[发明专利]全玻璃太阳能真空集热管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能真空集热管，特别是具有全玻璃太阳能真空集热管；本发明还涉及前述全玻璃太阳能真空集热管的制备方法。

背景技术

目前，中国光热产热发展极快，特别是其核心的太阳能能真空集热管生产技术已经非常成熟，已经达到年产过亿支的规模，年新增集热面积达到千万平方米以上，而真空集热管的保有量更是达到近3亿平方米。这些集热元件均使用的是全玻璃太阳能真空集热管，典型的膜层为殷志强教授的专利CN85100142“溅射太阳能选择性吸收涂层”提及的Al-ALN单靶涂层，和CN96102331“太阳能选择性吸收表面涂层及其形成方法”提及的Cu-不锈钢-ALN的三靶涂层，事实上，中国的太阳能光热产业也正是在该类涂层上发展起来的。

这类涂层有着高的吸收比，低的发射比，一般吸收比大于90%，发射比不大于0.1，其制成的全玻璃真空集热管带有真空夹层，吸收的热量不易散失，集热效率高，热量损失少，受到社会的广泛认可，并得到了广泛应用，形成了一个年产值过千亿元的行业，对国家的节能减排做出了突出贡献。

但是上述膜层和真空集热管的最主要的缺点在于：其使用的选择性太阳光谱吸收膜层不具有抗氧化性，只能在真空条件下使用。当有由于真空除气不完全，长时间空晒吸引起玻璃和膜层放气，真空管破损等情况导致真空度减弱或者丧失时，真空集热管使用的膜层很快氧化变质，发白变淡，失去了选择性太阳光谱吸收作用，不再具有集热功能，这也是目前应用的真空集热管失效的主要原因。

因此该类真空管的膜层也不可以长时间裸露存放，要及时进行真空封装。其涉及的各种材料需要在高温下进行完全的真空除气，并且要求在除气完全时及时封口，整个工序复杂多变，要求密切连接，尽快完成，能耗高，时间长。为了维持真空夹层的真空度，现在均使用蒸散型吸气剂，这就给生产过程增加了高频烤消工序，且减小了一定的吸热面积，也导致了成本的提高。

现有的真空集热管，为了使真空夹层维持较高的真空度，一般为10^-3Pa左右，除了在较高温度下，一般在400℃-420℃，对玻璃为主的材料进行有效的真空除气，并且要求在除气后及时封口。封离的真空度要求一般在10^-3Pa左右。

同时还会在真空夹层中防止蒸散型的吸气剂来进一步维持真空夹层在使用过程中的真空度，保证真空集热管的集热效果和寿命，这类蒸散型吸气剂也称为扩散型或闪烧型吸气剂，太阳能集热管中一般使用钡铝镍型吸气剂。该种非蒸散型吸气剂需要对吸气金属加热后蒸散出来形成吸气薄膜才能有效工作。因此一般在集热管排气封离后，采用高频感应加热的方法对其进行烤消，从而使钡铝镍型吸气剂在几秒到几十秒内完成起蒸，从而在集热管管头等位置形成一层以钡等金属为主的亮银色吸气薄膜，光热行业称其为吸气镜面。

这种吸气剂的成本较低，在太阳能真空集热管领域普遍应用。目前GB/T17049-2005中对太阳能真空集热管真空品质的检测方法等也是基于蒸散型吸气剂和吸气镜面规定的，反应出该种吸气剂的优势。但该镜面也会阻挡管头部分对太阳光线的吸收，减小了真空集热管的实际集热面积。

从其加工过程中也可以看出，整个太阳能集热管的生产工序复杂，要求密切连接，吸气剂的蒸散增加了一定工序时间和加工成本。且蒸散型吸气剂在蒸散过程会有一定的放气量，在烘烤排气封离完成后出现的这种放气也会导致真空集热管的真空度降低。

另外，真空集热管使用的不锈钢管卡的真空除气温度较高，在400℃左右的烘烤排气过程中该管卡上的大部分残余气体都未除去，因此在使用过程中，管卡放出的气体也会导致真空集热管真空度的降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种使用抗氧化选择性吸收涂层的全玻璃太阳能真空集热管。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述全玻璃太阳能真空集热管的一种制备方法。