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玻璃真空管就类似于一个拉长的暖水瓶，是双层玻璃结构。外管是透明的玻璃管；内管内部走水，外壁是吸收涂层，将光能转换为热能；内外层之间真空。真空集热管吸收太阳能，通过热传导将内管中的流体加热升温，水温升高，密度减小，热水向上运动，而比重大的冷水下降，热水始终位于上部。真空管玻璃内外管之间的高真空使得对流体传导的热损失很低 , 因而真空管式集热器集热效率高，保温性能好，空气闷晒温度可达 280 ℃ 。玻璃真空管式集热器结构简单，制造工艺非常成熟。但由于玻璃本身抗击冷热冲击的能力较差，所以用户在使用时应当特别注意上水时间，以防炸裂。另外，由于全玻璃真空管和水箱之间是靠橡胶圈密封的，所以只能做成普通的落差式热水器，无法制造高级的承压型热水器。应用于热水工程中时，当有一根玻璃管坏掉，则必须关闭其所在的那一排集热器，系统运行的稳定性差。
真空管集热器具有以下特点：
（1）有一定的抗冻能力，适合在冬天气温为0℃至-20℃的地区使用。
（2）不承压，使用时不能缺水空晒，否则易爆裂玻璃管。
（3）高吸收率：αs≥90％，低发射率：εh≤8％，日平均热效率ηd≥50％。
（4）由于玻璃管是盲管形式，流体在玻璃管中的加热温度又恰恰在钙、镁离子易于氧化析出的范围，水垢沉积清理问题很难解决；