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真空管是太阳能热水器的核心，他的结构如同一个拉长的暖瓶胆，内外层之间为真空。在内玻璃管的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层，用来最大限度的吸收太阳辐射能。经阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化成热能，水从涂层外吸热，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，即水箱中。

太阳能热水器中热水的升温情况与外界温度关系不大，主要取决于光照。当打开厨房或洗浴间的任何一个水龙头时，热水器内的热水便依靠自然落差流出，落差越大，水压越高。

主要有两种种类，一是管内不走水的，一是管内走水的，传统的真空管都是管内走水，双真空的推出和“热管直插式”真空管的推出都使得玻璃管内不走水。

作为太阳能热水器的心脏，真空管将会随着环境的变化而不断变化，因为区域的差异、目标消费群体的差异、建筑的差异都要求太阳能热水器因地因时制宜，与建筑有效结合。