成半球形圆头，内玻璃管用弹簧支架支撑于外玻璃管上，以缓胀冷缩引起的应力。在外玻璃管尾端一般粘接一只金属保护帽，以保护抽空后封闭的排气嘴。弹簧支架上装有消气剂，它在蒸散以后用于吸收真空热管产生的气体，起保持管内真空度的作用。

(2)全玻璃真空管集热器的基本结构若干支管按照一定规则排列成的真空管阵列与联集管(或称联箱)、尾托架和反光板等部件组成一台真空管集热器，如图3-21所示。 全玻璃真空管集热器的联箱一般有圆形和方形两种，多采用不锈钢板制作，集热器配管接头焊接在联箱的两端。联箱的一面或两面按设计的真空管间距开孔，真空管的开口端直接插入联箱内，真空管与联箱之间通过硅橡胶密封圈密封。

反光板多为平面漫反射板，一般采用铝板、不锈钢板或涂白漆的平板制成。反光板长期暴露在空气中，容易积聚灰尘和污垢，需要经常清理，以免影响反光效果。所以，风沙比较大的地区不宜安装带反光板的集热器。

全玻璃真空管集热器可以竖直排列〔南北向)也可以水平排列(东西向)，水平排列又有单排和双排两种形式，如图3-22所示。

(3)全玻璃真空管集热器的性能特点用全玻璃真空管集热器与平板集热器比较，可以看出全玻璃真空管的外管相当于平板集热器的透玻璃盖板和外壳;内管和附着在内管外表面的选择性吸收涂层相当于平板集热器的吸热体;内外管之间的真空夹层相当于平板集热器的隔热材料(保温层)。进一步比较会发现，以国家标准《全玻璃真空太阳集热管》 ( GB/T 17049-1997)

为依据生产的全玻璃真空管，具有更为优良的性能。例如玻璃管材采用硼硅玻璃3. 3制造，太阳透射比高达0. 89 ；圆柱形吸热面使其在一天中接受的垂直光照较平面更多;采用磁控溅射工艺，形成的铝一氮一铝涂层的太阳吸收率在0. 86以上，发射率小于或等于0. 09 ；闷晒曝辐量达3. 8MJ/m2；平均热损系数仅为0. 90W/m2·℃；真空夹层的气体压强为5×10-2Pa。上述指标保证了全玻璃真空管集热器具有较高的热性能，有效地避免了平板集热器的传导和，并且提高了集热器的抗低温能力，同时，还具有较高的抗雹(击打)能力。

通过上述比较可见，正是由于真空管集热器具有结构简单、性能优良、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，短短的几年中就得到了长足的发展。各种以玻璃为基材的新型真空管式集热器不断涌现，有力地推动了我国太阳能热水器行业的技术进步。

(4)全玻璃真空管的几种改进形式尽管全玻璃真空集热管有许多优点，但由于管内走水.在运行中若有一只破损，则整个系统就要停止工作，另外真空管的热容较友.太阳能要光把真空管内的水加热才能建立循环，到了夜间，如果热水不能被充分利用，则会造成一定的热量损失。为了弥补这些缺陷，庄全玻璃真空管的基础上，产生了几种改进型的产品。

①带热管的全玻璃真空管。它是将带有金属导热片的热管插入真空集热管中，使金属导热片紧紧靠在内玻璃管的表面，如图3-2 3所示，内玻璃管吸收的热量通过金属导热片传递给热管，再由热管传递给循环系统。

②带U形管的全玻璃真空管。它是将带有金属导热片的U形管插入全玻璃真空集热管中，金属导热片紧紧靠在内玻璃管的内表面，如如3-24所示内玻璃管吸收的热量通过金属导热片传递给U形管中的循环工质。

上述两种改进形式的真空集热管，由于管内没有水，不会因一只管破损而影响整个系统的运行。另外，由于管的热容大大减，在同样的条件下可以获得更多的热量，因而提高了产品的性能和运行的可靠性。

二、热管式真空管集热器

热管式真空管集热器是玻璃一金属真空集热器的一种主要形式，1986年由北京太阳能

研究所率先开始研发，如今国内已有多家企业涉足该项技术。

（1）热管式真空管的基本结构热管式真空管由热管、金属吸热板(表面镀有选择性吸收涂层）、玻璃管、金属封盖、弹簧支架、消气剂等组成，如图3-25所示。

在热管式真空管工作时，金属吸热板吸收太阳辐射能并将其转化为热能，使热管蒸发段内的少量工质迅速汽化，被汽化的工质上升到热管冷凝段，释放出蒸发潜热使冷凝段快速升温，从而将热量传递给集热系统内的工质。热管工质放出汽化潜热后，迅速冷凝成液体，在重力作用下流回热管蒸发段。热管不断重复的气一液相变循环过程，快速高效地将太阳热能源不断输出。

①管是利用汽化潜热高效传递热能的传热元件，传热速度可达80~100cm/s。在热管式真空管中使用的热管一般都是重力热管，也称热虹吸管。重力热管的特点是管内没有吸液芯，工质冷凝后依靠自身重力回流至蒸发段:太阳能领域使用的热管一般为铜-水热管，即以铜为基材，工质为水国外也有使用有机物质作为热管工质的，但必须满足工质与热管材料的相容性。

热管式真空集热管具有许多优点，如真空管内没有水，因而抗冻性很强，即使在一40'C的环境温度也不会冻坏，有些厂家的产品可以耐一50℃以下的低温、热管的热容量小，因而起动速度极快;热管有“热二极管效应”，即方向性，热量只能从下部传递到上部而不能逆向传递，从而减少了系统热损失。当然，由于热管的液态工质是依靠自身的重力回流到蒸发段，所以在安装时要求与地面保持一定的倾角。为了使热管式真空管集热器能够满足与建筑结合的要求，目前，已有企业开发生产了可以水平安装的水平热管。以水平热管为核心部件的热管式真空管集热器可以水平安装于屋顶或难立面墙，并且可以和建筑构件结合于一体，既高效利用了太阳能又不影响建筑的整体外观效果，推动了太阳能与建筑结合的进程。 ②金属吸热板是热管式真空管的核心部件，其性能直接决定热管式真空管的热性能。目前市场上的热管式真空管的集热板一般为无氧铜吸热板或铜一铝复合吸热板，表面沉积选择性吸收涂层。吸热板与热管采用超声焊接或激光焊接结合，或者嵌套工艺结合，确保热量快速传导。

③玻璃一金属封接技术大体可分为两种:一种是熔封，也称为火封，它是借助一种热膨胀系数介于金属和玻璃之间的过渡材料，利用火焰将玻璃熔化后封接;另一种是热压封，也称固态封接，它是利用一种塑性较好的金属作为焊料，在加热加压工况下将金属封盖和玻璃管封接在一起。

热压封技术具有封接温度低、封接速度快、封接材料匹配要求低、封接可靠等优点，所以目前国内玻璃一金属封接大都采用热压封技术，热压封使用的焊料主要有铅、铝等。 ④热管式真空集热管内一般应同时放置蒸散型消气剂和非蒸散型消气剂。蒸散型消气剂在高频激活后被蒸散在玻璃管的内表面，像镜面一样，主要是起提高初始真空度的作用;非蒸散型消气剂是一种常温激活的长效消气剂，主要作用是吸收管内各部件释放的残余气体，保持

真空集热管的长期真空度。

目前国内生产的热管式真空管的外形尺寸，以玻璃管直径100mm居多，近年来也有直径65mm, 70mm, 120mm等若干种规格问世，长度也有1800mm，2000mm，2200mm等多种。 (2)热管式真空管集热器的基本结构如图3-26所示，由真空集热管、导热块(或导热套管)、联集管、保温材料、保温盒、尾托架等部分组成。 热管式真空管集热器工作时，每只热管通过反复的气一液相变循环过程将热量传递给导热块或导热套管.从而加热联集管内的系统循环工质，使集热系统工质的温度逐步上升.直至达到使用要求。

值得一提的是.热管式真空管与联集管的连接是属于‘干性连接”.即联集管内的传热工质与集热管冷凝段之间是不直接接触的。所以集热器联集管没有漏水隐患.可以承受较高的运行压力。同样，个别集热管破损也不会影响整个集热器的运行因而特别适用于大、中型太阳热水工程

三、其他金属吸热体真空管集热器

除了前面介绍的热管式真空管集热器之外，金属吸热体真空管集热器还有其它不同形式，如同心套管式、U形管式、内聚光式、直通式等，随着技术的发展，还将有新的形式出现。 (1)同心套管式真空管集热器如图3-2r所示，又称直流式真空集热管。主要由同心套管吸热板，吸热板，玻璃管等组成所谓同心套管就是两根内外相套的金属管，位于吸热板的轴线上吸热板紧密连接。