鹅毛般的大雪下了一夜。早晨天空放晴,淡淡的阳光照射在白茫茫的雪地上,闪耀着晶莹的亮光。呼啸的北风将雪片吹起,飘飘扬扬。室外有几个孩子在堆雪人,小脸冻得通红,嘴里和鼻子吐着白气……根据气象预报,当时气温已降低到零下10多摄氏度了。
就在这时,在北京一所研究院的屋外雪地上,几个人从那里拿起一根1米多长像胳膊一样粗的黑玻璃管,兴冲冲地回到屋里。他们拔开管口的塞子,将管子里面冒着热气的开水倒在茶杯里。不一会儿,几杯香喷喷的热茶就泡好了。人们喝着热茶,脸上露出了笑容。三个小时以前,玻璃管内装的还是普通的冷水,在严寒的冬天将它放在屋外“冻”了好几个小时,竟然变成滚烫的开水!真像魔术师变戏法一样。
这种黑色的长玻璃管,就是能巧集太阳能的热管,也叫做真空集热管。它是1964年问世的,由国外一位叫做斯贝伊尔的创制而成,现已得到广泛应用。
热管的样子很像一个长长的热水瓶胆。在结构上两者好像亲兄弟,有些相似。热管有一个透明的玻璃管壳,里面有一个能盛装液体或气体的吸收管。两管之间被抽成真空,成为真空夹层。这和热水瓶胆的内外层之间抽成真空是一样的,都是为了防止热量散失出去。两者所不同的是,热管的外玻璃管壳是透明的(热水瓶胆的外表面镀了一层光亮的水银),而且吸收管的外壁上涂有一层特殊的涂层。这样,当阳光照在热管上,吸收管上的涂层就能大量吸收光能,并将光能转变成热能,从而使吸收管内装的液体或气体的温度升高。
那么,热管在大冷天为什么能将冷水奇迹般地烧开呢?其实,这并没有什么奥妙之处,只不过使用了“开源节流”的老办法,即一方面通过吸收管外壁上的特殊涂层,尽可能吸收更多的阳光,并及时转变为热能;另一方面,在能量吸收和转换中尽量减少热量损失。这就像热水瓶那样,用抽真空等办法堵死了热量损失的一切渠道。因此,在阳光即使很微弱的严冬,热管也能将阳光巧妙地集聚起来,从而创造出“奇迹”。(www.xing528.com)
由于热管既能充分采集光能,又具有很好的保温性能,所以它在有风的严冬,或者阳光很弱的情况下,都有着良好的集热性能,而且能提供高达100℃的热水。它比太阳能平板集热器的集热性能好,并具有拆装方便、使用寿命长等优点。
热管可以单个使用,如用在太阳能灶上;也可根据需要,用串联或并联的方法将几十支热管装在一起使用。
热管在美国使用较普遍。在一些工厂、医院、学校和机关的楼房顶上,整齐地排列着一排排热管。有一处屋顶,面积约800平方米,竟排列着8000多支热管,很为壮观。这些热管在一天之内可以供应大量的工业用热水,并能在一年里连续不断地为它的主人提供所需要的热能。
此外,热管还广泛用于制冷、海水淡化、空调、采暖和太阳能发电等许多方面,是一种深受人们喜爱的太阳能器具。
我国在太阳能热管的研制和生产上已取得可喜的成绩。1978年,当国外太阳能热管样品传入国内时,清华大学的教授和北京玻璃仪器厂的科研人员就开始了跟踪研究。一年之后,我国第一支太阳能热管就试制成功,并进行小批量生产。目前,这两个单位合办的企业生产的热管不仅大量供应国内需要,而且还批量出口,为国家创汇。它们所生产的热管经国外权威机构鉴定为世界最佳产品,而其生产线被国内外公认是世界第一流的。到2000年,一个年产值10亿元的新型产业将投入生产,它将为我国民族工业的发展做出贡献。
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