CN102032696B - 一种太阳能集热器用防过热膜层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能集热器用防过热膜层，属于太阳能集热器领域。本实用新型所述防过热膜层包括顺次设于基片之上的底金属层、吸收层及减反层，所述底金属层包括至少两个底金属层，所述多个底金属层分别为不同发射比及不同厚度的金属层；或者所述底金属层由两种不同发射比的金属组合而成。本实用新型实施例通过至少两种不同反射比及不同厚度的底金属层，或者包括两种不同反射比的金属组合而成的底金属层，通过调整所述各层底金属层的材料和厚度，或者调整底金属层中各金属的含量，使膜层的电阻率发生变化，达到所需要的膜层发射比，从而达到控制膜层空晒温度，以达到防止集热器过热的目的。

Description

一种太阳能集热器用防过热膜层
技术领域
本实用新型涉及太阳能集热器的膜层，特别涉及一种太阳能集热器用防过热膜层。
背景技术
目前，国内太阳能集热器广泛采用全玻璃真空集热管，而太阳能热水器在空晒时，常常会出现过热现象。
根据集热器采用的真空热管种类不同，而具体表现不同。采用玻璃热管式真空集热管的热水器，当温度过热高时，内压增大，有时会导致玻璃热管破裂，热管一旦破裂，将会造成极大危害。采用重力热管的热水器，空晒温度过高时，会加速热管老化，影响到热管的传热效率和使用寿命。承压热水器，空晒温度过高时，水温会超过100摄氏度，容易烫伤用户。分体集热器，温度过高时，防冻液沸腾挥发，压力过高排出，造成浪费，影响功率传输。
现有的太阳能集热器用防过热膜层顺次包括底金属层、吸收层和减反层。虽然现有的膜层能够保持良好的吸热效果，但是无法解决集热器空晒时过热造成的危害。
发明内容
为了克服现有集热器存在的空晒过热危害，本实用新型实施例提供了一种太阳能集热器用防过热膜层，不仅能够起到良好的吸热作用，而且能够有效防止集热器过热。所述技术方案如下：
一种太阳能集热器用防过热膜层，包括顺次设于基片之上的底金属层、吸收层及减反层，所述底金属层包括至少两个底金属层，所述多个底金属层分别为不同发射比及不同厚度的金属层。
具体地，所述底金属层至少包括一个发射比高的金属层和一个发射比低的金属层。
具体地，作为优选，所述底金属层中紧邻所述基片的底金属层为发射比低的金属层。
具体地，作为优选，所述发射比低的金属选自银、铜或铝。
具体地，作为优选，所述发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
本实用新型还提供了另一种太阳能集热器用防过热膜层，包括顺次设于基片之上的底金属层、吸收层及减反层，所述底金属层由两种不同发射比的金属组合而成。
具体地，作为优选，所述两种不同发射比的金属包括发射比高的金属和发射比低的金属。
具体地，作为优选，所述发射比低的金属选自银、铜或铝。
具体地，作为优选，所述发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：相比现有技术，本实用新型一实施例的底金属层包括至少两种不同反射比及不同厚度的金属层，通过调整所述各层底金属层的材料和厚度，使膜层具有不同的发射比，这样就可以调整膜层在红外波段的反射比，在保证膜层吸热的同时，达到控制膜层空晒温度，防止集热器过热的效果。
相比现有技术，本实用新型另一实施例的底金属层包括两种不同反射比的金属组合而成，通过调整各金属在底金属层中的含量，使膜层的电阻率发生变化，达到所需要的膜层发射比，在保证膜层吸热的同时，达到控制膜层空晒温度，防止集热器过热的效果。
附图说明
图1是本实用新型一实施例所述太阳能集热器用防过热膜层的结构图；
图2是本实用新型另一实施例所述太阳能集热器用防过热膜层的结构图。
图1中：1基片，2第一底金属层，3第二底金属层，4吸收层，5减反层。
图2中：10基片，11底金属层，12吸收层，13减反层。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，本实用新型一实施例所述的一种太阳能集热器用防过热膜层，包括顺次设于减反层5之上的底金属层、吸收层4及减反层5，所述底金属层包括至少两个底金属层，所述多个底金属层分别为不同发射比及不同厚度的金属层。
本实用新型实施例通过两个以上不同发射比的金属层的不同厚度调整或顺序的调整，使吸收膜层具有不同的发射比，从而得到发射可以在两种金属发射比之间任意调整的太阳能吸收膜层。具体是通过在玻璃减反层5上分别沉积或溅射两种不同材料的底金属膜层，通过调整各金属膜层的厚度，使膜层的电阻率发生变化，从而达到所需要的膜层发射比。
其中，所述膜层中各底金属层的厚度可以根据所需要的空晒温度和加工工艺任意调整。所述膜层中各底金属层的材质可以根据所需要的空晒温度和加工工艺任意调整。
具体地，所述底金属层至少包括一个发射比高的金属层和一个发射比低的金属层。其中，根据全玻璃真空集热管国家标准，对膜层的发射比要求是ε≤8％，ε小于8％为低发射比，大于此值为高发射比。具体地，作为优选，所述底金属层中紧邻所述减反层5的底金属层为发射比低的金属层。具体地，作为优选，所述发射比低的金属选自银、铜或铝。具体地，作为优选，所述发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
实例1
参见图1，本实用新型实施例所述膜层用于真空集热管，制备方法采用常见的磁控溅射技术，本例中，第二底金属层3选择铝，厚度为80纳米，第二底金属层3为不锈钢，厚度为10纳米，吸收层4和减反层5采用干涉吸收膜层，吸收层4和减反层5的总厚度约为220纳米，该膜层经过450℃的真空烘烤排气，膜层的吸收比可达0.943，法向发射比为0.065。在辐照度为800W/m2，该真空管的空晒温度可达270℃。
实例2
参见图1，本例中，第二底金属层3选择铝，厚度为80纳米，第二底金属层3为不锈钢，厚度为100纳米，吸收层4和减反层5采用干涉吸收膜层，吸收层4和减反层5的总厚度约为220纳米，经过450℃的真空烘烤排气，膜层的吸收比可达0.945，法向发射比为0.129，在辐照度为800W/m2，该真空管的空晒温度为190℃。
实例3
参见图1，本例中，第二底金属层3选择铝，厚度为80纳米，第二底金属层3为不锈钢，厚度为150纳米，吸收层4和减反层5采用干涉吸收膜层，吸收层4和减反层5的总厚度约为220纳米，经过450℃的真空烘烤排气，膜层的吸收比可达0.944，法向发射比为0.165，在辐照度为800W/m2，该真空管的空晒温度为160℃。
本实用新型还提供了另一种太阳能集热器用防过热膜层，包括顺次设于基片10之上的底金属层11、吸收层12及减反层13，所述底金属层11由两种不同发射比的金属组合而成。
本实施例具体在玻璃基片10上一同沉积或溅射两种不同材料的底金属层11，通过调整各种金属在底金属层11中的含量，使膜层的电阻率发生变化，从而达到所需要的膜层发射比。
具体地，作为优选，所述两种不同发射比的金属包括发射比高的金属和发射比低的金属。具体地，作为优选，所述发射比低的金属选自银、铜或铝。具体地，作为优选，所述发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
实例4
参见图2，本实施例应用于真空集热管，制备方法采用常见的磁控溅射技术，在进行全玻璃太阳能真空管镀膜时，本例中，底金属层11选择选择铝和不锈钢，其中，铝的溅射电流为40安，不锈钢的溅射电流选择1安培，通过控制铝和不锈钢的溅射电流量，达到铝和不锈钢含量的控制，铝靶和不锈钢靶同时溅射，底金属层11厚度80纳米，吸收层12和减反层13采用干涉吸收膜层，吸收层12和减反层13的总厚度约为220纳米，经过450℃的真空烘烤排气，膜层的吸收比可达0.942，法向发射比为0.073。在辐照度为800W/m2，该真空管的空晒温度为260℃。
实例5
参见图2，本例中，底金属层11选择选择铝和不锈钢，其中，铝的射电流为40安，不锈钢的溅射电流选择5安培，铝靶和不锈钢靶同时溅射，底金属层11厚度80纳米，吸收层12和减反层13采用干涉吸收膜层，吸收层12和减反层13的总厚度大约为220纳米，经过450℃的真空烘烤排气，膜层的吸收比可达0.94，法向发射比为0.191。在辐照度为800W/m2，该真空管的空晒温度为140℃。
实例6
参见图2，本例中，底金属层11选择选择铝和不锈钢，其中，铝的溅射电流为40安，不锈钢的溅射电流选择10安培，铝靶和不锈钢靶同时溅射，底金属层11厚度80纳米，吸收层12和减反层13采用干涉吸收膜层，吸收层12和减反层13的总厚度为220纳米，经过450℃的真空烘烤排气，膜层的吸收比可达0.943，法相发射比为0.253。在辐照度为800W/m2，该真空管的空晒温度为110℃。
本实用新型实施例可应用在全玻璃真空集热管中防过热，还可应用于玻璃热管中防热爆。此外，本实用新型所述膜层可以在现有的太阳能涂层制造设备上稍加改造，就可以进行镀制，便于大批量生产。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种太阳能集热器用防过热膜层，包括顺次设于基片之上的底金属层、吸收层及减反层，其特征在于，所述底金属层包括至少两个底金属层，所述多个底金属层分别为不同发射比及不同厚度的金属层；
所述底金属层至少包括一个发射比高的金属层和一个发射比低的金属层；
所述底金属层中紧邻所述基片的底金属层为发射比低的金属层。
2.如权利要求1所述的防过热膜层，其特征在于，所述发射比低的金属选自银、铜或铝。
3.如权利要求1所述的防过热膜层，其特征在于，所述发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
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