当前，传统太阳能真空管集热器均为自然循环结构，无论有多大的循环压力、多大流量，都不会干扰真空管内部的温度变化，若采用强制循环也只是把联箱里的热水取顶走，真空管里热水水温并没有变化，这就是所谓的“联箱短路流”现象。而真空管内热水不断加热浓缩，溶解度下降，钙镁离子析出，真空管里就会大量结垢。这样的集热结构因无法置换真空管内大量的热量而导致夏季过热、冒气开锅、炸管等问题，给传统联箱横排管水平放置的大型集热阵列犹如安了引信的定时炸弹，这些都是传统集热器的致命缺陷。

下面通过一段仿真视频来揭秘“传统集热循环方式”与“注水式承压循环方式”的差别，就不难看出长期以来限制了太阳能热利用行业发展的瓶颈所在：

集热器介质循环对比示意图（传统——创新）

 传统-集热循环方式        创新-注水式承压循环方式

一、仿真目的

真空器在光照下已获有70℃热水，试图通过注入30℃冷水将70℃热水顶出，故利用ansysfluent仿真软件，模拟集热器集热循环状态，观察集热管内工质流动和温度的变化，进而引发行业对能量获得环节的重要深思！

二、实验条件

1、  CFD仿真软件：ANSYS FLUENT

2、  联箱内流道尺寸496*56*56mm（长*宽*高）；

3、  真空管内流道尺寸φ36*352mm，10支管；

来源：中国阳光能源网 www.chinaygny.cn

4、  入口初速度0.2m/s；

5、  集热器内部水温度为70℃，入口冷水温度为30℃；

6、  集热器45℃角安装；

7、  监测出口中心点温度随时间的变化。

注：为了缩减仿真运算时间，模型尺寸是实际集热器尺寸的缩小版，两组对照实验初始条件完全相同。

三、实验结论

1、初始状态下集热器内共有70℃热水5.1L，在系统运行至14s时，传统集热器出口温度开始下降，此时排出70℃热水0.98L。在系统运行至37s时，注水式集热器出口温度才开始下降，此时排出70℃热水2.59L，同时传统集热器出口温度已下降至36℃，在系统运行至52s时，传统集热器出口温度已下降至33.6℃，此时注水式集热器出口温度为60.1℃。

2、注水式集热器在37s时排出恒定的70℃热水为2.59L，是传统集热器排出原始热水的2.64倍。

3、注水式集热器排出60℃以上的热水为3.64L，传统集热器排出60℃以上的热水为1.26L，注水式集热器是传统集热器的2.9倍，并且能够排出更多混合后的高温热水。

4、注水式集热器在37s时，集热管内70℃水温已降低为30℃。而传统集热器集热管内70℃水温始终保持不变。此结果证明，注水式集热器真空集热管内水温始终处于70℃—30℃的交替运行，不仅大大提高了集热管的集热效率，还有效避免了像传统集热器那样集热管内的水温始终处于高温状态。

5、虽然集热面积相同时，从太阳获得的能量也基本相同，但是采用温差式集热循环控制时，传统集热器联箱水温降低更快（俗称：短路流），所以循环泵很快会停止运行，但此时真空管内的高温热水并没有下降，联箱温度很快达到温差循环启动温度。故导致下一次集热循环会很快开始，结果就是传统集热器会比注水式集热器工作时集热循环泵会频繁开启，由于联箱的介质容量很少，循环泵的频繁启动可视为集热系统的散热循环。再则，电机启动电流非常大，频繁开启集热循环泵会增加运行能耗费用，同时缩短水泵使用寿命。另外，传统集热器真空管内始终处于高温状态，水介质的不断浓缩，溶解度下降，钙、镁离子不断解析，形成大量的水垢呈游离状，进而弥漫整个系统，管路管径逐渐缩小直至系统瘫痪。

以上5点正是多年来制约太阳能热利用行业发展的技术瓶颈。

中装希奥特经过多年呕心沥血的研发、测试，于2011年获得了《注水式承压循环全玻璃真空集热管集热模块》发明专利。

专利要点一，把每一支真空管里插入一根注水管，将冷水通过注水管注入每支真空集热管底部，再通过强制承压循环将真空集热管内热水全部顶出，使热水得到100%的置换，大大提高了太阳能集热器的得热量。

专利要点二，采用科学的设计理念，形成“手握鸡蛋”似的承压循环结构，改变以往简单、落后的多介质循环方式，剔除换热器、防冻液，变多介质为单一水循环，并能强制提取真空管内的全部热量，这样的集热模块不仅提高了热效率，还提高了系统的稳定性，为热水制备、采暖、制冷工程提供了可靠、安全、高效的太阳能集热产品，为行业技术创新发展再添新力军！