Φ47 PK Φ58 太阳能真空管的较量
2016-11-28 13:15阅读:

太阳能热水器是一个光热转换器,区别于传统的自然利用,如晾晒、采光。真空管是太阳能热水器的核心,他的结构如同一个拉长的暖瓶胆,内外层之间为真空。在内玻璃管的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层,用来最大限度地吸收太阳辐射能。经阳光照射,光子撞击涂层,太阳能转化成热能,水从涂层外吸热,水温升高,密度减小,热水向上运动,而比重大的冷水下降。热水始终位于上部。
由于真空管集热器具有结构简单、性能优良、生产工艺先进可靠、特别适合于大批量规模化生产的特点,所以自问世以来,在短短的几年中就得到了长足的发展。
目前市场上最常见的管径规格是Φ47和Φ58两种规格。那么在太阳能工程的选型上,哪种更适合使用呢。今天我们就来比较一下孰优孰劣,再来研究下为什么会有这种纷争。
举个例子来问问大家:
北方的动物体形大还是南方的动物体型大?
答案是:北方的。你看无论是西伯利亚虎还是北极熊,都比生活在赤道热带地区的属种体积大。连我们人也一样,南方人体形比北方人要小。这是为什么呢?
我们来看,如果一个正方体,边长都为1,
那么它的体积是1×1×1=1
表面积是:1×1×6=6
若把边长增加一倍,我们再来看看,表面积和体积各增加了多少。
体积是2×2×2=8
表面积是:2×2×6=24
表面积增加了4倍
体积增加了8倍。
没错,物体的表面积是按照长度的平方增长的,体积是按照立方增长的。所以,越小的物体,他的相对表面积越大,体积越大,它的相对表面积越小。这就是为什么越靠北方寒冷地区,动物体形越大的原因。因为它减少了相对表面积,换句话说,减小了散热面积。更有利于它们度过冬季。

我们再来看看今天讨论的真空管,因为真空管是吸收阳光的物体。它的吸光面积是它的横截面积。真空管内的水是被加热的物体。我们比较一下长度为1米的两种管子,它们的吸光面积和需要加热的水的质量的关系。(Φ47管内径33mm,Φ58管内径47mm)
Φ47管径的吸热面积是1×0.033=0.033m2
需要加热水的体积是1×(0.033/2)2×3.14=0.000855m3=0.855L
Φ58管径的吸热面积是1×0.047=0.047m2
需要加热水的体积是1×(0.047/2)2×3.14=0.001734m3=1.734L
比较一下单位面积需要加热的水量
Φ47管径的0.855L/0.033 m2=25.91L/ m2
Φ58管径的1.734L/0.047m2=36.89 L/ m2
看到了吧,同样的面积,需要加热的水量完全不一样了。

真空管的热容较大,太阳能先要把真空管内的水加热才能输出热水,而到了晚间,真空管内的热水将不能被充分利用,造成了一定的热量损失。这就是所谓的“死水”。
所以,可以看到,Φ47管径的效率明显比Φ58管径的真空管高。
而发达国家的国家标准真空管管径如日本是Φ30,效率会更高。为什么国内很多人愿意使用Φ58管径的真空管呢?
假设一个工程需要使用100
m2的集热面积。若用Φ47型1.5m长的国家标准管,则需要2020只。而用Φ58型1.8m长的非国家标准管,则只需要1182只。而Φ58型1.8m长的真空管价格仅比Φ47型1.5m长的国家标准管贵不到20%。
明白了吧,利润差距很大啊!这就是为什么国内很多人愿意用Φ58型的非国家标准管的原因了。