新式真空集熱管的研制與開發(fā)

　　鋼管、玻璃管的材料及其清洗前處理由于集熱管需要長期（10年以上）經(jīng)受高溫（40‘C左右）蒸汽的侵蝕，選用鋼管時(shí)，不僅需要考慮要有一定的厚度（16mm），而且還需注意原材料特殊配方和制作工藝。在試驗(yàn)階段，我們使用的是直接從歐洲運(yùn)來現(xiàn)成的樣品管。玻璃管采用硼硅玻璃。特殊材料制成。清洗前處理包括：鋼管的拋光、清洗、烘干，以及玻璃管的切管、圓口、清洗、烘干等工序。鋼管表面涂鍍選擇性涂層采用多靶共濺射的方式在鋼管表面涂鍍一層高溫太陽能選擇吸收膜，其太陽光吸收率應(yīng)等于或大于95%，黑體發(fā)射率（10℃）等于或小于5%。玻璃管表面涂鍍陽光增透膜為了增加集熱管的陽光透射率，需要在玻璃管的內(nèi)外表面涂鍍一層陽光增透膜，使玻璃管的陽光透射率從89%增加到97%以上，從而提高集熱管的光熱轉(zhuǎn)換效率。
　　
　　鋼管與玻璃管的封接s*先將兩個(gè)金屬波紋管與鋼管焊接，然后采用可法合金將玻璃管與波紋管連接。鋼管與玻璃管夾層排氣采用專用真空抽氣系統(tǒng)，將鋼管與玻璃管夾層中的氣體抽走，玻璃噴漆機(jī)使其真空度達(dá)到使用要求，并對排氣口進(jìn)行密封處理。玻璃管退火在鋼管和玻璃管封接的過程中，玻璃管會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，需要在退火爐中退火，否則在使用過程中玻璃會(huì)炸裂。經(jīng)過上述6道程序，4m長大型直通式金屬吸熱體真空集熱管就基本制作完畢。關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)研制4m長大型直通式金屬吸熱體真空集熱管關(guān)鍵技術(shù)主要有：耐腐蝕、承高壓和長壽命的鋼管基材的研究；鋼管表面太陽選擇性吸收膜層的涂鍍；鋼管與玻璃管之間封接。特別指出的是，鋼管表面涂鍍的太陽選擇性吸收涂層為金屬陶瓷型中高溫選擇性吸收涂層，為復(fù)合薄膜材料，一般為金屬一氧化物復(fù)合膜，采用磁控多靶共濺射的方法制備，z*少也需要一個(gè)鍍靶、玻璃棉卷氈兩個(gè)氧化物陶瓷靶。金屬靶采用直流濺射，氧化物靶采用高頻（或射頻）濺射。
　　
　　涂鍍的選擇性吸收表面在450-500℃下性能穩(wěn)定并具有優(yōu)異的光學(xué)性能。為此，s*先需要研制一臺(tái)長為sm左右的真空鍍膜設(shè)備。真空室的全部結(jié)構(gòu)采用不銹鋼制造，并需要在容器上安裝長為4.5m左右的多個(gè)磁控濺射靶。為了保證抽氣速度恒定，供氣均勻，抽氣系統(tǒng)應(yīng)用多套分子泵機(jī)組，極限真空為sxloPa，工作真空為6.6x10-aPa。其次，就是多個(gè)長4.5m的磁控濺射靶的研制。因?yàn)橐垮?m長的鋼管，所以其靶長必須大于4m。其中，一個(gè)靶專門用來涂鍍吸收膜中的金屬涂層，要求能夠穩(wěn)定地工作，具有恒定的電流，同時(shí)又能在其長度范圍內(nèi)均勻?yàn)R射，水冷系統(tǒng)可以更好地冷卻整個(gè)靶面，供氣系統(tǒng)可以保證整個(gè)靶面的氣氛均勻；另外有兩個(gè)靶為磁控濺射孿生靶，專門用來涂鍍金屬氧化物涂層。它的尺寸及技術(shù)要求與第一個(gè)靶基本相同，所不同的是這兩個(gè)靶是由一臺(tái)高頻脈沖電源供電，脈沖正半周可點(diǎn)燃一個(gè)磁控靶，脈沖負(fù)半周可點(diǎn)燃另一個(gè)磁控靶。高頻脈沖電源的主要技術(shù)指標(biāo)為：輸出功率：SOkW頻率范圍：20kHz-20OHz輸出電壓：275-500V輸出電流：O-20OA具有對過流、過壓、缺相、冷卻水不回流等的保護(hù)措施。由于太陽能屬于綠色環(huán)保型能源，太陽能的利用是世界各國重點(diǎn)研究的課題之一。太陽能應(yīng)用包括光電轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換兩個(gè)方面，真空集熱管是太陽能光熱轉(zhuǎn)換的核心技術(shù)，人們非常關(guān)注它的創(chuàng)新和發(fā)展。4m長的大型直通式金屬吸熱體真空集熱管的研制與開發(fā)，不僅是出口創(chuàng)收的一種很好的產(chǎn)品，而且也能填補(bǔ)國內(nèi)這方面技術(shù)的空白。