摘要：云南省規(guī)定十一層樓以下建筑必須安裝太陽能，而昆明市規(guī)定十二層樓以下建筑必須安裝太陽能。太陽能已成為了如門窗一樣建筑必不可少的部件之一。但它的應(yīng)用受外界制約的因素太多，更無法達到門窗的標(biāo)準(zhǔn)化與統(tǒng)一規(guī)范。因此對太陽能形式的選擇就成為一項重要工作。
　　關(guān)鍵詞：真空管太陽能；平板太陽能；性能；探討
　　一、 真空管太陽能集熱器
　　1、 真空管集熱管的結(jié)構(gòu)及組成
　　真空管太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)：分內(nèi)外管，內(nèi)管內(nèi)壁有水銀涂層，內(nèi)管外壁有吸熱涂層，內(nèi)外管之間是真空層；外管是透明的玻璃，內(nèi)外管均采用高硬度的高硼硅玻璃；一端有進出口，另一端封閉。
　　                                
　　2、真空管技術(shù)參數(shù)
　　目前集熱效果的最好的是AL---N/AL真空濺射選擇性鍍膜，利用該涂層的玻璃真空管，其吸收率≥0.93；紅外發(fā)射率ε≤0.6；平均熱損Uct0.9W/㎡℃；真空度P≤5×10ˉ3pa，采用性能高硼硅3.3特硬玻璃制造。
　　二、 平板太陽能集熱器
　　1、平板太陽能集熱器的吸熱板是平板形狀的由此得名。它由吸熱板芯、殼體、玻璃蓋板、保溫材料等四部分組成。
　　                        

　　2、平板型集熱器的工作過程是陽光透過玻璃蓋板照射在表面有涂層的吸熱板上，吸熱板吸收太陽能輻射能量后溫度升高。一般常用的吸熱板有銅鋁復(fù)合陽極化板芯；全紫銅選擇性涂層板芯兩種，制造方法為板芯由兩塊金屬薄板疊在一起，四周采用咬縫工藝連接在一起，制成平板型金屬吸熱體，底部用鍍鋅板和保溫棉墊底，上部用玻璃板蓋住，四周用橡膠條密封。受光面板上溝槽的槽底與背板沖壓連接在一起，形成橫向和縱向互相連通的工質(zhì)流道。
　　3、平板型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，熱流密度較低，即工質(zhì)的溫度也較低。平板太陽能集熱器采用低透過率(80%)平板玻璃，熱損系數(shù)a1在3.54～4.03W/m2•K；
　　三、真空管與平板太陽能的區(qū)別
　　下面將從11個方面來分析目前我國平板熱水器與真空管熱水器的技術(shù)分析與對比。從而全面分析集熱器熱性能優(yōu)缺點：
　　1．市場占有率的比較
　　目前，我國太陽能應(yīng)用最為普及的是真空管太陽能與平板太陽能兩種形式。云南省是最早普及太陽能的省份，也是平板太陽能應(yīng)用最早最廣泛的地區(qū)，在九十年代，其他省份的老百姓還不認(rèn)識太陽能為何物時，云南已非常普及。八十年代與九十年代，云南省處處都是平板太陽能，而到了九九年后由于氣候等因素的制約，生產(chǎn)工藝性要求，性能適應(yīng)性條件等，導(dǎo)致真空管飛速發(fā)展，目前的比例為：平板太陽能占5％；真空管太陽能占95％。
　　2. 集熱器熱性能比較
　　1) 平板與真空管集熱器熱工性能對比
　　通過對平板及真空管集熱器在不同的環(huán)境條件下的吸熱量的測試如下表
　                           　表1：平板（帶選擇性涂層有蓋板）太陽集熱器的性能評價表（MJ/每板每天，3m2）
　　                       　　
　                            　表2：真空管太陽集熱器的性能評價表（MJ/每板每天，3m2）
　
　　                           

　　以上表格中第一列是集熱器的出水溫度T1與環(huán)境溫度T2的差值，表中的每一行是不同天氣情況，數(shù)值為集熱器在相同輻照條件下熱工性能的數(shù)據(jù)。
　　由表1及表2可以得出圖4及圖5。
　　                                                    
　　圖4表示晴天時，在不同的溫差A(yù)-D條件下，平板與真空管集熱器的集熱能力比較，在低溫差下，平板集熱器的集熱能力優(yōu)于真空管集熱器，而隨著熱水溫度與環(huán)境溫度差值的加大，真空管集熱器的集熱能力占優(yōu)。
　　圖5表示陰天時，在不同的溫差A(yù)-D條件下，平板與真空管集熱器的集熱能力比較，真空管集熱器集熱能力優(yōu)勢更加明顯。
　　2) 房屋朝向?qū)μ�陽能的影響：不在正南方向房屋，真空管集熱器受影響較小，而平板集熱器集熱效果影響較大；
　　3．承壓能力的比較
　　平板太陽能集熱器構(gòu)件為金屬材料組成，集熱器與熱水箱之間的連接件也采用金屬零部件，因而集熱器與連接件都能承受一定的壓力，實驗壓力可達0.8MPa，即承壓≥0.6MPa。而真空管集熱器的構(gòu)件主要為玻璃耐壓0.15Mpa。
　　4．防凍與抗凍性能：平板集熱器由于板芯為金屬板芯，其板芯內(nèi)均為較小的毛細管道，且板芯與外界環(huán)境溫度直接聯(lián)通，故氣溫較低時容易結(jié)冰，抗凍性能較差；而真空管太陽能由于真空管為暖水瓶結(jié)構(gòu)，管子外壁與內(nèi)壁之間為真空狀態(tài)，管子內(nèi)水在較低氣溫下也不易結(jié)冰；
　　5．結(jié)垢：平板太陽能集熱過程主要通過金屬板芯內(nèi)毛細水管吸熱，故容易在此過程中水與熱金屬（鋁管或銅管）接觸后產(chǎn)生水垢，并且根據(jù)平板集熱器結(jié)構(gòu)當(dāng)水在毛細水管中結(jié)構(gòu)后是無法清洗排除，故平板太陽能熱水器使用壽命遠遠低于真空管熱水器；而真空管熱水器集熱器均為玻璃管，水在玻璃管中吸收熱量，在此過程中水與玻璃接觸并不容易產(chǎn)生水垢，就像日常生活中，金屬茶壺?zé)�水容易產(chǎn)生水垢，而暖水瓶不容易產(chǎn)生水垢，且在產(chǎn)生水垢后，水垢與玻璃的親和力較小，暖水瓶中水垢較容易倒出。在排污方面，平板太陽能熱水器下部設(shè)有排污閥，但排污閥無法排出平板毛吸水管中的水垢，只能排除集熱器下部管道中的沉淀物；有人提出真空管有一個端頭為封閉，容易沉積泥沙，而現(xiàn)今主要供水均為自來水供水，自來水均經(jīng)過多次凈化處理，并無過多沉積物，且真空管熱水器真空管可拆下清洗，且比較容易。故真空管太陽能熱水器使用壽命遠遠高于平板太陽能熱水器。
　　6．散熱：熱量的傳遞方式有三種：輻射、傳導(dǎo)、對流。平板太陽能熱水器集熱主要通過板芯內(nèi)金屬毛細水管吸熱，板芯直接與大氣接觸，當(dāng)氣溫較高時，金屬吸熱較快，而當(dāng)氣溫較低時板芯會吸收板芯內(nèi)水溫，故散熱較快，實際上平板式太陽能集熱器的熱效率為54%。；特別是有輔助加熱承壓運行時，水箱位置低于集熱器時，由于熱水的比重比冷水輕，這時水箱內(nèi)的熱水的熱量會沿管道往上交換而進入到集熱器，更加速了集熱器的散熱。真空管太陽能熱水器集熱元件真空管，其內(nèi)壁與外壁之間保持真空，故不容易將管內(nèi)熱量釋放出，保溫性能較好，至于熱量的對流散發(fā)對真空管太陽能而言。熱效率達93.5%比平板太陽能高出很多。
　　7．抗風(fēng)：平板太陽能集熱器必須連成整塊，中間無空隙，故容易受風(fēng)影響，若放在較高位置需做安全固定，存在安全隱患；真空管熱水器集熱器真空管為圓形，且管與管之間有一定空隙，風(fēng)能直接穿過集熱器，受風(fēng)影響較小，故比較安全。
　　8．占地面積：以500kg熱水量集熱器計算，真空管太陽能熱水器集熱面積為：6.4m2；平板太陽能集熱面積為8.33m2，可見，相同熱水量真空管太陽能熱水器占地面積小于平板太陽能集熱面積，故在受屋頂面積限制的建筑下比較適合安裝真空管太陽能熱水器；
　　9．生產(chǎn)效率：真空管太陽能熱水器規(guī)格型號較為統(tǒng)一，且配套性較好，可以大批量流水線生產(chǎn)，而平板太陽能熱水器受限因素較多，以目前中國平板太陽能的生產(chǎn)模式，很難形成機械化流水線生產(chǎn)，特別難以達到遠程運輸。
　　10．抗空曬性能：平板太陽能集熱器為普通玻璃，當(dāng)長時間不用或者太陽能集熱器內(nèi)無水的時候，經(jīng)太陽暴曬，板芯吸熱后的熱量直接傳遞給玻璃，而普通玻璃耐高溫性差，平板太陽能熱水器抗高溫性能較弱，而真空管太陽能熱水器的真空管空曬性能可承受250℃；
　　11．照射角：平板太陽能集熱器對照射角及方位的要求較高，需盡量面南；而真空管熱水器真空管為圓形，能有效吸收各個角度的陽光照射，故在方位較差或者日照較差的角度仍能使用真空管熱水器。
　　四、結(jié)束語
　　目前人們對太陽能與建筑一體化的要求越來越高，但往往都是在建筑圖紙已成型后去配置太陽能，表面上看做到了太陽能提前設(shè)計，但實際上仍然是太陽能去將就建筑，而要想太陽能真正與建筑結(jié)合，真正做到一體化，必須在設(shè)計建筑時設(shè)計師就應(yīng)同時考慮太陽能的性能特點、外觀、造價，這樣才能真正保證太陽能與建筑一體化。真正做到實用、美觀。
　　參考文獻：1.平板型與真空管型太陽能熱水器發(fā)展?fàn)顩r分析作者李勇;胡明輔;趙宏偉;李永贊;文獻出處應(yīng)用能源技術(shù),2007年11期