太阳能真空集热管的分类及技术参数.docx
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太阳能真空集热管
太阳能集热管——太阳能热水器的“心脏”。
太阳能集热管的“心脏”——选择性吸收涂层
(1)什么是集热管?
在太阳能热水器中有什么重要性?
太阳集热管,包括全玻璃真空太阳集热管和玻璃-金属真空太阳集热管。
我们这里讲的真空管,指的是全玻璃真空太阳集热管。
目前,真空管主 要用于太阳能热水器。
集热管是太阳能热水器产生热水的能量之源,也是太阳能热水器的核心技术所在,是太阳能热水器的关键部件,就像人的心脏一样。
所以, 集热管被称作是太阳能热水器的“心脏”。
真空管在太阳能热水器中所起的作用,就像发动机在汽车中的作用一样重要。
(由此也可以看出,谁 掌握了最先进的真空管技术,谁就能制造出性能最优良的太阳能热水器。
)
(2)集热管由哪几部分构成?
各部分的基本功能是怎样的?
集热管为全玻璃同轴双层圆管结构,主要由三大部分构成:
外玻璃管(外管)、真空夹层和内玻璃管(内管)。
内管用于容水。
内管外壁的黑色部分是选择性吸收涂层,即膜层,是集热管进行光热转换的介质。
太阳光线经外管照射到膜层,膜层通过吸收太 阳光线中的可见光和近红外线来集聚能量,并将光能转化为热能,使内管里的水温不断升高。
外管与内管之间是真空夹层,其作用在于减少热损失,起保温作用,从而大大提高集热效率。
不锈钢弹簧卡子,既用来支撑内管自由端,又可固定吸气剂。
吸气剂,指在集热管底部,与弹簧卡子相连的不锈钢钢环上所附着的钡铝镍成 份,用于蒸散、吸收夹层内排气后残余的空气,以进一步提高真空度。
集热管尾部约50㎜的银白色部分是消气镜面,也叫吸气膜。
它是吸气剂在800 ℃以上高温状态下蒸散得到的。
消气镜面的作用是为了吸收真 空夹层内残余的空气,以进一步提高真空度。
太阳能在使用中,如果集热管的消气镜面消失,说明真空夹层内进入了大量空气,集热管就不能正常工作了。
(3)集热管的集热原理是什么?
集热管的集热原理是,靠内管外壁上的选择性吸收涂层,吸收波长为0.3~1.3um的太阳光线(主要是可见光和近红外线)来集聚光能,从而将光能转化为热能,并由真空夹层保温隔热,降低热损失。
由此看来,选择性吸收涂层对于真空管非常重要。
集热管的优劣,就主要体现在选择性吸收涂层的优劣上。
吸收比越高、发射比越低的选择 性吸收涂层,说明集热管的性能越好。
选择性吸收涂层:
在太阳光谱范围内,具有较高的太阳吸收比和较低的发射比的涂层表面,就是太阳选择性吸收涂层,或叫表面,也叫膜系 ,又称为黑镜或黑膜。
理想的吸收表面应当是黑色的,但黑色并不一定表示吸收表面的热性能最好,实际的吸收表面往往是黑里偏蓝或偏黄、偏紫。
选择性吸收:
指有选择性地吸收太阳光谱中能量较强的可见光和近红外线部分。
吸收比:
指选择性吸收涂层能吸收太阳光能的多少。
发射比:
指选择性吸收涂层未能吸收而发射出去的热辐射的多少。
全玻璃真空集热性能规格
结构
全玻璃双管同轴结构
玻璃材料
高硼硅3.3玻璃
外管直径及厚度
φ=47±0.7mm &=1.5mm φ=58±0.7mm &=2mm φ=70±0.7mm &=2mm
内管直径及厚度
φ=37±0.7mm &=1.5mm φ=47±0.7mm &=1.6mm φ=58±0.7mm &=1.5mm
管长度
1200(±5mm) 1500(±5mm) 1700-1800(±mm) 2000(±5mm)
吸收涂层性能
结构
渐变A-1N/A1选择性吸收涂层
沉积方法
直流反应溅射
吸收比
as0.88-0.93
发射比
∑n:
-0.8-0.04
真空度
P≤2x10-3帕
空晒性能参数
>250M2C/KW2
闷晒太阳能辅量
<2.8MJ/M2
平均热损系数
<0.8W(M2C)
寿命脉
15年
太阳选择性吸收涂层材料
太阳能选择性吸收涂层材料
符 号 表 示
吸收层
红外高反射层或块材料
铝-氮复合材料
铝
A1-N/A1
不锈钢-碳复合材料
铜
SS-C/Cu
铬-氧复合材料
铝
Cr-O/A1
铬-氧复合材料
铜
Cr-O/Cu
锌、镍-硫复合材料&,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,amp;,lt;,/SPAN>
铜
Zn-Ni-S/Cu
铬-氧复合材料镍-氧化铝复合材料
铝
Ni-A12O3/A1
三腔系列真空集热管
三超系列真空集热管
真空管原材料--高硼硅3.3玻璃毛坯管
高硼硅3.3玻璃的材质组成
玻璃成分
Class Composition
SIO2
B2O3
AL2o3
R2O
Fe2O3
含量(Wt%)
Contain The Deal
80.4
13.1
2.4
4.1
0.055
太阳能真空集热管按镀膜工艺一般分为单靶(镀铝),双靶(镀铜和不锈钢)和三靶(镀铜,不锈钢和铝),双靶和三靶的市场上都可以称作三高真空管,请用户选购相应产品时注意;按规格长度有1.2米,1.5米.1.6米,1.8米,2.0米,2.1米,按直径分有47毫米,58毫米,70毫米几种;
现产品达到的水平技术参数
1、采用特硬高硼硅3.3玻璃(Pyrex),管材透射比≤0.89,弯曲度≤0.12%。
2、太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比α≥96%;太阳选择性吸收涂层的半球发射比εh≤5%(70℃)。
3、空晒性能参数,太阳辐照度G≥700w/m2,环境温度5℃≤ta≤28℃,以水为传热工质,空晒温度ts,空晒性能参数Y=(ts - ta)/G,Y≥185 m2℃/Kw。
4、闷晒太阳曝辐量,太阳辐照度G≥700w/m2,环境温度5℃≤ta≤28℃,以水为传热工质,初温不低于环境温度,闷晒至水温增加35℃所需太阳曝辐量H≤3.0MJ/ m2。
4、真空夹层内的气体压强p<3.0×10-3Pa。
5、内管的未镀膜长度<20mm,进一步扩大集热管的吸热面积,降低热损系数。
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