃痕太多，會(huì)影響集熱效率和美觀）；
B、膜層應(yīng)當(dāng)是黑色或藍(lán)黑色，整體色差小。但黑色并不一定表明真空管質(zhì)量好，因?yàn)橛械奶?yáng)能廠家為掩蓋雜色，往往把膜層做成純黑色。況且黑色也有可能發(fā)射率高，在高溫狀態(tài)下，發(fā)射率會(huì)大大增加。實(shí)際上，真空管在顏色上存在一定的誤差，是不可避免的，這并不影響真空管的集熱效率。
C、消氣鏡面完整光亮；
D、用肉眼看，內(nèi)管顏色為暗紅色，表明它的金屬底層是銅，這種真空管在嚴(yán)寒條件下也能正常工作，-30℃照常出熱水。
優(yōu)質(zhì)真空管一般使用15年以上，直接關(guān)系到太陽(yáng)能熱水器的整體壽命。因而真空管的認(rèn)真挑選，應(yīng)是選購(gòu)太陽(yáng)能熱水器的核心問(wèn)題，在現(xiàn)在多數(shù)廠家技術(shù)水平還不太高的情況下，消費(fèi)者更應(yīng)仔細(xì)鑒別。
二、聚氨酯
（1）、聚氨酯基本知識(shí)
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱，符號(hào)“PU”。聚氨酯是由二元或多元異氰酸酯與多元醇化合物相互作用制得。
聚氨酯特點(diǎn)：高強(qiáng)度、耐磨、耐溶劑、耐低溫。
聚氨酯應(yīng)用：塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑、人造革。
（2）、聚氨酯構(gòu)成
異氰酸酯（進(jìn)口牌號(hào)）
（3）、聚氨酯泡沫生成
組合聚醚＋異氰酸酯→聚氨酯
俗稱：白料＋黑料→發(fā)泡料
（4）、常用指標(biāo)
導(dǎo)熱率≤０.０２Ｗ／ｍ?Ｋ
密度３０～４０㎏／
閉孔率≥９０％
（5）、常見(jiàn)泡沫體缺陷
收縮：原料配比不當(dāng)。
穿孔：混合時(shí)卷入空氣。
開(kāi)裂：內(nèi)外溫差大。
三、太陽(yáng)能熱水器水箱內(nèi)膽的選材、焊接
選材：
太陽(yáng)能水箱材料應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度及使用耐久性，諸如抗氧化能力以及常年在溫水環(huán)境下運(yùn)行的抗腐蝕能力。此外，金屬材料要具備優(yōu)良的焊接性，使水箱易于制造。
不銹鋼是近代各國(guó)太陽(yáng)能水箱普遍采用的材料。不銹鋼具備優(yōu)良的強(qiáng)度、塑性、耐腐蝕性及焊接性，用薄不銹鋼板焊成的太陽(yáng)能水箱既輕又強(qiáng)，在一體化的承壓及非承壓太陽(yáng)能熱水器中普遍采用。
不銹鋼品種很多，對(duì)不銹鋼牌號(hào)的選擇要綜合考慮強(qiáng)度、塑性、焊接性、經(jīng)濟(jì)性特別是在含氯離子水中的抗腐蝕性。廣泛用于化工、食品工業(yè)、廚房設(shè)備的304不銹鋼屬奧氏體不銹鋼，強(qiáng)度、塑性優(yōu)良，焊接性好。目前在我國(guó)非承壓式水箱大多用304不銹鋼制作。
304不銹鋼在氧化性酸介質(zhì)中耐腐蝕能力強(qiáng)，但在含氯離子水中容易產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕及應(yīng)力腐蝕。鋼中含鉻量≥12％時(shí)，由于氧化性活潑的鉻在鋼的表面迅速與氧形成致密、堅(jiān)固的富氧鈍化膜（Cr2O3），有效地隔離了氧的進(jìn)一步侵入。因而在空氣中或氧化性酸（如硝酸）中，這一類鋼抗均勻腐蝕性能好，不生銹，故稱之為不銹鋼。但在水中，尤其在含Cl-濃度較高的的水中，由于Cl-離子可在某些局部部位對(duì)Cr2O3鈍化膜起破壞作用，導(dǎo)致發(fā)生局部腐蝕。與均勻腐蝕（化學(xué)腐蝕）相比，局部腐蝕（電化學(xué)腐蝕）速度要快的多，危險(xiǎn)性也大的多，往往導(dǎo)致泄漏失效。
而在含Cl-的水介質(zhì)之中，不銹鋼最易發(fā)生腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)是焊接區(qū)，由于該區(qū)經(jīng)受過(guò)高溫加熱，組織及性能有劣化，抗腐蝕性能也降低。因而水箱的使用壽命主要取決于水箱薄弱環(huán)節(jié)處（焊接區(qū)）是否發(fā)生晶界腐蝕、應(yīng)力腐蝕及點(diǎn)（縫隙）腐蝕一類局部腐蝕。試驗(yàn)研究表明，當(dāng)水中含Cl-離子的濃度較高時(shí)，縫隙（點(diǎn)）腐蝕是水箱中最常發(fā)生的腐蝕形式。
304不銹鋼對(duì)鹵族元素陰離子特別是對(duì)Cl-離子敏感，水中Cl-濃度越大，點(diǎn)蝕臨界電位越低，越易于發(fā)生點(diǎn)腐蝕。而縫隙腐蝕的臨界電位比點(diǎn)蝕更低，當(dāng)有窄縫存在時(shí)縫隙腐蝕更易于發(fā)生，腐蝕速度更快。因而有效地防止點(diǎn)（縫隙）腐蝕是提高太陽(yáng)能水箱使用壽命的關(guān)鍵。
焊接：
不銹鋼焊接極為關(guān)鍵，容易產(chǎn)生晶間腐蝕，我公司采取窄焊縫自動(dòng)氬弧焊接縮短敏化溫度區(qū)（450℃—850℃）滯留時(shí)間；用水強(qiáng)制焊接區(qū)快速冷卻措施，防止不銹鋼焊接產(chǎn)生晶間腐蝕。
以下供參考：
對(duì)304不銹鋼焊接時(shí)如操作工藝不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕及熱裂紋等缺陷。
奧氏體不銹鋼焊接注意事項(xiàng)：
（1）.采用盡量快的焊接速度,減少焊道高溫的持續(xù)時(shí)間，以提高抗晶間腐蝕和熱裂紋的能力。
（2）.多層焊時(shí),待焊層冷卻后(600),再焊下一道。
（3）.采用小的線能量,相同條件時(shí)電流比普通鋼要小10～20%，避免橫向擺動(dòng)。
（4）.采用脈沖焊接有利于減少接頭過(guò)熱,可改善耐蝕性和抗裂性。
（5）.焊接結(jié)束或中斷時(shí)收弧要慢,弧坑要填滿,可防止火口裂紋。
（6）.填充焊時(shí),填充焊絲應(yīng)偏向電弧快速抽出,以免與熔池邊緣粘連。
（7）.其它：焊縫表面應(yīng)光潔，無(wú)凹凸不平現(xiàn)象，殘?jiān)鼜氐壮齼�。禁止隨意亂打弧，避免飛濺。注意接頭背面的氣體保護(hù)，以保證背面成形并防止氧化。
四、太陽(yáng)能熱水器外殼鋅彩板
（1）、鋅彩板結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
A、結(jié)構(gòu)：基材、鍍層、噴塑涂層三部分結(jié)構(gòu)
B、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：通過(guò)使用材料表面強(qiáng)化技術(shù)，在金屬表面被覆與基體材料不同的膜層形成耐磨膜、抗蝕膜，從而取得基材很難具備的性能，比如說(shuō)降低基材導(dǎo)電性、抗氧化腐蝕性等。
基材：冷軋薄鋼板。
電鍍層：鍍鋅層。
涂層：抗紫外線粉末涂料。
加工工藝：無(wú)塵靜電噴涂、高溫固化。
（2）、高溫?zé)o塵靜電抗紫外線涂層的作用：
A、防護(hù)作用
噴涂涂膜本身耐酸、耐堿、耐水、耐油，并可隔離水分、氧氣和各種腐蝕性介質(zhì)。
這是鋅彩板的最重要作用，它能真正實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能水箱、支架在戶外惡劣環(huán)境下工作十年以上。
B、裝飾作用
裝飾美觀與色彩運(yùn)用自古以來(lái)就與美化產(chǎn)品和周圍生活環(huán)境有密切關(guān)系。涂層可切實(shí)提高產(chǎn)品的使用價(jià)值和壽命同時(shí)給人以美的享受。符合環(huán)境發(fā)展需要。
C、特殊作用：降低電導(dǎo)率，提高太陽(yáng)能熱水器的安全性。
D、太陽(yáng)能支架造型多樣且承重好，抗風(fēng)抗雪抗雹能力比不銹鋼產(chǎn)品提高好幾倍。
E、是未來(lái)太陽(yáng)能熱水器外在工藝技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)和方向。
五、太陽(yáng)能熱水器支架:
現(xiàn)在市面上太陽(yáng)能支架就兩種，鋁合金太陽(yáng)能支架和碳鋼噴塑太陽(yáng)能支架，碳鋼太陽(yáng)能支架可以做各種造型，鋁合金型材只能做桿式結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能支架。相對(duì)來(lái)說(shuō)我還是喜歡鋁合金的支架，經(jīng)久耐用。 還有就是不銹鋼支架，一般采用430不銹鋼，（俗稱不銹鐵）是鐵素體不銹鋼，在潮濕的環(huán)境下表面會(huì)有銹斑，但不會(huì)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，性能比碳鋼的好，由于價(jià)格沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在用的不多。
六、太陽(yáng)能熱水管道連接
太陽(yáng)能熱水器是將冷水先進(jìn)入蓄熱水箱，然后通過(guò)集熱器將熱量輸送到保溫水箱。蓄熱水箱與室內(nèi)冷、熱水管路相連，使整套系統(tǒng)形成一個(gè)閉合的環(huán)路。設(shè)計(jì)合理、連接正確的太陽(yáng)能管道對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)是否能達(dá)到最佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。太陽(yáng)能管道必須做保溫處理，北方寒冷地區(qū)需要在管道外壁鋪設(shè)伴熱帶，以保證用戶在寒冷冬季也能用上太陽(yáng)能熱水。
七、控制部件
一般家用太陽(yáng)能熱水器需要自動(dòng)或半自動(dòng)運(yùn)行，太陽(yáng)能控制系統(tǒng)是不可少的，常用的控制器是自動(dòng)上水、水滿斷水并顯示水溫和水位，帶電輔助加熱的太陽(yáng)能熱水器還有漏電保護(hù)、防干燒等功能。目前市場(chǎng)上有手機(jī)短信控制的智能化太陽(yáng)能熱水器，具有水位水位查詢、故障報(bào)警、啟動(dòng)上水、關(guān)閉上水、啟動(dòng)電加熱等功能，方便了用戶。
以上：太陽(yáng)能熱水器介紹--太陽(yáng)能熱水器原理 是由浴普索蘭太陽(yáng)能收集整理，轉(zhuǎn)載時(shí)請(qǐng)注明出處：http://www.wdmqqbx.cn/New-766.html
|
當(dāng)前位置：
