低热损太阳能集热管制造技术

低热损太阳集热管，由内管、镀在内管上的集热管吸收层、外管和位于集热管吸收层和外管之间的支撑弹簧组成，其特点在于：在外管上镀一层具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜或包覆一层镀有透明导电膜层的塑料薄膜。本发明专利技术利用集热管外管透明导电镀层的光谱选择性，使得太阳光中的可见／近红外光可以透过薄膜达到集热管内管的吸收层，而集热管本身辐射的中／远红外光部分则不能透过薄膜达到外界，从而提高太阳能集热管的集热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能集热管，特别是一种低热损失的高效太阳能集热管。
技术介绍
现有最常用的太阳能集热管是由两个玻璃管内外套装组成的，内层玻璃管上镀有一层对太阳辐射高吸收同时热辐射较低的材料(例如渐变铝-氮/铝或渐变铝-氧/铝)，内外玻璃管间抽真空以达到保温的目的。集热管的效率由两个因素决定一是集热管对太阳能辐射的吸收能力；一是集热管的散热损失程度。散热损失的很大一部分是集热管材料的热辐射造成的。具有一定温度的物体，其自身发出的辐射遵从斯蒂芬-玻耳兹曼定律e＝εσT4(1)其中e为物体的辐射出射度，ε为物体的红外发射率，σ为玻耳兹曼常数，T为物体的绝对温度。目前使用的集热管，尽管内管镀层材料的发射率已经很低(＜0.1)，但由(1)式可以看出在温度较高的情况下材料的热辐射损失仍然很大，而且继续降低镀层材料的发射率将极大地增加集热管的成本。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种热辐射损失小、热效率高的低热损太阳集热管。本专利技术的技术解决方案是低热损太阳集热管，由内管、镀在内管上的集热管吸收层、外管和位于集热管吸收层和外管之间的支撑弹簧组成，其特征在于在外管上镀一层具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜或包覆一层镀有透明导电膜层的塑料薄膜。所述的具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜为氧化铟锡(ITO)、掺铝氧化锌(ZAO)、六硼化镧(LaB6)或锡酸镉(Cd2SnO4)薄膜。本专利技术的原理是由于目光中的绝大部分能量集中在可见/近红外波段，而集热管材料的热辐射主要集中在中/远红外波段，所以在现有太阳能集热管的外管镀一层具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜(如氧化铟锡、掺铝氧化锌等)，该薄膜在可见/近红外光谱区具有高透过率，而在中/远红外光谱区则具有很低的透过率。日光中的主要辐射能量可以透过薄膜到达集热管内部的吸收层，而集热管本身的热辐射能量则不会透过薄膜到达外部，从而极大地减少集热管的热辐射损耗，达到提高其效率的目的。同理，将具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜镀在透明塑料基底(如PVC)上，再将此复合薄膜包覆在集热管外管表面上同样达到提高效率的目的。本专利技术与现有技术相比的有益效果是，本专利技术集热效率高，保温效果好，有利于太阳能集热设备的小型化，扩大其应用范围，如高温集热管和寒冷地区的太阳能利用，且在现有太阳能集热管基本结构的基础上作微小改进，因此成本较低。附图说明图1为本专利技术的结构原理图；图2为本专利技术的光谱原理图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术由玻璃内管1、镀在玻璃内管上的集热管吸收层2、玻璃外管4、位于集热管吸收层和玻璃外管之间的支撑弹簧3、具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜或镀有该透明导电膜层的塑料薄膜5组成，具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜为氧化铟锡、掺铝氧化锌、六硼化镧或锡酸镉薄膜。镀有该透明导电膜层的塑料薄膜5可以先将具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜镀在透明塑料基底，如PVC上，再将此复合薄膜包覆在集热管玻璃外管4的表面。图1中，6为内外管间真空，7为内部循环水。如图2所示，图中a为太阳辐射功率曲线，b为温度350K物体的热辐射功率曲线，c为典型的透明导电薄膜的透过率曲线。图2中，太阳辐射功率曲线a的主要部分均包含在透明导电薄膜透过率曲线c的高透过区间，而温度为350K物体的热辐射功率b则处于低透过区间，这说明太阳辐射的主要部分可以透过透明导电薄膜到达集热管内部，而集热管本身的红外热辐射则不能透过薄膜到达外部，从而达到提高集热效率的目的。权利要求1.低热损太阳集热管，由内管、镀在内管上的集热管吸收层、外管和位于集热管吸收层和外管之间的支撑弹簧组成，其特征在于在外管上镀一层具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜或包覆一层镀有透明导电膜层的塑料薄膜。2.根据权利要求1所述的低热损太阳能集热管，其特征在于所述的透明导电薄膜为氧化铟锡ITO、掺铝氧化锌ZAO、六硼化镧LaB6或锡酸镉Cd2SnO4薄膜。全文摘要低热损太阳集热管，由内管、镀在内管上的集热管吸收层、外管和位于集热管吸收层和外管之间的支撑弹簧组成，其特点在于在外管上镀一层具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜或包覆一层镀有透明导电膜层的塑料薄膜。本专利技术利用集热管外管透明导电镀层的光谱选择性，使得太阳光中的可见/近红外光可以透过薄膜达到集热管内管的吸收层，而集热管本身辐射的中/远红外光部分则不能透过薄膜达到外界，从而提高太阳能集热管的集热效率。文档编号F24J2/48GK1779383SQ200410009848公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月24日 优先权日2004年11月24日专利技术者刁训刚, 杨盟, 刘海鹰 申请人:北京航空航天大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
低热损太阳集热管，由内管、镀在内管上的集热管吸收层、外管和位于集热管吸收层和外管之间的支撑弹簧组成，其特征在于：在外管上镀一层具有光谱选择性透过能力的透明导电薄膜或包覆一层镀有透明导电膜层的塑料薄膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刁训刚，杨盟，刘海鹰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]