全玻璃热管——新一代真空太阳能集热管

时间日期：2010-4-28 已被阅读次：[6992]

玻璃热管以它简单独特的形式，既保留了其他真空太阳能集热管的优点－高效吸热、超
导传热，又克服了其他真空太阳能集热管的缺点，形成了新一代真空太阳能集热管——全玻
璃热管。
　　在20世纪90年代出现了不少玻璃热管的发明专利与实用新型专利，这说明玻璃热管这种
结构具有极大的优越性。但是，这些专利没有解决这个问题：在极端工况下——水箱中无水
冷却而受到加热，玻璃热管爆破。因为热管是在气、液两相下工作的，此时，随着工作温度
的升高，热管内压力会急剧上升。以水作为玻璃热管的工质为例：当水温为2500摄氏度时，
其压力为41巴；当水温为300摄氏度时，其压力为89巴，大大超出了玻璃管的承压能力。
　　要使玻璃热管能真正使用，必须解决玻璃热管的防爆问题。玻璃热管的防爆一般有两种
办法：一种是选择合适的热管工质。众所周知，玻璃管的承压为6巴，普通真空管的闷晒温
度为250摄氏度～300摄氏度，玻璃热管的空晒温度也就是2000摄氏度附近，因为有冷凝段的
空气冷却。所以，适合玻璃热管的工质，要求在2000摄氏度时，饱和压力小于6巴。同时，
还要保证在低温时玻璃热管能起动，即工质在3050摄氏度时，饱和压力大于0.05巴。《全玻
璃热管真空太阳能集热管》明确指出，安全性试验，全玻璃热管真空太阳能集热管应能承受
在200摄氏度烘箱内保温1小时而不损坏，这就是说，热管工质在200摄氏度时的饱和压力不
能超过6巴（玻璃管承压能力）。
　　另一种是由两相变为单相的办法，大家知道，热管工作时，其气、液两相是共存的，我
们以水作为热管工质为例：当气、液两相共存时，水的饱和压力与饱和温度下的关系P－T11
.4。由此可见，随着温度升高，压力会急剧升高。当单独气相时，我们从热力学中知道P～T
。以水为例：
　　气、液两相共存时：T=120摄氏度，P=2巴；T=300摄氏度P=89巴。
　　单相气体时：T=120摄氏度，P=2巴；T=300摄氏度，P=2.9巴。
　　以上数据说明，若热管工质全部变为气相时，即便温度升高，其压力的升高程度也可大
幅度降低。根据此原理，防爆太阳能全玻璃真空热管（专利申请号200410012193.9）问世。

　　目前市场上对这种玻璃热管有几种称呼：
　　有企业称之为“全玻璃双真空系列太阳能集热管”，之所以称之为“双真空”，是因为
玻璃管之间是抽真空的，再加上玻璃热管在充装工质时也是抽真空的。应该指出，所有热管
在充装工质时都是抽真空，不能说热管都是真空管，如果是真空管，那怎么来传递热量呢？

　　有的企业对玻璃热管进行了长期仔细的研究，他们称为“热波导技术”，并形成了该热
波导系列太阳能热水器。
　　还有企业按国家标准中的提法叫“玻璃热管”，现在从试生产也逐步转入正规生产
，其产品也即将面市。
　　国内拥有全玻璃热管真空太阳能集热管知识产权的企业为数不多，但有不少生产玻璃热
管产品的厂家侵犯别人知识产权，这些企业生产的产品往往技术不过关，存在很多不安全因
素，应该引起消费者重视。
　　全玻璃热管真空太阳能集热管不但结构合理，而且是高技术产品，表现在防爆玻璃热管
的工质充装量很少，是一般搞热管工作的人所不能理解的。重力热管的工质充装量，一般占
热管体积的1/4～1/30，对于低热流强度的太阳能来说，工质的充装量可以降到5％％～10％
％。玻璃热管充装量少，还能正常工作，而且还可以做到：把玻璃热管倒过来，透明的冷凝
段看不见热管工质；再把玻璃管倒过来，阳光一照，冷凝段就热了。其传热机理如下：根据
防爆原理，热管工质的充装量只能是热管内容积的1/1000－5/1000，什么还能传递热量呢？
这是由太阳能玻璃热管的实际情况而决定的。用于太阳能的玻璃热管由于玻璃管径大，可以
引起自然对流，再加上太阳的热流密度低，蒸发段的玻璃管，即使没有液化冷却，也能被工
质气相的自然对流带走热量，来实现热管传热过程。而普通的热管，一般管径都很小，无法
产生自然对流，故管壳外温度会急剧上升。（中国建设报）

联系电话：秘书处：83994840　　　　办公室：83214154　　技术部：83214153　　市场部：83218371　　培训部：83385113、83355175、83215113　
联系传真：秘书处、技术部、市场部：83218371　　培训部：83385113　　电子邮件：fsjx@fsjx.org　　　　　地址：佛山市禅城区同华东一路20号