[實用新型]涂覆選擇性吸收復合膜的太陽能吸熱板芯

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720103295.0
• 申請日: 2007-01-22
• 公開（公告）號: CN201016531Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 羅贊繼;于學德;程翠英
• 申請（專利權(quán)）人: 羅贊繼
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/48;C23C14/35;C23C14/14
• 代理公司: 北京同匯友專利事務所
• 代理人: 高云瑞;楊宗潤

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于太陽能利用裝置領(lǐng)域，涉及一種涂覆選擇性吸收復合膜的太陽能吸熱板芯。

背景技術(shù)

太陽能吸熱板芯是太陽能平板型集熱器的核心部件，起著吸收太陽輻射能量并向集熱器的傳熱工質(zhì)傳遞熱量的雙重作用，主要由吸熱金屬板及配套的傳熱工質(zhì)通道組成，為提高吸收太陽輻射能量——即吸熱的性能，吸熱金屬板的吸熱面上涂復有吸收涂層——即吸熱膜，但又要降低吸熱金屬板的熱輻射，以減少熱損失，因此，就需要采用具有選擇性的吸收涂層。可用的選擇性吸收涂層有黑鎳(鎳-鋅-硫的復合體)、黑鉻(三氧化二鉻和鉻的復合體)、黑銅(氧化銅加氧化亞銅)，以及陽極氧化鋁和硫化鉛等，都是有高太陽吸收率和低長波發(fā)射率的涂層，但其制做方法中均存在致命的缺點，重金屬元素、輔料和濕法生產(chǎn)帶來的環(huán)保問題，生產(chǎn)者必須為三廢治理、環(huán)境保護付出昂貴的代價，因此，難以實施，許多生產(chǎn)者普遍采用涂復方便、價格低廉的非選擇性吸收涂層，如黑板漆、瀝青加10％碳黑，盡管這類涂層的太陽吸收率為0.95，長波發(fā)射率高達0.90，但基本滿足常年環(huán)境溫度較高的華南地區(qū)使用的熱水器，也可滿足我國北方地區(qū)春、夏、秋三季使用熱水器的基本要求，但作為利用清潔能源太陽能而言是有很大缺憾的。國外最好的平板集熱器的太陽能吸熱板芯，其吸收涂層是連續(xù)磁控濺射法涂復的氮化鈦(Ti-Nx)復合涂層，具有良好的選擇性吸收特性和耐候性，但生產(chǎn)成本昂貴，且制做技術(shù)被高度壟斷，國內(nèi)尚無應用。另外，鋁氮-鋁(Al-N/Al)復合涂層，或者鋁-不銹鋼-銅(A-ss/Cu)復合涂層具有良好的選擇吸收特性，并且已作為成熟技術(shù)大批量應用在太陽能真空集熱管中，但該涂層只能保持在真空條件下使用，而在大氣環(huán)境中極易潮解而消失，故其應用僅限于作為太陽能真空集熱管的內(nèi)管外壁上的吸收涂層。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問題：

在吸熱金屬板的吸熱面上采用具有光學保護膜的選擇性吸收涂層——即吸熱膜，既解決該吸熱膜在非真空條件的大氣環(huán)境中易失效的問題，又具有優(yōu)良的集熱性能和耐候性，同時易實施，生產(chǎn)成本低。

采用的技術(shù)方案：

涂覆選擇性吸收復合膜的太陽能吸熱板芯，具有傳熱工質(zhì)通道金屬管及與其關(guān)聯(lián)配套在一起的吸熱金屬板，該板的吸熱面上具有吸熱膜，該吸熱膜是以磁控濺射法涂覆在吸熱金屬板的吸熱面上的選擇性吸收涂層，其特征在于：吸熱膜為鋁-氮鋁(Al-N/Al)復合涂層，或者為鋁-不銹鋼-銅(A-ss/Cu)復合涂層，吸熱膜上具有保護膜，該膜是涂覆在吸熱膜的表面上的具有高透光率、高耐候性，并能將吸熱膜與外界徹底隔離的光學保護膜。

有益效果：

鋁-氮鋁(Al-N/Al)，或者鋁-不銹鋼-銅(A-ss/Cu)涂層技術(shù)是已經(jīng)大批量使用在太陽能真空集熱管中的成熟技術(shù)，但這種涂層只能保持在真空條件下使用，而在大氣環(huán)境下會迅速潮解而消失；本發(fā)明中采用光學保護膜使其與外界環(huán)境徹底隔離，既解決了其在大氣環(huán)境下會迅速潮解而消失的問題，又利用了其良好的選擇性吸收特性，從而使吸熱板芯具有優(yōu)良的集熱性能和耐候性，同時易實施，生產(chǎn)成本低，無污染；能批量生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，有利于進一步拓展太陽能平板集熱器的應用范圍和領(lǐng)域，有利社會，節(jié)約能源。

附圖說明

圖1、吸熱板芯5的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2、吸熱板芯單元10的結(jié)構(gòu)形式示意圖，(a)管板式、(b)翼管式、(c)鑲嵌式、(d)扁盒式、(e)蛇管式、(f)熱管式；

圖3、吸熱板芯5應用于平板型集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實施方式

結(jié)合附圖進一步詳加說明；

如圖1所示，吸熱板芯5的結(jié)構(gòu)為，傳熱工質(zhì)通道金屬管1與吸熱金屬板2牢固的連接在一起，吸熱金屬板2的吸熱面上具有吸熱膜3，該膜為選擇性吸收涂層，是以磁控濺射法涂復在吸熱金屬板2的吸熱面上的鋁-氮鋁(Al-N/Al)復合涂層，或者鋁-不銹鋼-銅(A-ss/Cu)復合涂層：吸熱膜3上具有保護膜4，該膜是涂復在吸熱膜3的表面上的具有高透光率、高耐候性，并能將吸熱膜3與外界徹底隔離的光學保護膜。

鋁-氮鋁(Al-N/Al)復合涂層，或者鋁-不銹鋼-銅(A-ss/Cu)復合涂層的太陽吸收率大于0.86，小于0.95，長波發(fā)射率大于0.05，小于0.09。

保護膜4所用原料為：環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚酯或丙烯酸聚氨酯；

保護膜4的透光率大于0.90，小于0.98；其耐溫性為-50℃～200℃，其對吸熱膜3能形成致密而牢固可靠的保護層。