CN103423896B - 高发射率抗空晒全玻璃真空集热利用元件方法产品设备 - Google Patents
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Abstract
高发射率抗空晒全玻璃真空集热利用元件的制造方法：通过提高全玻璃真空集热利用元件的发射率来降低空晒温度，具体包括：1）对全玻璃真空集热管的内玻璃管真空溅射发射率高于0.35的吸收膜；2）对全玻璃真空集热管的内玻璃管外表面划分出迎光面和非迎光面，对全部或者部分非迎光面不镀膜；3）对全玻璃真空集热管的内玻璃管外表面划分出迎光面和非迎光面，对全部或者部分非迎光面真空溅射发射率高于0.35的膜层。
Description
技术领域
本发明涉及高发射率抗空晒全玻璃真空集热利用元件的制作方法、产品及专用设备。
背景技术
现有的全玻璃真空集热管，包括热管与内玻璃管一体化制作的热管集热管，以及具有吸附式制冷等功能的一体化太阳能集热利用元件，具有极高的吸收率和极低的发射率，在得到令人满意的集热性能和集热温度的同时，也使空晒温度达到230℃以上。这样高的空晒温度有时带来一体化制作的热管工质蒸汽压过高并造成炸管事故等问题。
发明内容
本发明的目的是要提供高发射率抗空晒全玻璃真空集热利用元件的制作方法、产品及专用设备。
本发明解决其技术问题所采取的方法：通过提高全玻璃真空集热利用元件的发射率来降低空晒温度，具体包括：1）对全玻璃真空集热管的内玻璃管真空溅射发射率高于0.35的吸收膜；2）对全玻璃真空集热管的内玻璃管外表面划分出迎光面和非迎光面，对全部或者部分非迎光面不镀膜；3）对全玻璃真空集热管的内玻璃管外表面划分出迎光面和非迎光面，对全部或者部分非迎光面真空溅射发射率高于0.35的膜层。约定：迎光面是指固定安装的集热利用元件内玻璃管上能被直射太阳光照到的区域；集热利用元件内玻璃管上除迎光面以外的区域都是非迎光面。严格讲，发射率是一个与被测表面温度有关的数值，在此约定，只要在20至100℃范围内，内玻璃管的发射率有一段高于0.35就算这一区域的内玻璃管表面反射率高于0.35；内玻璃管的发射率有一段高于0.45就算这一区域的内玻璃管表面反射率高于0.35，其余以此类推。
本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之一：用罩玻璃管和内玻璃管连接，制成一个全玻璃真空集热管。并令内玻璃管外表面含有发射率高于0.35的吸收膜。
本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之二：用罩玻璃管和内玻璃管连接，制成一个全玻璃真空集热管。并令内玻璃管外表面含有发射率高于0.45的吸收膜。
本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之三：用罩玻璃管和内玻璃管连接，制成一个全玻璃真空集热管。并令内玻璃管外表面含有发射率高于0.55的吸收膜。
本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之四：用罩玻璃管和内玻璃管连接，制成一个全玻璃真空集热管。并令内玻璃管外表面含有发射率高于0.65的吸收膜。
本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之五：用罩玻璃管和内玻璃管连接，制成一个全玻璃真空集热管。令内玻璃管外表面含有小于180度圆周角的不镀膜区域。
还可以采用与内玻璃管一体化制作的玻璃热管。
还可以令内玻璃管两端均与罩玻璃管融封连接。
还可以采用与内玻璃管一体制作的吸附式制冷元件；或者采用与内玻璃管一体制作的吸收式制冷元件。
本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之六：用靶座、内玻璃管工装夹具、控制和传动设备、电源及壳体，组成一台真空溅射镀膜设备，并采用可正反转的行星状布置的内玻璃管工装夹具，所述工装夹具绕自身轴心线正反转的角度控制误差小于2度圆周角。
本发明的有益效果：令镀膜设备的内玻璃管工装夹具，绕自身轴心线正反转220度，可在内玻璃管外表面形成约140度圆周角的无镀膜区域。这样就可以利用硼硅3.3玻璃本身92%的发射率，大幅度降低集热元件的空晒温度。当用水作热管工质，空晒温度为160℃时，蒸汽压为6个大气压，比原本空晒温度230℃的将近29个大气压减少近五分之四，对于内径小于34毫米、壁厚大于1.6毫米的硼硅3.3内玻璃管，所制作的一体式热管集热管可以实现抗空晒。
本发明还为制造具有更高抗空晒能力的内玻璃管两端均与罩玻璃管融封连接的直通管，以及制造具有抗空晒能力的、与内玻璃管一体制作的吸附式、吸收式制冷元件提供了条件。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一个内玻璃管部分外表面不镀膜全玻璃真空热管集热管复合结构示意图。
图中1.罩玻璃管；2.内玻璃管；3.不镀膜区域；4.冷端。
具体实施方式
图1给出本发明的一个实施例。
图1中，用罩玻璃管1和内玻璃管2连接，制成一个的全玻璃真空集热管。内玻璃管2外表面的背光面含有约140度圆周角、用双线表示的不镀膜区域3。
图1实施例的工作原理：阳光穿过罩玻璃管1在内玻璃管2吸收膜上转换为热能，这些热能由热管内部的工质以两相流循环方式通过冷端4输出。正常集热时，通过内玻璃管2不镀膜区域3辐射的热能很少可以忽略或者容忍。空晒时，内玻璃管2表面温度高，这时，通过发射率为92%的不镀膜区域3即内玻璃管2表面辐射的热能多，图1中复合截面的下方用三个箭头表示热能的大量辐射，这就大幅度降低了空晒温度，使热管内部的蒸汽压力不至于过高。
有些时候，抗空晒要求极其重要，这时，即使集热元件吸收率低一些并且发射率高很多，也可以容忍。这样的吸收膜应该有很多，其中的一部分可以在现有的镀膜机上通过调整工艺、靶材和进行试验获得。
Claims (4)
1.高发射率抗空晒全玻璃真空集热利用元件的制造方法：通过提高全玻璃真空集热利用元件的发射率来降低空晒温度，具体包括：1）对全玻璃真空集热管的内玻璃管真空溅射发射率高于0.35的吸收膜；2）对全玻璃真空集热管的内玻璃管外表面划分出迎光面和非迎光面，对部分非迎光面不镀膜；3）对全玻璃真空集热管的内玻璃管外表面划分出迎光面和非迎光面，对部分迎光面真空溅射发射率高于0.35的膜层；
在内玻璃管外表面形成140度圆周角的无镀膜区域，利用硼硅3.3玻璃本身92%的发射率，限制集热元件空晒温度的进一步升高；大幅度降低集热元件的空晒温度；
当采用与内玻璃管一体化制作的玻璃热管，并且用水作热管工质，空晒温度为160℃时，蒸汽压为6个大气压，实现抗空晒。
2.根据权利要求1所述方法制造的全玻璃真空集热管，其特征在于内玻璃管两端均与罩玻璃管融封连接；
在内玻璃管外表面的部分区域不沉积膜层，利用硼硅3.3玻璃本身92%的发射率，限制集热元件空晒温度的进一步升高。
3.根据权利要求1所述方法制造的全玻璃真空集热管，其特征在于含有与内玻璃管一体制作的吸附式制冷元件；或者含有与内玻璃管一体制作的吸收式制冷元件。
4.根据权利要求1所述方法制造的真空溅射镀膜设备，由靶座、内玻璃管工装夹具、控制和传动设备、电源及壳体组成，其特征在于含有正反转、行星状布置的内玻璃管工装夹具，所述工装夹具绕自身轴心线正反转的角度控制误差小于2度圆周角；
令镀膜设备的内玻璃管工装夹具，绕自身轴心线正反转220度，在内玻璃管外表面形成140度圆周角的无镀膜区域。
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