專利名稱：具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯的制作方法
技術領域：
本實用新型屬太陽能利用裝置領域，涉及一種具有中高溫選擇性吸收復合涂層的 太陽能集熱板芯的結構設計。
背景技術：
太陽能的熱利用的發(fā)展，已打破以往單一低溫利用的局面，太陽能的中高溫利用 已成為太陽能熱利用發(fā)展的方向，中高溫太陽能涂層不僅要求具有較好的選擇性，而且要 求直接與外界環(huán)境接觸、具有較好的耐候性。太陽能吸熱板芯是太陽能平板集熱器的核心部件，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，主要由吸熱金屬板和與其配套相連的傳熱工質(zhì)通道 金屬管及在該金屬板上涂覆的太陽能選擇性吸收涂層組成，目前可用的選擇性吸收涂層有 黑鎳、黑鉻、黑銅及陽極氧化鋁等，都是高太陽吸收率和低長波發(fā)射率的涂層，但其制備方 法中均存在致命的缺點，黑鉻涂層適合在高溫條件下使用，同時還具有較好的耐候性和耐 腐蝕性。但現(xiàn)有的黑鉻工藝需要在高的電流密(15-2000A/dm3)和低的溫度〔< 250C、下操 作，因溶液的導電性差，生產(chǎn)時會產(chǎn)生大量的焦耳熱，所以需要冷卻才能維持正常生產(chǎn)，因 而提高了成本。且電鍍黑鉻存在環(huán)境污染問題，且投資較大；黑鉆、黑鎳的耐腐蝕性差，黑漆 材料熱發(fā)射比高，熱損失大，紅外發(fā)射率不可能很低，且膜厚與基體結合較差而難于清洗； 不銹鋼一碳/銅選擇性吸收膜具有良好的光學性能，a = 0. 92-0. 94，e = 0. 07-0. 08。但耐 磨及耐腐蝕性能較差。另外，鋁氮-鋁復合涂層或鋁-不銹鋼-銅復合涂層具有良好的選 擇吸收特性，并且已作為成熟技術大批量應用于太陽能真空集熱管中，但該涂層屬于低溫 涂層且只能在真空條件下應用，而且，目前使用的太陽能吸收涂層大都為黑色，色彩單一，不美觀，缺乏裝飾性，不 能使太陽能熱水器與建筑物在色調(diào)上協(xié)調(diào)一致，更不宜用作太陽房的吸熱涂層。因此，無論 從功能及經(jīng)濟角度來講，各種涂層材料都存在或多或少的劣勢。并且，很多涂層在高溫操作 下性質(zhì)變差，給太陽能熱利用帶來了一定困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為克服已有太陽能集熱板芯的技術不足，設計出一種新型的 中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，選擇一種太陽能選擇性吸收涂層由TiO2/ PbS復合涂層組成的新型結構。本實用新型的涂層具有對太陽光譜優(yōu)異的選擇吸收特性，能 在中高溫條件下使用，熱穩(wěn)定性好，對太陽光譜吸收率更高。本實用新型設計的具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，由吸熱金 屬板和與其配套相連的傳熱工質(zhì)通道金屬管及在該金屬板上涂覆的太陽能選擇性吸收涂 層組成，其特征在于，該太陽能選擇性吸收涂層由Ti02/PbS復合涂層組成。所述的Ti02/PbS復合涂層是由PbS棒狀或顆粒狀晶粒層和涂覆的半透明狀TiA 膜層組成。[0008]所述的Ti02/PbS復合涂層采用溶膠-凝膠法涂覆在吸熱金屬板上。所述的Ti02/PbS復合涂層中的I^bS晶粒層是退火的碳氮摻雜PbS膜層。所述的傳熱工質(zhì)通道金屬管與吸熱金屬板的一個側面直接焊接在一起。本實用新型的有益效果本實用新型集熱板芯的涂層具有優(yōu)良的集熱性能和耐候 性，益實施，生產(chǎn)成本低，無污染；能在中高溫條件下使用，有利于拓寬太陽能平板集熱器的 應用范圍和領域，節(jié)約能源。本實用新型集熱板芯的涂層進行檢測，結果為對太陽光譜的 全色吸收率彡96% ；總發(fā)射率彡10% ；最高耐溫大于350度。

圖1為集熱板芯總體結構示意圖圖2為集熱板芯吸熱板涂層的結構剖面示意圖圖3為集熱板芯應用于平板型集熱器的結構示意圖
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，但不作為對本實用新型 的限定。如圖1所示，一種具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，由吸熱金 屬板2和與其配套相連的傳熱工質(zhì)通道金屬管1及在該金屬板上涂覆的太陽能選擇性吸收 涂層3組成。所述的傳熱工質(zhì)通道金屬管1與吸熱金屬板2的一個側面直接焊接在一起。如圖2所示，太陽能選擇性吸收涂層3是由PbS棒狀或顆粒狀晶粒層31和涂覆的 半透明狀TW2膜層32組成，采用溶膠-凝膠法涂覆在吸熱金屬板上。所述的Ti02/PbS復 合涂層中的I^bS晶粒層31是退火的碳氮摻雜PbS膜層。如圖3所示，應用于平板型集熱器的結構為，集熱板芯4裝在殼體5內(nèi)的保溫層6 上，上有透明蓋板7，太陽輻射8透過透明蓋板7投射在集熱板芯4的吸熱金屬片2上，轉(zhuǎn) 換成熱能后傳遞給傳熱工質(zhì)通道金屬管1內(nèi)的傳熱工質(zhì)，工質(zhì)溫度升高，作為集熱器的有 用能量輸出。平板集熱器是太陽能熱利用的基本部件，已廣泛用于生活用熱水、游泳池水加 熱、洗浴中心用熱水及建筑物采暖等領域。對上述構造的具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯進行測試后，結 果表明該太陽能集熱板芯的熱性能為對太陽光譜的全色吸收率> 96%;總發(fā)射率< 10%; 最高耐溫大于350度。
權利要求1.一種具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，由吸熱金屬板和與其配套 相連的傳熱工質(zhì)通道金屬管及在該金屬板上涂覆的太陽能選擇性吸收涂層組成，其特征在 于，該太陽能選擇性吸收涂層由Ti02/PbS復合涂層組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，其特征 在于，所述的Ti02/Pbs復合涂層是由In3S棒狀或顆粒狀晶粒層和涂覆的半透明狀TiA膜層 組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，其特征 在于，所述的Ti02/PbS復合涂層采用溶膠-凝膠法涂覆在吸熱金屬板上。
4.根據(jù)權利要求1所述的具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，其特征 在于，所述的Ti02/Pbs復合涂層中的In3S晶粒層是退火的碳氮摻雜PbS膜層。
5.根據(jù)權利要求1所述的具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，其特征 在于，所述的傳熱工質(zhì)通道金屬管與吸熱金屬板的一個側面直接焊接在一起。
專利摘要本實用新型涉及一種具有中高溫選擇性吸收復合涂層的太陽能集熱板芯，屬太陽能利用裝置領域。該太陽能集板芯由吸熱金屬板和與其配套相連的傳熱工質(zhì)通道金屬管及在該金屬板上涂覆的太陽能選擇性吸收涂層組成，其特征在于，該太陽能選擇性吸收涂層由TiO2/PbS復合涂層組成。本實用新型集熱板芯的涂層具有優(yōu)良的集熱性能和耐候性，易實施，生產(chǎn)成本低，無污染；能在中高溫條件下使用，有利于拓寬太陽能平板集熱器的應用范圍和領域，節(jié)約能源。
文檔編號F24J2/46GK201866965SQ20102061434
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權日2010年11月19日
發(fā)明者崔全會, 彭薇, 朱立群 申請人:北京佳盛世紀科技有限公司