集熱器是太陽(yáng)能熱水器組成系統(tǒng)中的重要器件(其功能相當(dāng)于電熱水器中的電熱管),是接收太陽(yáng)能量并將其轉(zhuǎn)換為熱能的核心部件,它高效吸收太陽(yáng)輻射能,經(jīng)循環(huán)熱交換使貯水箱里的水溫不斷升高。集熱器有真空管式與平板式兩種。
1. 真空管式
真空管式集熱器分為全玻璃真空管集熱器、U形管式真空管集熱器、熱管式真空管集熱器和直流式真空管集熱器,后三種集熱器是在全玻璃真空管集熱器基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái) 的產(chǎn)品,三者的共同特點(diǎn)是都具有比較高的集熱效率,以金屬作為吸熱體,可以承壓運(yùn)行,但從集熱效率、防漏、防垢、耐久性、安全性、可靠性和安裝維護(hù)難度等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),熱管式真空管集熱器是最適宜在中央熱水供應(yīng)系統(tǒng)中釆用的太陽(yáng)能集熱器類(lèi)型,u形管式真空管集熱器和熱管式真空管集熱器次之。

真空管式的結(jié)構(gòu)如同一個(gè)拉長(zhǎng)的熱水壺內(nèi)膽,由一大一小兩支玻璃管套合而成,外層為透明,內(nèi)層為涂有光譜選擇性的吸收涂層,內(nèi)外管之間抽成真空。內(nèi)外雙層玻璃管結(jié)構(gòu),采用高硼硅玻璃管為毛坯管,經(jīng)過(guò)磁控濺射真空鍍膜工藝在內(nèi)層玻璃管外壁鍍膜,再將內(nèi)外管間進(jìn)行抽真空處理,保證吸收膜在真空條件下穩(wěn)定工作。全玻璃真空管由外管(罩玻璃管)、內(nèi)管、選擇性吸收涂層、吸氣劑、支撐件(彈簧卡子)和真空夾層等組成,如下圖所示。真空管式在目前中國(guó)的太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)中應(yīng)用廣泛。

2. 平板式
平板式集熱器是太陽(yáng)能低溫?zé)崂玫幕静考惨恢笔鞘澜缣?yáng)能市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。平板式集熱器一般由透明蓋板、吸熱板、保溫層、隔熱層和背板等組成,吸熱體多為具有高吸收比及低發(fā)射比膜層的金屬條帶。國(guó)外成熟的集熱器都是 平板式集熱器。


在平板形狀的吸熱板上,通常都布置有排管和集管。排管是指吸熱板縱向排列并構(gòu)成流體通道的部件;集管是指吸熱板上下兩端橫向連接若干根排管并構(gòu)成流體通道的部件。吸熱板的材料種類(lèi)很多,有銅、鋁合金、銅鋁復(fù)合、不銹鋼、鍍鋅鋼、塑料和橡膠等。吸熱板有四種形式,即管板式、翼管式、扁盒式和蛇管式,如下圖所示。

管板式吸熱板是目前國(guó)內(nèi)外使用比較普遍的吸熱板結(jié)構(gòu)類(lèi)型,它是將排管與平板以一定的結(jié)合方式連接構(gòu)成吸熱條帶,然后再與上下集管焊接成吸熱板。翼管式吸熱板是利用模子擠壓拉伸工藝制成金屬管兩側(cè)連有翼片的吸熱條帶,然后再與上下集管焊接成 吸熱板。扁盒式吸熱板是將兩塊金屬板分別模壓成型,然后再焊接成一體構(gòu)成吸熱板。蛇管式吸熱板這種結(jié)構(gòu)類(lèi)型在國(guó)外使用較多的是將金屬管彎曲成蛇形,然后再與平板焊接構(gòu)成吸熱板。