探讨密闭呼吸型平板太阳能集热器（上）

摘要 分析现有平板集热器腔体结构缺陷，提出密闭呼吸型腔体结构技术理念，给出密闭呼吸型平板太阳能集热器的技术解决方案。 　　0引言 　　平板太阳能集热器的物理模型可抽象为一个腔体围护着一个集热体，该集热体通过对太阳辐射的透过、吸收、传热和绝热，由液体或气体介质得到其有效热量。对于这样的平板太阳能集热器，其热工理论十分经典和完美，试验方法也很成熟和完善；在国外发达国家中，由于透过及吸收材料的高性能和双回路的应用克服了平板集热器不能抗冻的缺陷，使平板集热器成为高效可靠的热利用核心基础器件而得到广泛的应用，其份额占到90%以上；在我国，随着建筑相结合和工程化应用的迅猛需要，平板集热器也快速发展，近几年随着透过、吸收材料和板芯焊接技术的进步，平板集热器集热体的质量普遍得到大幅提高。 　　然而与大家共同关注集热体材料、结构和性能提高并卓有成效的同时，平板集热器的围护腔体却相对少被关切，造成目前集热腔体普遍不密闭的现实，所以国内外平板集热器的产品要求与使用方法标准的相关条款也不得不按非密闭集热器作为对象来进行编写，如淋雨试验、欧标特有的负压试验的要求和试验方法等。对因此而带来的问题，如水雾，吸收表面白斑等明显可见的现象，已引起国内外同行的注意，这些与次生效应一起会对集热器的集热体取得的热性能和可靠性产生不良影响和恶劣后果，已有不少企业对此采取对策以图改进，但只是一些零散的作法，如简单地加个透气管等，总体还处于迷茫和摸索阶段。 　　丹麦学者10年研究结果认为，如集热器密封良好，其涂层寿命可达30～40年，否则只有5～10年。可见平板集热器的密闭是何等的重要。笔者为此进行了近三年的工作，对此有了一些初步系统完整的理念、方法和结果，认识到要解决好平板集热器围护腔体的问题，总结起来就是个八个字：腔体密闭；可控呼吸。故本文暂不涉及集热体热性能提高问题，仅就集热腔体进行阐述，以就教于同行和交流，其中基础核心技术已申请和受理了专利。 　　1平板集热腔体的缺陷与问题 　　1.1平板集热腔体缺陷的实质性分析 　　平板集热器腔体缺陷的一个最普遍最直观的表象就是水雾，它是水分受热蒸发，遇冷凝结为弥漫的水珠而形成的；这种水分的来源有三个： 　　1.残余水分：集热腔体内的材料（特别是绝热材料）因与环境湿度平衡后所吸收的平衡水分在其被封装时带入腔体内，在潮湿地区（如我国的两广和江浙）此种残余水分就会更多，而在干燥地区（如我国的西北和内蒙古）相对就会好一些； 　　2.渗入水分：因集热腔体的不密闭而由外部渗入的水分，如雨水； 　　3.返潮水分：在潮湿环境下（如潮湿地区或雨季）因内外湿度差（外部湿度大，内部湿度小）形成的内部材料吸湿而产生的水分增加，实际也是为平衡湿度而形成的平衡水分。 　　此种水分侵袭都是外部环境因素所造成的，是谓外因，外因要通过内因才能起作用，这个内因就是集热腔体的不密闭，正是这种条件产生了外部水分的渗入和返潮；当然这个不密闭也有它的优点，就是不密闭所形成的缝隙具有呼吸功能，本来借此可将腔体内部的水分经受热蒸发后变成水汽呼出的，但因此种缝隙的大小是不可预见和不可控制的，当缝隙大时可将残余水分排出，反之，则不足以排除水分，就又会有水雾出现；对此国内外普遍采用简单加装透气管的作法，也有能将第一次的残余水分排出的效果，然而也正是这个透气管又人为的开通了后续的渗水、返潮通道； 　　其实环境因素的侵袭，还有粉尘、雾霾、二氧化硫、氮氧化物、酸雨等，它们都会直接或间接通过水分造成次生危害，国内曾报道：一场罕见的大范围雾霾笼罩着我国，已陆续有25个省份、100多座大中城市不同程度出现雾霾天气，覆盖了我国将近一半的国土。可见非密闭平板集热器也难逃其灾，因而集热腔体必须是密闭的，只有如此才能拒环境危害于集热腔体之外，为集热器的集热体创造一个干燥良好的运行环境，这就是我们对集热腔体的第一认识。 　　1.2非密闭腔体带来的问题 　　因集热腔体的不密闭而受到环境影响，会带来一系列问题。 　　1.水雾：已如前述，是由内部水分所产生的，这种现象特别的出现在早上，不单影响太阳辐射的透过，也加大了顶部空气夹层的对流热损失，而更严重的是水遇到腐蚀性气体后还会引起更多的次生危害。 　　水雾情况见图1所示。 　　2.渗灰：大气中的粉尘、细灰、雾霾等颗粒物通过腔体上的缝隙会无孔不入地渗入腔体以内并沉积覆盖在特别是吸热板的表面，影响其对太阳辐射的吸收。 　　积灰情况如图2所示。 　　3.绝热受潮：绝热材料多为多孔物质，容易吸湿。水的导热系数为空气的25倍，冰的导热系数更大。材料吸湿后湿分占居了原被空气充满的部分气孔空间，引起其有效导热系数明显升高。研究表明，导热系数为0.03W/（m·K）的绝热材料，吸取1%的水分后导热系数增加25%，以后并按倍数增加。 　　4.吸收表面衰退：专业的研究实验都认为吸收表面在盐雾实验中会产生程度不同的腐蚀，不同吸收表面的耐盐雾试验的能力也有差别，有试验介绍高质量的黑铬涂层能耐到120h，而辐射特性特别好的蓝钛涂层甚至只有6h；作为非专业的用户也有自已直接使用的观察和经验，有企业的蓝膜阳台集热器在内蒙古库存一个冬季后，即发现吸收表面出现白斑。 　　见图3所示，摘贴几个代表性图片。 图3平板太阳能集热器吸收表面的腐蚀 　　对于其中的蓝钛膜的盐雾试验结果和评价都有差别，但不争的事实是蓝钛膜的辐射特性优越，特别是其低发射比暂时还无可替代，而这又是中温平板不可或缺的，但同时它的抗腐蚀能力确实又是薄弱的。 　　5.电化学腐蚀：只要有电位不同物质且存在于电解质溶液中，就是一个原电池，在有水有腐蚀气体或颗粒物时，就能产生电解质溶液，而集热器内的材料和物质远不是单一的，特别是铜管铝翅的吸热体，他们之间电位差较大，铜是+0.521V，而铝是-1.662V，而只要有酸性介质，就会有析氢腐蚀，如有氧存在则不论酸性，甚至中性介质，也都会有吸氧腐蚀；即使是单一金属，他们之间的或者他们与沉积的灰层、垢层之间的缝隙都会因介质的闭塞或浓差产生缝隙腐蚀，从而造成特别是吸热体的损坏和失效；所以只要集热腔体不密闭，就会有产生这些腐蚀介质的条件，电化学腐蚀就是不可避免的。 　　1.3非密闭腔体带来的最终不良后果 　　1.平板集热器热性能衰退恶化； 　　2.可靠性耐久性降低； 　　3.寿命缩短。 　　1.4现有平板集热器标准的无奈 　　1.4.1现有标准对平板集热器的相关要求 　　1.中国国家标准：在GB/T6424-2007的6.1.9中要求：“淋雨后应无渗水和破坏”； 　　2.国际标准：在“Testmethodsforsolarcollectors-Part2：Qualificationtestprocedures”IS09806-2(太阳能集热器试验方法之二：质量检测过程)中提出需对集热器的雨水渗透程度进行实质的评价，一般的不允许大雨和暴雨的进入，集热器上有气孔和排水孔，但是不允许暴雨进入的； 　　3.美国标准：在SRCCSTANDAD100中要求“腔体应保证集热器部件和保护内部部件不受环境的损害”； 　　4.欧洲标准： 　　1）在欧标EN12975-1-2006&EN12975-2-2006中的EN12975-1/A1要求“集热器腔体应是水密封的，以防雨水的渗透”； 　　2）EN12975-1/A1要求“集热器腔体的结构应能排出冷凝水的积聚”； 　　3）EN12975-1/A1要求“集热器盖板在最大的滞止温度下，也不会产生过分的应力”； 　　4）EN12975-1/5.3.7要求“雨水渗透试验后水不应有任何肉眼可见的水迹”； 　　5）EN12975-2/5.7.1要求“此测试仅仅适用于玻璃集热器，以用来测定玻璃集热器充分防止雨穿透的能力。通常它们不允许无论是小雨或是大风雨的进入。集热器可有透气孔或者排水孔，但它们都不允许雨的进入”； 　　6）EN12975-2/5.9.2要求“集热器负压测试目的是为了评估集热器盖板和集热器腔之间结合的抗强风稳固程度…此值至少为1kPa，不能有损坏和永久变形”。 　　1.4.2现有标准对非平板集热器的让步 　　由于技术和成本上的原因，国内外绝大多数平板集热器还 做不到密闭，出于无奈，标准对试验方法和相关要求作了让步。 　　1.在GB/T6424-2007中所涉及淋雨试验是在集热器倾角40毅，喷水量200kg/（m2·h），喷淋水与集热器采光面之间的角度≥20°情况下进行的，就是说喷淋方向只在采光面一侧，而且是在140°的范围，没有要求任一方向，否则其平板集热器几乎会100%的渗水，甚至严重进水。 　　2.欧洲标准： 　　1）在EN12975-2-2006中的试验方法（5.7.2）中提出的4h喷淋试验是在集热器的暴露的一侧进行的，在这一实质要点上和ISO标准截然不同，显示对集热器不密闭防水的现实作了让步； 　　2）在EN12975-1－2006第一部分;试验方法的5.3.7中有表述，摘录如下： 　　（1）按集热器称重确定的水量应＜30g/m2； 　　（2）测量集热器内部湿度，出现以下任何一种情况即认为试验失败，即集热器内部肉眼可见水迹，或在测量过程中的任一时刻湿度潮过20g/kg,或湿度变为测试前的两倍； 　　（3）被观测的结雾程度应小于透过盖层面积的10%，且倾倒出的水不超过30g/m2。 　　2非密闭集热腔体的结构 　　2.1国内代表性平板腔体 　　2.1.1组合式平板腔体 　　国内的平板太阳能集热器，组合式占居绝大多数，且多以模仿再稍加变换而成，其代表性结构基本是铝型材组框，上部采用大断面的橡胶密封条将透明盖层玻璃与边框之间的大缝隙堵住，底部则是背板插入边框底部的插槽，以铆接或压合的方式使其结合，见图4所示。 图4国内组合边框代表结构 　　2.1.2整体背板腔体（两种边缘结构） 　　出于对背部密闭的考虑，人们自然想到以整体背板来代替原来的组合背筐方式，虽然要付出大型模具和高吨位压力机的较高资金投入，但确实也能起到部分提高背筐密闭性的好处，其上口与玻璃的结合有凸缘和直边两种方式，见图5所示。 图5国内整体背筐代表结构 　　2.2国外典型组合式腔体（德国平板的分析与评价） 　　图6给出几个国外的平板集热器代表结构。 图6国外组合边框代表结构 　　图6-a所示RMsolar的结构从概念上看基本与国内的图4-b类似，图6-b即是前文所说的“国内外普遍采用简单加装透气管的作法”，且称为优化的通气开孔，可免除潮湿空气在集热器内积聚；由此可见，国内外平板同行都有相同的体验和经历，也就会有相同的结构和对问题的处理方法。 　　图6-c、图-d所显示的结构表明对平板集热器的结构和问题有深入的思考，在该结构中采用了封闭吸热板与玻璃之间顶隙并充填惰性气体氩气的作法，这确实可以在顶隙中隔绝水汽并保护吸收表面不受腐蚀，是欧洲的蓝膜使用寿面长达30年以上的原因。 　　2.3对非密闭腔体结构缺陷的分析 　　2.3.1对一个代表结构渗水的分析 　　上述图4、图5、图6的实质结构其实类似，通过图7的渗水路径分析可见水分是如何进入集热器内部的。 图7代表腔体的渗水路径分析 　　上述这些传统腔体结构，从腔体基本原理上进入同一个误区，就是上下两个盖层的外廓尺寸都小于腔体的外围护边界，这就留下了与外界连通的缝隙和通道，容易进水，为此就需要用堵的办法将其封闭。 　　如在图4和图6的a）中玻璃的外缘明显的小于集热器边框外边界，其造成的宽大缝隙采用加橡胶密封条的办法予以填堵，背板插入边框在背部设置的插口，当间距又较大的铆钉将其均布固定，结合面处存在裂开的大缝，而且该插口的外边宽于内边，当集热器以一定的倾角工作时，流淌在背板上的水就会被引导进入内腔，采用压合的方法如不能保证压合紧密，也仍会有类似问题。 　　同时橡胶密封条、压条和边框的45°长切口的缝隙处的渗水会直接进入腔体内，而边框边界角部的切口更会使水很容易的进入。图7给出国内代表性平板集热器渗水分析。在RMsolar中，其盖层和背板的外缘也是明显的小于腔体边界，虽在盖层的结合面处和背板的加压咬口处涂胶，但水仍会通过结合面上未覆盖的45°线和边框外界面上的切口绕道进入。 　　2.3.2对现状腔体结构缺陷的分析总结 　　1.除整体背板外，一般的透明盖板和背板的外沿总是小于集热器边框最外的围护边界； 　　2.盖板与边框形成的缝隙一般较大，总是用大断面的橡胶密封条去堵住缝隙； 　　3.背板插入与边框结合处的插槽，一般总是外槽边比内槽边长，渗水时易于将水向内导入； 　　4.上述背板与插槽一般是用铆钉固定连接，必然留下可渗透的缝隙； 　　5.若背板与插槽之间压合，则必须使其紧密贴合，否则也会渗水，而且还不能保证45°角处的密封； 　　6.其边框的45°角处的断面结构一般比较异型和复杂，需密封时甚为不便； 　　7.对于盒槽式整体背板，其盖板与盒槽的外缘或立口之间的密封仍是不便的，用胶量较多和密封条断面较大； 　　8.任何型式的集热器如其集管密封圈不能防水，也不能成为全密闭的； 　　9.为防止水雾和保护吸收表面作成的热保护玻璃会使结构复杂成本提高，而且由于顶隙的封合并不是真空意义上密闭，长时间工作，有可能通过扩散使氩气被空气所逐渐置换，同时在工作中，顶隙还会出现内外压不平衡而产生凸凹变化，从根本上讲，如此也不能使吸热板背部密闭； 　　10.一旦做成密闭的，又使其结构很复杂，且失去原有非密闭集热器可呼吸以自动平衡内外压力的优点，所以其解决方案也是不完善的。 　　3腔体密闭结构的技术解决方案 　　3.1对密闭集热腔体的技术要求 　　1.要具有标准所要求的刚度和强度； 　　2.至少应能防止PM2.5微尘颗粒的进入； 　　3.整机能承受水面下100mm的浸水抗渗； 　　4.整机能承受1500Pa的正压力； 　　5.整机能承受IP66所要求的强射水而不渗水。 　　3.2腔体密闭的理念、理论与方法 　　1.吸取大禹治水智慧，尽可能采用“疏”而不是“堵”的理念； 　　2.采用屋檐理论的生活常识，把水疏到集热器围护腔体边界以外； 　　3.充分利用平面密封技术的方法。 　　3.3腔体密闭的技术解决方案 　　有了正确的理念、理论和方法后，技术就很简单明了，分叙如下： 　　1.让透明盖板与背板的外廓均大于腔体围护边框的最外边界； 　　2.使透明盖板和背板与边框的结合面均为平面密封面，从而可用胶接的方法将上下两个结合面密闭； 　　3.并把边框45°角的拼接部位简化取直，内插角码连接，并加外包角，在其均为平面的结合部位涂胶，使四角密闭； 　　图8示出密闭结构的总体概念。 　　4.用可防水集管密封圈解决集管与边框之间的密闭见图9； 　　5.为保证薄料背板的密闭效果，通过加强筋及其与边框的结合，使其加强见图10； 　　6.为进一步强化背板，也为控制吸热板芯，用可剖分管卡固定排管，并与加强筋连接见图11； 　　4密闭平板集热腔体的可控呼吸 　　4.1腔体单纯密闭后的问题 　　密闭型平板集热器虽因密闭而防水，却会因此出现新的特有问题，这就是集热器温度升高时腔体压力增加过大，正常运行会在±20kPa，极端滞止温度时，甚至会达到60kPa，这将引起腔体的变形甚至破坏，故在EN12975-1/A1中要求“集热器盖板在最大的滞止温度下，也不会产生过分的应力”；当其腔体温度下降产生过大负压（真空），在运行范围内大约也是±20kPa左右，也会引起腔体的变形甚至破坏，对于这些正负压带来的产品安全问题需采取措施加以保护，即仍需要有呼吸来实现内外压自动平衡的目的，仍要有一个可呼吸的通道。 　　4.2可控呼吸的功能与作用 　　这个呼吸通道是可以防水的，但这一防水呼吸通道并不意味着它也能阻止灰尘和潮气的进入，这仍是个需要解决的问题，以防止吸尘、水雾和吸潮的发生，所以其呼吸应是可控的，有一定功能要求的。 　　1.平板集热器为了防渗水，必须是密闭的； 　　2.密闭后的平板集热器，为了平衡运行中产生的正负压力，又还需要有可呼吸的通道，这个呼吸通道当然仍应该是防水的，继续保持对水的密闭，也能透气的； 　　3.有了防水透气通道后，为了防止灰尘，它还需是可防尘的； 　　4.对于透气通道，为了防止潮气进入，还要对其可抗潮的措施； 　　5.用吸湿性材料可阻止使其水分进入内部，但其再生温度必须很低，应是可； 　　6.因而密闭后的集热器，再加入呼吸器，具有防渗水、可呼吸、防尘和抗潮的有序的可控呼吸器。 　　综上所述，可见要达到需要的功能，具体要解决的是两个问题： 　　1.防尘防水透气问题； 　　2.抗潮问题，即能透气呼出就可解决排湿，但同时，吸气也会产生返潮，这一问题比较困难。而这又各种对应着相关自已的材料。 　　4.3防尘防水透气技术解决方案 　　4.3.1水分子（H2O）和水（（H2O）n） 　　为了说明概念，我们简单不完全准确地认为不可见水汽，已是单个的水分子，而可见的水汽，水雾都是液态水，可说是水分子的聚集态，我们就说是水。水分子的书写：H2O，是由2个氢原子一个氧原子构成的，是又小又简单的分子。它由两个氢原子分别和一个氧原子键合成。 　　见图12示出水分子（H2O和水（（H2O）n）的模型。 　　水分子的三个原子形成104.5度角。每个氢原子和氧原子之间的键，叫共价键，通过分享一对电子形成。应当指出，一对电子的共享程度并不均衡。氧比氢更需要电子（这种特性称为负电性）。换言之，氢原子和氧原子键合时，在这个过程中共价电子主要在负电的氧原子周围运动。因此，共价键氧的一侧带负电（-），氢的一侧带正电（+）。 　　因为呈角分布，因而分子不对称。在负电荷周围，正电荷不均匀分布。作用不能相互抵消，两者都有自己的电荷中心。分子有正负极。这是有极分子，化学家称为偶极子。事实上，水分子是一种特殊的有极分子，其有极属性比几乎其他所有分子都明显。 　　水分子因其有明显的偶极子属件而由稳固的氢键（远比共价键结合力弱）结合在一起。它们趋于牢牢地黏在一起。黏在一起的分子形成固体和液体。为了使分子不黏在一起而相互分开，并变成气体，必须向水中增加大量的能量，通常都通过加热。就是说，水的沸点高，往往呈液态。必须将水温提高到100℃，分子才能有足够能量克服氢键的强作用力而分开，就变为单个水分子的水汽了。可粗略认为水分子大小是液态水滴的350万-1400万分之一。 　　eTFE薄膜微孔薄膜具有良好的热稳定性及宽广的使用温度，可在-200℃的低温至+260℃的高温下连续工作，熔点高达327℃，具有不燃性，优异的化学稳定性、抗酸、碱性好，能许多高腐蚀性介质，摩擦系数小，疏水性强。 　　图13-a）给出ePTFE膜的显微照片。 　　4.3.3ePTFE防尘防水透气膜的应用机理 　　正是极性水分子与ePTFE膜的奇异美妙特性使我们能将他们在平板集热器中发挥即要对水密闭又要透气的卓越效能。由于ePTFE膜的孔径为0.1-0.5滋m，是水滴大小的1/5000-1/20000，因而阻隔了水的进入，即对水是密闭的；当集热器内的水分受热后，水的氢键断裂，成为水汽分子（水的单分子），其大小是ePTFE膜的孔径的1/700，而恰在此时集热器内因受热温升与外界形成压差推动着水汽从比他大的孔隙中排出。另外微颗粒物（PM2.5）因其尺寸大于ePTFE膜的孔径，也不能进入，起到防尘的作用。直观的防尘防水透气原理在图13-b中示出。 　　4.4抗潮的技术解决方案 　　4.4.1返潮的产生 　　在上述透气膜的排湿中，水汽分子可从集热器内部向外排出；那么当集热器处于非日照条件下，内部温度下降，则可能产生一个负压（真空），即外部环境气压大于集热器腔体内的压力，从而将外部的湿气水分子通过透气膜渗入集热器以内，被内部材料（特别是隔热材料）所吸附和吸收，甚至达到与外界环境相适应的平衡水分，即是返潮了。 　　这是一个易被忽视的问题，而事实上又是存在的也被实际试验所证实的问题。 　　4.4.2抗潮的困难 　　对于抗潮，已有一些做法。 　　1.可堵排气管：在集热器空晒排湿后，将所用排气管的出口堵住，则不会产生后续的反潮，也不会有原来因通过排气管的呼吸而产生的热损，但极端高低温所产生的正、负压会对腔体造成损坏或变形，也会给操作带来麻烦； 　　2.内置干燥剂：采用硅胶、分子筛、活性氧化铝、凹凸棒等物理干燥剂，确实可以从潮气中吸收水分，避免不良后果，但定量放置的干燥剂总有饱和的时候，此时，因其再生温度多在110℃以上，是集热器正常工作所满足不了的； 　　3.外置气囊和干燥剂：这首先集热器必须已经是密闭的才有可能，否则，非密闭的其他缝隙仍会与外界大气存在无序有害呼吸；当集热器密闭以后，这种方式确实可以实现在封闭系统中呼吸，提高集热腔体的干燥度，对集热器起到正负压保护的作用，需解决可行的应用方式和性价比问题； 　　4.内置干燥剂和气囊：这仍然需要先是密闭后才有可能，而当集热器密闭以后，这种方式仍存在前述2、3的问题。 　　4.4.3吸湿快干竹纤维的选用 　　如上所述，抗潮确实比较困难；可以设计一个技术方案：使湿气在进入集热器腔体时就用一种吸湿材料将其吸收而不能渗入集热器内部，同时又能利用集热器产生的的热气将其所吸收的水分干燥，即再生，并经混合后以湿气的型式被呼出，达到抗潮的目的，这就是所希望的一个抗潮过程。 　　这里关键是要有一种能满足上述过程要求的材料，显而易见，这个材料应该是：1.吸湿性要强要快；2.再生温度要低，具有快干效应。经过对纺织行业排汗透气织物的调研，发现竹纤维可以为我所用。 　　竹纤维就是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性。经在2000倍扫描电子显微镜观察，竹原纤维纵向有横节，粗细分布很不均匀，纤维表面有无数微细凹槽。竹纤维的横截面凹凸变形，布满了近似于椭圆形的孔隙，呈高度中空，毛细管效应极强，可在瞬间吸收和蒸发水分，在所有天然纤维中，竹纤维的吸放湿性及透气性好居五大纤维之首。在温度为36℃；相对湿度为100%的条件下，竹纤维的回潮率超过45%，透气性比棉强3.5倍，被美誉为“会呼吸的纤维”，还称其为“纤维皇后”。可见竹纤维奇妙的吸湿快干性能满足了我们对抗潮过程的需要。 　　4.5一种可抗潮的呼吸器典型设计 　　4.5.1双位抗潮的呼吸器产品结构 　　了以上两种奇妙的“ePTFE防水防尘透气膜”和“会呼吸的竹纤维”材料以及所提出的抗潮过程方案，一个双位可抗潮的呼吸器就比较容易的设计出来了。见图14所示。 　　4.5.2双位抗潮的呼吸器的工作过程 　　所论平板集热器是首先密闭的，而形成它的有序可控呼吸通道，就是可控呼吸器，它的呼吸塞腔体与外界连通界面是由防水透气膜（图中呼吸膜）隔离的，而防水透气膜是可防水的，即因水分子之间氢键的存在而形成的液态的聚集态的水分子束（（H2O）n）不能透过膜层，所以整个集热器腔体对谁可认为是密闭的；但液态水受热吸收能量后，其氢键断裂，就形成气态的水分子，却可穿过该膜，成为可透汽的；这种透气带来了呼吸功能，从而可自动将集热器运行中所形成的正负压力与外界达到平衡，也能将集热器中的残余水分在其受热蒸发成为的水汽呼出，达到排湿的效果。 　　但上述的呼吸，也会把外界的湿气吸入，当其含湿量大时（如雨季时）情况会更加严重，累积起来会增加集热器腔体内的水分含量，这对腔体内的材料和器件是很不利的，必须加以防止，这时吸湿快干竹纤维（图中吸湿剂）会在其吸入时将其吸收，不至于进入腔体内部，由于这种材料又是快干的，可对外自干，更会在运行中热气呼出时将其再生，以备反复发挥作用，达到抗潮的目的。 　　由于有时集热器内残余水分大，水雾严重而需快速排出水分，此时则将呼吸塞拔起，湿气可不经过吸湿剂和呼吸膜而直接连通大气，达到快速排出的目的。 　　此后再把呼吸塞压回原位进入正常工作位置。（金川集团·甘肃金川太阳能有限公司高元运　深圳市鹏桑普太阳能股份有限公司罗宾）（未完待续）