[发明专利]热致相变太阳能集热管及其镀膜方法

说明书

本发明提供一种热致相变太阳能集热管及其镀膜方法，是在内管的吸热段与罩玻璃管之间形成真空夹层，吸热段的外壁具有选择性吸收涂层，所述选择性吸收涂层由依次形成在吸热段外壁上的红外反射层、低电阻层、过渡层、高电阻层和减反层组成；并且，在低电阻层、过渡层、高电阻层和减反层中分别掺杂了占各自总量2％～40％摩尔比的二氧化钒。本发明通过采用掺杂二氧化钒的选择性吸收涂层，实现了选择性吸收涂层低温条件下高吸收低发射的有利于集热的性能要求，同时达到在高温条件下低吸收高发射的状态，以降低非工作状态下有效降低集热管工作温度的目的，显著提升了集热管，特别是全玻璃热管集热管的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种热致相变太阳能集热管及其镀膜方法。

背景技术

全玻璃真空太阳能集热管发展了30余年，形成了太阳能光热利用领域，并在太阳能热水应用中得到广泛的应用。

随着蓝天保卫战的提出，以及涉及的煤改电，煤改气项目快速推进。太阳能光热技术在上述项目实施中进行了必要的示范过程，但因为多种因素，相对于常规空气源热泵技术，低谷电蓄热技术，燃气壁挂炉采暖技术等广泛推广的技术方案，太阳能光热利用仍处于示范阶段，其主要因素之一为，现有的太阳能光热采暖技术所采用的太阳能集热管仍然以全玻璃真空太阳能集热管为主的热水型太阳能集热器为主，由此造成集热温度不能达到冬季采暖需求。而当集热温度达到设计采暖供热温度时，集热效率又显著下降。同时，全玻璃真空太阳能集热管因管内有水，容易造成集热管内结垢，结冰等，容易造成集热管过热损坏或破损漏水等事故，上述因素是导致太阳能光热在采暖应用中仍处于采暖示范过程中的主要因素。

全玻璃热管式太阳能集热管因为采用相变换热技术，管内无水，由此解决了普通全玻璃真空集热管内有水造成的启动速度低，热效率低，容易结垢或结冰造成损坏的问题。实现了防垢、防冻、破损防漏的特性，并逐步为太阳能光热采暖市场所接受，并开始推广示范应用。

但目前全玻璃真空太阳能集热管，在空晒条件下，腔体内的温度最高可以达到300℃，对集热管的真空度和寿命有一定的影响。

当采用双层同轴全玻璃真空太阳集热管管中有水运行模式时，一旦出现空晒上水时，极容易造成高温集热管遇到冷水炸管的事故，造成集热管损坏。

当采用全玻璃热管式真空太阳集热管时，因管内低温相变液态工质，因工艺造成工质量过多，玻璃材质环切等级不足时，在高温条件下，将导致管内压力过大，容易造成集热管炸管破损。因此，对于一般全玻璃热管式真空太阳集热管，为保证安全性，将集热管工质量控制在容积的千分之1.5以下。虽然保证了集热管正常使用条件下的安全性，但显著影响了热管的传热性能，进而影响的集热系统的集热效率。

全玻璃真空太阳集热管一般适合用于60℃以下的生活热水和采暖用热。而较少用在100℃以上的用热。即使是在采用CPC集热器时，也仅适合用于100℃以下的高温热水。因此，针对太阳集热管的使用温度限制，解决高温条件下集热管容易炸管的问题，需要设计开发一种低温条件下不影响集热效率，且能够限制集热管最高空晒温度的太阳能集热管，以期进一步提高集热管的安全性、可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种热致相变太阳能集热管及其镀膜方法，使其在低温条件下不影响集热效率，且能够限制集热管最高空晒温度的太阳能集热管，以期进一步提高集热管的安全性、可靠性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种热致相变太阳能集热管，是在内管的吸热段与罩玻璃管之间形成真空夹层，吸热段的外壁具有选择性吸收涂层，所述选择性吸收涂层由依次形成在吸热段外壁上的红外反射层、低电阻层、过渡层、高电阻层和减反层组成；

其特征在于：在低电阻层、过渡层、高电阻层和减反层中分别掺杂了占各自总量2％～40％摩尔比的二氧化钒。