全玻璃真空管太阳能热水器在冬天的运行
来源：中国太阳能产业联盟网
一、引言
早期全玻璃真空太阳集热管（以下简称真空集热管）的品种很单一，到上世纪九十年代末期，主要的产品都还是长1.2m、罩玻璃管外径47mm的管子。但正是由这样的管子做成的全玻璃真空管太阳能热水器（以下简称真空集热管热水器），能够在冬天的北京正常地运行，并逐渐取代当时冬天不能运行的平板型热水器，因此它得以迅猛发展。现在真空集热管的品种繁多，真空集热管热水器产业的形势大好。但多年来一直传播着一些含义不清的说法，如管长度短于1.8m的真空集热管热水器在冬天“不好用”、会“冬眠”、会“罢工”等等。为此，本文以一些真空集热管热水器在冬天运行测试数据，希望能在认清这些说法方面起到抛砖引玉的作用。
二、真空集热管的热性能测试
真空集热管按国标的技术要求有9项，其中3项涉及到热性能，它们分：空晒性能参数Y（m2℃/kW），Y值越大越好；闷晒太阳辐照量H（MJ/m2），H值越小越好；平均热损系数ULT（W/m2℃），ULT值越小越好。表1列出同一厂家不同管长、不同管径真空集热管的这些测试参数（注：它们都满足技术要求，其中Y≥190m2℃/kW，H≤3.7MJ/m2和H≤4.7MJ/m2的罩玻璃管管径为47mm和58mm两种，ULT≤0.85W/m2℃），表中37/47-1500中37/47表示内管、罩玻璃管管径37mm和47mm，1500表示管长1.5m，其余以此类推。
从表1可以看到，不论管长是1.5m、1.6m、1.8m，罩玻璃管管径是47mm、58mm，只要生产过程严格，生产出来的不同长度、不同管径的真空集热管其热性能并无明显的差别。
三、真空集热管热水器的热性能测试
真空集热管热水器按国标的技术要求有17项，其中一项是热性能，热性能又分日有用得热量q（q值大好）和平均热损因数USL（USL值小好）。表2列出同一厂家不同管长、不同管径、不同型号的热水器的热性能参数（注：它们都能很好地满足技术要求，其中q≥7.5MJ/m2，USL≤22W/m3·K），表2中Ф47、Ф58表示罩玻璃管管径，L1500、L1800表示管长。L1500的4台，L1800的6台。
从表2可知，不论任何集热管组成的这10种型号的热水器，只要质量保证，其热性能也无明显的差别。
1．热水器在冬天的单日运行
JB4715-21-150/45真空集热管热水器，它是由21支管长1.5m、罩玻璃管管径47mm的集热管组成，管中心间距70mm、水量150kg、集热器倾角45°、采光面积2.04m2、带有轧花铝反射板。我们对该型号的热水器进行一年跟踪测试，地点在北京。表3是热水器在冬天三种不同气候条件下从8：00到16：00的运行结果。
在日均温度都低于0℃的三天中，如果太阳辐照量足够，热水器运行一天，即可得洗浴热水，如12月26日；如果太阳辐照量差些，热水器运行一天，所得的热水温度达不到洗浴水温，需辅助加热，补充一点热量，如12月14日；如果雪天，如12月19日，太阳辐照量都测不到，热水器升温0.2℃（可忽略不计），真空集热管对热水器只起保温作用，洗浴热水就得全靠辅助加热，即使如此，它还会继续工作，不“冬眠”，不“罢工”。现在太阳能热水器一般都配有电子仪器控制的电辅助加热装置，能在阳光不足的条件下定时提供辅助加热，和电热水器区别不大。遇上下雪天，又无辅助加热，管长短于1.8m的真空集热管热水器水温达不到洗浴温度，那么管长长于1.8m的真空集热管热水器就能达到洗浴水温吗？从科学的角度看，这方面的专家也不敢妄下定论。
2.热水器在冬天的多日连续运行
综上可知，在冬天天气寒冷、光照不足又无辅助加热的条件下，正因真空集热管热水器具有不“冬眠”的优点，所以它能连续多日运行。表4是JB4715-24-150/45真空集热管热水器在大庆多日连续运行的测试结果。该热水器由24支管长1.5m、罩玻璃管管径47mm的管子组成，管中心间距61mm、水量150kg、集热器倾角45°、采光面积2.042m2、不带反射板。
