1、真空管
真空管——太阳能热水器的“心脏”
真空管的“心脏”——选择性吸收涂层
（1）什么是真空管？真空管在太阳能热水器中有什么重要性？
真空管，全名叫真空太阳集热管，包括全玻璃真空太阳集热管和玻璃-金属真空太阳集热管。我们这里讲的真空管，指的是全玻璃真空太阳集热管。目前，真空管主要用于太阳能热水器。
真空管是太阳能热水器产生热水的能量之源，也是太阳能热水器的核心技术所在，是太阳能热水器的关键部件，就像人的心脏一样。所以，真空管被称作是太阳能热水器的“心脏”。真空管在太阳能热水器中所起的作用，就像发动机在汽车中的作用一样重要。（由此也可以看出，谁掌握了最先进的真空管技术，谁就能制造出性能最优良的太阳能热水器。）
（2）、真空管由哪几部分构成？各部分的基本功能是怎样的？
真空管为全玻璃同轴双层圆管结构，主要由三大部分构成：外玻璃管（外管）、真空夹层和内玻璃管（内管）。
内管用于容水。内管外壁的黑色部分是选择性吸收涂层，即膜层，是真空管进行光热转换的介质。太阳光线经外管照射到膜层，膜层通过吸收太阳光线中的可见光和近红外线来集聚能量，并将光能转化为热能，使内管里的水温不断升高。外管与内管之间是真空夹层，其作用在于减少热损失，起保温作用，从而大大提高集热效率。
不锈钢弹簧卡子，既用来支撑内管自由端，又可固定吸气剂。吸气剂，指在真空管底部，与弹簧卡子相连的不锈钢钢环上所附着的钡铝镍成份，用于蒸散、吸收夹层内排气后残余的空气，以进一步提高真空度。
真空管尾部约50㎜的银白色部分是消气镜面，也叫吸气膜。它是吸气剂在800 ℃以上高温状态下蒸散得到的。消气镜面的作用是为了吸收真空夹层内残余的空气，以进一步提高真空度。太阳能在使用中，如果真空管的消气镜面消失，说明真空夹层内进入了大量空气，真空管就不能正常工作了。
（3）、真空管的集热原理是什么？
真空管的集热原理是，靠内管外壁上的选择性吸收涂层，吸收波长为0.3～1.3um的太阳光线(主要是可见光和近红外线)来集聚光能，从而将光能转化为热能，并由真空夹层保温隔热，降低热损失。
由此看来，选择性吸收涂层对于真空管非常重要。真空管的优劣，就主要体现在选择性吸收涂层的优劣上。吸收比越高、发射比越低的选择性吸收涂层，说明真空管的性能越好。
[选择性吸收涂层：在太阳光谱范围内，具有较高的太阳吸收比和较低的发射比的涂层表面，就是太阳选择性吸收涂层，或叫表面，也叫膜系，又称为黑镜或黑膜。理想的吸收表面应当是黑色的，但黑色并不一定表示吸收表面的热性能最好，实际的吸收表面往往是黑里偏蓝或偏黄、偏紫。
选择性吸收：指有选择性地吸收太阳光谱中能量较强的可见光和近红外线部分。
吸收比：指选择性吸收涂层能吸收太阳光能的多少。
发射比：指选择性吸收涂层未能吸收而发射出去的热辐射的多少。
工作原理
直插式全玻璃真空集热管太阳能热水器是利用真空集热管，具有的高吸收率和低发射率，将吸收的太阳辐射转换成热能，利用冷水比重大，热水比重小的特点，在真空管内形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环，使整个水的温度逐步升高，达到一定温度。
由于真空玻璃管是圆形的，具有对太阳广源自然跟踪的特点，再加上反光板的反射原理，使玻璃管四面受光面面俱到，集热效果时间更长，水温更高，即使高寒地区一年四季也可正常运行。
（4）、选择性吸收涂层主要有哪两种类型？它在真空管中有什么重要性？
选择性吸收涂层主要有渐变选择性吸收涂层和干涉-吸收型选择性吸收涂层两种，即
渐变膜和干涉膜：
A、 渐变膜，是目前多数厂家所采用的一种低档膜。
B、 干涉膜，是当前全球技术水平最高、吸收效果最好的真空管膜系。
选择性吸收涂层是真空管的能量之源，选择性吸收涂层的优劣，直接决定着真空管质量的高低。
(5）、简述真空管的工艺流程，镀膜工艺
真空管制造工艺，主要包括六大工序——
1、 灯工：（对内、外管的加工）切齐→圆底→接排气管→退火去应力→检漏
2、 清洗：用纯净水离子清洗完后，在烘干炉内烘干。
3、 镀膜：一般采用磁控溅射工艺，通过辉光放电（一种物理现象），使带正电的气体离子轰击金属靶，溅射出金属原子和原子团，并在内管外表面沉积成膜层。镀膜的技术和工艺，直接决定着真空管的质量。
[溅射：在镀膜时，用气体正离子轰击金属靶，从金属靶表面飞溅出原子、原子团的现象，就是溅射。靶：能溅射出原子和原子团的柱状金属体，就是靶。
4、 封口：在高温状态下，将内、外管环形焊接起来。
5、 排气：在400℃高温下将夹层内空气，经40分钟的时间抽成真空，并封离排气管。
6、 蒸散吸气剂：为进一步提高真空度，使吸气剂在高温状态下蒸散，形成消气镜面。
（6）、真空管的发展历程——
1、长度：由最初的1.2米发展到现在的1.3米、1.5米、1.6米、1.8米、1.9米、2.0 米。在相同光照条件下，同等容量的太阳能热水器，真空管长度越长，所需的支数越少，真空管的整体热损就越少，那么，相同集热面积内的得热量就越高。
2、膜系：目前的膜系主要有两种，单靶渐变膜和单、双、三靶干涉膜。前者溅射系统构造简单，靶材料利用率高，但集热效率低；后者集热效率高，但溅射系统构造复杂，靶材料利用率低。
多数厂家考虑到利润问题，也苦于掌握不了先进的干涉镀膜技术，（况且干涉镀膜工艺复杂，工艺控制要求非常严格。）因此只能采用成本低、但集热效率也低的单靶渐变技术。（单靶指铝靶，双靶指铝靶和铜靶，三靶指铝靶、铜靶和不锈钢靶。）
（7）、选购时，怎样辨别真空管质量优劣？
消费者在选购太阳能热水器时，辨别真空管质量优劣，主要是看外观。
优质真空管应当是：
A、表面光滑干净，没有斑点，而且没有划痕（划痕太多，会影响集热效率和美观）；
B、膜层应当是黑色或蓝黑色，整体色差小。但黑色并不一定表明真空管质量好，因为有的厂家为掩盖杂色，往往把膜层做成纯黑色。况且黑色也有可能发射率高，在高温状态下，发射率会大大增加。实际上，真空管在颜色上存在一定的误差，是不可避免的，这并不影响真空管的集热效率。
C、消气镜面完整光亮；
D、用肉眼看，内管颜色为暗红色，表明它的金属底层是铜，这种真空管在严寒条件下也能正常工作，-30℃照常出热水。
优质真空管一般使用15年以上，直接关系到太阳能热水器的整体寿命。因而真空管的认真挑选，应是选购太阳能热水器的核心问题，在现在多数厂家技术水平还不太高的情况下，消费者更应仔细鉴别。
2、聚氨酯
（1）、聚氨酯基本知识
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，符号“PU”。聚氨酯是由二元或多元异氰酸酯与多元醇化合物相互作用制得。
聚氨酯特点：高强度、耐磨、耐溶剂、耐低温。
聚氨酯应用：塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、人造革。
（2）、聚氨酯构成
异氰酸酯（进口牌号）
（3）、聚氨酯泡沫生成
组合聚醚＋异氰酸酯→聚氨酯
俗称：白料 ＋ 黑料 →发泡料
（4）、常用指标
导热率 ≤０.０２Ｗ／ｍ?Ｋ
密度 ３０～４０㎏／
闭孔率 ≥９０％ |
