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    真空平板太陽熱水器是用真空平板玻璃作面蓋，蓋下有金屬吸熱體，吸熱體下有保溫材料，保溫材料下面有防護(hù)外殼，這四部分的總成，叫太陽集熱器，再配上循環(huán)管路和儲水箱。

    用真空平板玻璃作平板太陽熱水器的面蓋，太陽入射率高、反射率低；太陽能利用率可達(dá)95％左右；面蓋不與工作液體接觸，不存在結(jié)垢問題；平板玻璃易于沖洗維護(hù)，特別是大面積太陽集熱器群，可采用管系沖淋系統(tǒng)，集中沖洗污物，確保玻璃表面潔凈，提高太陽入射率；平板玻璃制作簡易，無特殊工藝要求，從收集太陽能角度而言，只要求玻璃原料含鐵量低些為佳，這樣太陽透射率高，有利太陽能的收集。

    嚴(yán)格講窗用平板玻璃，不完全適宜太陽能收集之用。窗玻璃主要為采光之用，故對太陽透射率要求不高。但中國以往沒有專用的太陽能玻璃，只好將就代用了。從資料可知北京昌平、湖南株州、江蘇宿適三家玻璃廠生產(chǎn)的3毫米平板玻璃，其太陽透射率分別為85.9％、82.8％、81.0％；其含鐵量分別為0.17、0.17、0.18。而河南洛陽玻璃廠產(chǎn)品，太陽透射率僅有73.2％，含鐵量高達(dá)0.29。可見玻璃含鐵量與太陽透射率成反比。

    從上所述，用太陽能玻璃制成真空平板玻璃，用于平板太陽熱水器上，則熱效率比單層玻璃太陽熱水器要高20％以上。

    到底真空玻璃導(dǎo)熱狀況怎樣？有沒有定性測試過？有！空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.02，比較好的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)為0.03以上。而當(dāng)真空度為10-4時(shí)，真空玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)僅為空氣的百分之一，可見極小極小了。

    關(guān)于吸熱體

    吸熱體是平板太陽熱水器的核心部件，它先要完成光熱轉(zhuǎn)換，再將熱能傳給待加熱的水。吸熱體主要由金屬材料制成，初期為鋼管板綁扎結(jié)構(gòu)，后來出現(xiàn)了焊接式、鋁翼式、銅鋁復(fù)合式，各有千秋。有的結(jié)合熱導(dǎo)差、有的能耗太高、有的耗材太多、有的工藝復(fù)雜。但共同點(diǎn)，傳熱比玻璃高幾十倍至幾百倍，如銅的導(dǎo)熱系數(shù)在320左右，鋁在160左右，銅在40左右，而玻璃只有0.64。而耐壓能力可達(dá)10KG/CM2，玻璃連0.5KG/CM2壓力也承受不了。故金屬吸熱體可進(jìn)行自然循環(huán)，強(qiáng)制循環(huán)和直流式工作。因流速與傳熱系數(shù)成正比，所以金屬吸熱體傳熱效率也高得多。

    筆者曾發(fā)明吸熱體的管板結(jié)合新工藝，只需一臺沖床，二套模具即可批量生產(chǎn)，可謂設(shè)備少，投資省；只有沖、穿、壓三道工序即可完成，可謂簡單、易行；無需焊接或其它輔助材料，可謂省工節(jié)能；以薄壁紫銅管為排管、薄鋁板為翅片，可謂配伍科學(xué)，耐腐蝕、傳熱好、材料省。

    這種結(jié)構(gòu)，參加全國太陽熱水器評比時(shí)，平均日效率為0.563，熱損系數(shù)為1.75，與當(dāng)時(shí)獲一等獎的產(chǎn)品熱性能相同。

    集熱器與水箱聯(lián)接

    平板太陽集熱器與水箱聯(lián)接是用的螺紋管件，不會滴漏，不會老化，使用壽命10年以上。若采用直流式或強(qiáng)制循環(huán)式，水箱與集熱器可以任意位置分別安裝，可減輕屋面負(fù)荷，并有利水箱的維護(hù)與保溫。如把集熱器放在屋面上，而把水箱安裝在淋浴間。

    集熱器與屋面結(jié)合

    國外在上世紀(jì)80年代，太陽集熱器就廣泛與坡屋面結(jié)合一體，這樣省去了支架，省去了屋面的復(fù)蓋材料，增強(qiáng)了屋面保溫隔熱性能，真可謂一舉三得！故平板集熱器出口，深受歐美、日本、東南亞人民的歡迎。
[NextPage]    價(jià)格與熱效率

    原來單層玻璃平板熱水器，每平方米只有300～500元，而當(dāng)時(shí)的真空管太陽熱水器的價(jià)格是其兩倍左右，且熱效率相似。故當(dāng)時(shí)平板太陽熱水器獨(dú)霸天下。

    若換上真空平板玻璃作面蓋，肯定要比單層玻璃的要貴。但只要大批量生產(chǎn)，加之封邊技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)，成本會不斷降低，也許不久比現(xiàn)在的真空管還便宜。但其熱效率可高達(dá)65％～70％。降低熱輻射損失。以往所有太陽熱水器都未避免熱輻射損失。從理論上講凡超過絕對溫度零度以上的物體，皆會產(chǎn)生熱輻射。而我們使用的太陽熱水器的水箱，里面的熱水一般都在50℃～70℃，那輻射熱損肯定會有，而靠外殼及保溫材料是擋不住輻射熱損的，若在水箱內(nèi)膽外表面飾以反光材料，則可大大降低輻射熱損。其實(shí)保溫瓶內(nèi)膽外表面不就是這樣制作的嗎！

    外殼與保溫材料

    以往的平板太陽集熱器的吸熱體下面都墊以厚厚的保溫材料，以利隔熱、減少熱損。我的設(shè)計(jì)，是取消保溫材料。而采用全封閉蜂窩結(jié)構(gòu)鈣塑材料的外殼，利用最好的保溫材料，因其導(dǎo)熱系數(shù)只有0.02，而最好的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)皆在0.03以上。中空玻璃就是利用密閉的干燥空氣來隔熱保溫的，是最好的示范產(chǎn)品，是被科學(xué)證明了的較好的節(jié)能窗用采光玻璃。

    中空外殼上表面，飾以反光材料，以達(dá)降低集熱器的輻射熱損。這樣省去了保溫材料，降低了成本，又降低了集熱器的厚度和重量，又是一舉三得啊！

    降低集熱器的呼吸作用

    平板集熱器，以往國內(nèi)外產(chǎn)品，大多不重視密封。一般在面蓋玻璃四邊布上氈條，放上邊框即行。進(jìn)出水管與殼體的間隙也很大。由于集熱器是一個密閉性容器，吸熱體與面蓋玻璃之間有30毫米間隙，故充滿了空氣。根據(jù)流體力學(xué)，空氣的壓強(qiáng)P、溫度T、體積V有下列關(guān)系P＝GRT／V。中午太陽輻射強(qiáng)度很大時(shí)，空氣溫度急劇上升，則內(nèi)壓力也大大增加，由于密閉不嚴(yán)，高溫、高壓的空氣即泄漏出去。夜晚氣溫降低，集熱器之間的空氣溫度與壓強(qiáng)也降低了，則空間又形成了負(fù)壓，外面的空氣又進(jìn)入了集熱器的空間，這樣就形成了呼吸作用。如此，一方面加大了對流熱損，降低了效率；另方面也帶進(jìn)了灰塵，影響吸熱體的功能。若在雨后或夜晚，空氣中的水分也被帶入集熱器內(nèi)，則又降低了保溫性能、加速吸熱體的電化腐蝕和減少使用壽命。故集熱器的呼吸作用，對其長期性能影響很大。

    發(fā)現(xiàn)了問題，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù),給予科學(xué)的解決。如用油灰或膠液密封，加防護(hù)罩條，給罩條加壓固定等。

    總之一臺全新的平板太陽熱水器，要從各個角度予以改進(jìn)，才能獲得好的性能。