CN102878698A

CN102878698A - 石墨太阳能吸热涂层

Info

Publication number: CN102878698A
Application number: CN2011101940152A
Authority: CN
Inventors: 杨志勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-01-16

Abstract

一种太阳能集热用的石墨太阳能吸热涂层，利用石墨的特性，采用涂刷、热喷涂、磁控溅射的方法，将石墨涂在集热器的吸热材料表面，制成一层石墨吸热涂层，耐高温，吸热传热性好，抗热震性能高，不容易剥落，价格低廉，使用方便又无污染。

Description

石墨太阳能吸热涂层

所属技术领域

本发明涉及一种太阳能集热装置，特别是一种太阳能集热用的吸热涂层。

背景技术

目前，太阳能集热器吸热材料表面的吸热涂层，分为两大类：非选择性吸收涂层和选择性吸收涂层，非选择性吸收涂层，是在吸热面上涂一层炭黑和无机黑色颜料制成的黑色耐热漆，这种耐热漆存在热震性能差，容易老化剥落，耐热及传热性能差。选择性吸收涂层，除黑铬和陶瓷涂层外，都存在不能在空气中使用或不耐高温的缺点，而黑铬加工存在严重环境污染问题，陶瓷涂层成本太高。目前还没有成本低，能在空气中使用，又能耐高温，传热性好，抗热震性能高，不容易剥落的吸热涂层。

发明内容

为了解决集热器吸热涂层既能在空气中使用，又能耐高温，传热性好，抗热震性能高，不容易剥落，使用方便又无污染的难题，本发明提供了一种用石墨制作的太阳能吸热涂层。

本发明采用的技术方案是：利用石墨耐高温，导热性好，化学稳定性强，在空气中及高温下不变色，抗热震性高的特性，采用涂刷、热喷涂、磁控溅射的方法，将石墨油、石墨乳、石墨粉或石墨混合物涂在集热器的吸热材料表面，制成一层石墨吸热涂层，或制成具有减反层、石墨涂层、防辐射层的多层吸热涂层。

本发明与已知技术相比的优点是：耐高温，吸热传热性好，抗热震性能高，不容易剥落，价格低廉，使用方便又无污染，特别是应用于非真空状态下的集热器，具有很高的抗湿、抗空气侵蚀性，是面积大又不能保证密封性的平板集热器的理想涂层。

附图说明

图1单涂层示意图

图2多涂层示意图

图中1.吸热基体；2.石墨涂层；3.防辐射层；4.减反层；

下面结合附图详细说明：

在图1中，采用涂刷或喷涂的方式将石墨油、石墨乳或石墨混合物在吸热基体1外面均匀涂上一层石墨涂层2，空气中凉干或风干，再在比集热器最高使用温度稍高的高温下烘烤，以去除挥发物质和水份。也可将石墨粉或石墨混合物，采用热喷涂的方式，喷涂在吸热基体1外面，形成一层均匀的复合石墨涂层2。石墨油、石墨乳为成熟产品，这里不再详述。石墨混合物可以是石墨与金属材料的混合物，如石墨—镍、石墨—铜等，像在耐磨行业用的镍包石墨涂料，也可以是非金属材料，如石墨—粘接剂，石墨—聚乙烯，石墨—硅胶等，像应用最多的耐高温石墨粘接剂，其配方也都是成熟技术，这里不再详述。

在图2中，采用喷涂或磁控溅射的方法，在吸热基体1外面先制作防辐射层3，再在防辐射层3外面制作吸热石墨涂层2，最后在石墨涂层2外面制作减反层4，构成多层结构的吸热涂层。防辐射层3应具有较高的热辐射吸收率和较低的热辐射发射率，并具有较高导热性，可以是一层材料构成，也可由多层组合构成。

本发明中，石墨涂层具有很高的热辐射吸收率，但其热辐射发射率也较高，因此，该涂层主要用于太阳能低温集热，如箱式和直通管等水循环性能非常好的集热系统，以降低使用温度，减小辐射，具有可直接喷涂加工、环境适应性好、不易损坏的特性，而且其成本极低，非常适合大面积使用。当石墨涂层用于中、高温时，也可采用膨胀石墨，最好采用图2所示实施例的多层结构，并且石墨涂层2应尽可能薄，以最大程度降低辐射率，石墨可耐1000度以上高温，但温度越高其导热性越低，因此，应在400度以下使用，不适用太高温度的系统，虽然其辐射率稍高，但其耐高温性、抗热震性、高温抗氧化性、廉价性及能在大气环境中正常使用的特性，使其在中、高温应用中仍有一定优势。

石墨涂层也可应用在吸热水管或水箱内面，因其还具有防腐蚀、防结垢的特性。

采用石墨涂层制作的集热器，通过实际应用，效果非常好，制作工艺简单，成本很低，在太阳能热水器应用中具有巨大的推广价值，可以成倍的降低壁挂式太阳能热水器高昂的价格，使其在高层建筑中得到普及。

Claims

1.一种太阳能集热用的石墨太阳能吸热涂层，包括：吸热基体、吸热涂层，其特征是：吸热基体外面有至少一层用石墨或石墨混合物制成的涂层。