中高溫太陽能集熱器集熱管的製作方法
2023-05-25 13:36:46
專利名稱：中高溫太陽能集熱器集熱管的製作方法
技術領域：
本發明屬於太陽能集熱器，更具體地說，本發明涉及一種中高溫太陽能集熱器集熱管。
背景技術：
能源和環境是當今世界兩大突出的社會問題，面對各種能源的短缺和環境汙染，尋找可再生能源的利用成為了各國對能源研究的主要方向。太陽能是一種可再生、無汙染、儲量充沛的資源，如何充分利用太陽能資源，關鍵在於提高太陽能集熱器的能量利用率和 使用率，而其核心技術則是製備一種高吸收率、低發射率、廉價的選擇性吸收塗層。太陽能熱利用領域，當前的發展重點是中高溫集熱，工作溫度超過400°C的集熱管，可用於熱發電。中高溫集熱管中，一般採用高倍聚光技術，聚光比可以高達80。光熱轉化效率是關鍵指標，往往一個百分點的提高都是盡力追求的。雖然採用聚光結構，但由於製備精度和玻璃形變等問題存在，不可能達到理想聚焦的程度，焦點處的光斑基本上與集熱管直徑可以相比。這就使得入射光線與集熱管表面夾角分布在0度到90度的整個範圍內。大角度入射時，反射率接近100%。簡單的計算表明，集熱表面的吸收比不到光完全垂直入射時的90%。除此之外，上下午日光偏斜時，入射光與集熱管表面的夾角變得更大，吸收率進一步降低。當垂直入射時的吸收比達到0. 95時，平均吸收比只有0. 8左右。當前，光線垂直入射時的吸收比已經難以進一步提高，改善光線非垂直入射時的吸收比，必將成為提高光熱轉化效率的關鍵步驟。從熱輻射理論可知，黑體或灰體的吸收比，與光線的入射角度無關。自然界並不存在理想的黑體或灰體，但是尺寸與光波長可以相比的粗糙表面可以近似視為灰體，製造接近理想灰體的粗糙吸收表面是解決問題的關鍵。
發明內容
為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的在於提供一種中高溫太陽能集熱器集熱管，所述的集熱管耐候性好，中溫使用性能良好。為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案
一種中高溫太陽能集熱器集熱管，包括不鏽鋼基體，其特徵在於在不鏽鋼基體上依次設有鑰抗紅外反射膜、氮氧化鋁漸變吸收膜和二氧化矽減反射膜。其中，鍍膜採用磁控反應濺射法,濺射氣體為氬氣，反應氣體為高純氮氣和氧氣，首先在不鏽鋼基體上磁控反應濺射沉積鑰抗紅外反射膜，再沉積氮氧化鋁吸收膜，最後沉積二氧化矽減反射膜。其中，所述的氮氧化鋁漸變吸收膜為成分漸變膜，其中從所述的抗紅外反射膜開始至減反射膜為止氮的含量逐漸減少，而氧的含量逐漸增加。其中，在抗紅外反射膜上濺射氮氧化鋁吸收膜，工作壓強0. 2-0. 8Pa，反應氣體氮氣和氧氣，氮氧體積比I : f I :10，氣體量60-150Sccm。其中，在氮氧化鋁吸收膜上採用矽靶濺射沉積二氧化矽減反射膜，工作壓強0.2-0. 8Pa,反應氣體氧氣量30-200 Seem。本發明的集熱管塗層具有更低的低溫發射率，因此該膜系具有更低的熱損，保溫性能好，同時塗層高硬度、耐磨和抗氧化性材料，而且電阻率低，因此本發明的集熱器的耐候性和中高溫使用性能優異，適合於在350-550°C。
具體實施例方式本發明的中高溫太陽能集熱器集熱管包括不鏽鋼基體，其上依次設有一層鑰抗紅外反射膜、氮氧化鋁漸變吸收膜和二氧化矽減反射膜。製備工藝如下
在不鏽鋼基體上濺射沉積鑰抗紅外反射膜，工作壓強0. 2-1. 5 Pa ;在抗紅外反射膜上濺射氮氧化鋁漸變吸收膜，工作壓強0. 2-0. 8Pa,反應氣體氮氣，氮氧體積比I : f I :10，氣體量60-150Sccm ;在氮氧化鋁漸變吸收膜上濺射沉積二氧化矽減反射膜，工作壓強
0.2-0. 8Pa,反應氣體氧氣量30-200Sccm。
權利要求
1.一種中高溫太陽能集熱器集熱管，包括不鏽鋼基體，其特徵在於在不鏽鋼基體上依次設有鑰抗紅外反射膜、氮氧化鋁漸變吸收膜和二氧化矽減反射膜。
2.權利要求I所述的集熱器集熱管，其特徵在於所述的膜採用磁控反應濺射法，濺射氣體為氬氣，反應氣體為高純氮氣和氧氣，首先在不鏽鋼基體上磁控反應濺射沉積鑰抗紅外反射膜，再沉積氮氧化鋁吸收膜，最後沉積二氧化矽減反射膜。
3.權利要求I所述的集熱器集熱管，其特徵在於所述的氮氧化鋁漸變吸收膜為成分漸變膜，其中從所述的抗紅外反射膜開始至減反射膜為止氮的含量逐漸減少，而氧的含量逐漸增加。
全文摘要
本發明涉及一種中高溫太陽能集熱器集熱管，包括不鏽鋼基體，其特徵在於在不鏽鋼基體上依次設有抗紅外反射膜、氮氧化鋁和減反射膜。本發明的集熱管塗層具有更低的低溫發射率，因此該膜系具有更低的熱損，保溫性能好，同時塗層高硬度、耐磨和抗氧化性材料，而且電阻率低，因此本發明的集熱器的耐候性和中溫使用性能優異，適合於在350-550℃。
文檔編號F24J2/48GK102721206SQ20121021979
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者葛波 申請人:蘇州嘉言能源設備有限公司