“真空”平板太阳能热水器的探讨

　　真空平板太阳热水器是用真空平板玻璃作面盖，盖下有金属吸热体，吸热体下有保温材料，保温材料下面有防护外壳，这四部分的总成，叫太阳集热器，再配上循环管路和储水箱。

　　用真空平板玻璃作平板太阳热水器的面盖，太阳入射率高、反射率低；太阳能利用率可达95％左右；面盖不与工作液体接触，不存在结垢问题；平板玻璃易于冲洗维护，特别是大面积太阳集热器群，可采用管系冲淋系统，集中冲洗污物，确保玻璃表面洁净，提高太阳入射率；平板玻璃制作简易，无特殊工艺要求，从收集太阳能角度而言，只要求玻璃原料含铁量低些为佳，这样太阳透射率高，有利太阳能的收集。

　　严格讲窗用平板玻璃，不完全适宜太阳能收集之用。窗玻璃主要为采光之用，故对太阳透射率要求不高。但中国以往没有专用的太阳能玻璃，只好将就代用了。从资料可知北京昌平、湖南株州、江苏宿适三家玻璃厂生产的3毫米平板玻璃，其太阳透射率分别为85.9％、82.8％、81.0％；其含铁量分别为0.17、0.17、0.18。而河南洛阳玻璃厂产品，太阳透射率仅有73.2％，含铁量高达0.29。可见玻璃含铁量与太阳透射率成反比。

　　从上所述，用太阳能玻璃制成真空平板玻璃，用于平板太阳热水器上，则热效率比单层玻璃太阳热水器要高20％以上。

　　到底真空玻璃导热状况怎样？有没有定性测试过？有！空气的导热系数为0.02，比较好的保温材料导热系数为0.03以上。而当真空度为10-4时，真空玻璃的导热系数仅为空气的百分之一，可见极小极小了。

　　　　关于吸热体

　　吸热体是平板太阳热水器的核心部件，它先要完成光热转换，再将热能传给待加热的水。吸热体主要由金属材料制成，初期为钢管板绑扎结构，后来出现了焊接式、铝翼式、铜铝复合式，各有千秋。有的结合热导差、有的能耗太高、有的耗材太多、有的工艺复杂。但共同点，传热比玻璃高几十倍至几百倍，如铜的导热系数在320左右，铝在160左右，铜在40左右，而玻璃只有0.64。而耐压能力可达10KG/CM2，玻璃连0.5KG/CM2压力也承受不了。故金属吸热体可进行自然循环，强制循环和直流式工作。因流速与传热系数成正比，所以金属吸热体传热效率也高得多。

　　笔者曾发明吸热体的管板结合新工艺，只需一台冲床，二套模具即可批量生产，可谓设备少，投资省；只有冲、穿、压三道工序即可完成，可谓简单、易行；无需焊接或其它辅助材料，可谓省工节能；以薄壁紫铜管为排管、薄铝板为翅片，可谓配伍科学，耐腐蚀、传热好、材料省。

　　这种结构，参加全国太阳热水器评比时，平均日效率为0.563，热损系数为1.75，与当时获一等奖的产品热性能相同。

　　　　集热器与水箱联接

　　平板太阳集热器与水箱联接是用的螺纹管件，不会滴漏，不会老化，使用寿命10年以上。若采用直流式或强制循环式，水箱与集热器可以任意位置分别安装，可减轻屋面负荷，并有利水箱的维护与保温。如把集热器放在屋面上，而把水箱安装在淋浴间。

　　　　集热器与屋面结合

　　国外在上世纪80年代，太阳集热器就广泛与坡屋面结合一体，这样省去了支架，省去了屋面的复盖材料，增强了屋面保温隔热性能，真可谓一举三得！故平板集热器出口，深受欧美、日本、东南亚人民的欢迎。