CN201196495Y - 太阳平板集热器的板芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳平板集热器的板芯，由铜箔集热板与布设在集热板反面的铜质流体介质管焊接组成，在所述集热板正面镀布有吸收膜，以其所述吸收膜是能够有效选择吸收太阳入射能而其热辐射小的TiN_xO_y氮氧化钛选择性吸收膜为主要特征。具有结构合理，热交换效果好和吸收率高等特点。采用本实用新型板芯的太阳平板集热器的得热量，可比已有技术的得热量提高20～30％。

Description

太阳平板集热器的板芯

技术领域

本实用新型涉及一种太阳平板集热器的板芯，属于太阳能热交换设备技术。

背景技术

本实用新型所称板芯，是由铜箔集热板与铜质流体介质管焊接组成，且在所述集热板正面镀布有吸收膜的板芯。

已有技术的太阳平板集热器的板芯，大多采用TxT涂料作为选择性吸收膜，其吸收率最高可达92％，但其发射率却高达30～40％。也有采用化学镀铬工艺镀布所述吸收膜，但因其工艺过程污染环境，而已经停止采用。铝/氮铝镀膜，虽已多年成功应用于真空太阳集热器，但研究表明，这种镀膜不能在300℃以上高温条件下长期使用，也不能在非真空高温条件下长期使用。且所述已有技术的板芯，因其结构不甚合理，而直接影响太阳平板集热器的集热效果。

科学实验证明，波长<30nm的太阳能辐射，几乎全部被臭氧吸收，波长>250nm的太阳能辐射，大部分被H₂O和CO₂所吸收。而能够有效吸收波长在30～250nm范围内太阳能辐射的太阳平板集热器的板芯，至今未见有报道。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种高吸收低发射的太阳平板集热器的板芯及，以有效提高太阳平板集热器的集热效果。

本实用新型太阳平板集热器的板芯的技术方案是：

一种太阳平板集热器的板芯，由铜箔集热板与布设在所述集热板反面的铜质流体介质管焊接组成，在所述集热板的正面镀布有吸收膜，其创新点在于，所述吸收膜，是能够有效选择吸收太阳入射能而其热辐射小的Ti NxOy氮氧化钛选择性吸收膜。以有效吸收波长在30～250nm范围内的且其吸收率≥92％的太阳光辐射能。

本实用新型优选的所述选择性吸收膜，是Ti N_0.70～1.0O_1.0～1.4氮氧化钛选择性吸收膜。即Ti:N:O＝1:0.7～1.0:1.0～1.4，所述比例是Ti，N，O的分子重量比。本实用新型并不排除所述Ti，N，O分子重量比之外的Ti NxOy氮氧化钛选择性吸收膜。这是因为它的吸收率均可≥92％。

本实用新型特别优选的所述选择性吸收膜，是Ti N_0.88O_1.32氮氧化钛选择性吸收膜。

本实用新型优选的所述选择性吸收膜的厚度在90～100nm范围内。

本实用新型还主张在所述选择性吸收膜的表面，镀布有用来减少发射率和使其表面陶瓷化的SiO₂保护膜。由于SiO₂保护膜的存在，可以进一步降低所述选择性吸收膜的发射率，和提高所述选择性吸收膜与铜箔的粘合牢度，以及耐高温性和耐湿性，且便于对其表面进行清洗。

本实用新型优选的所述SiO₂保护膜的厚度在90～100nm范围内。

本实用新型所述集热板与流体介质管的焊接，可以是铜箔集热板密合包覆在铜质流体介质管表面的焊接，或者是铜箔集热板与铜质流体介质管的条线接触焊接。就其热交换效果而言，所述包覆焊接明显优于条线接触焊接。而就制备工艺而言，由于所述集热板的铜箔厚度比较薄，所推荐的厚度在0.2～0.3mm范围内，且所述集热板的长度和宽度一般为2000×200mm，因而其包覆工艺相对要复杂一点。尽管如此，本实用新型还是推荐包覆焊接结构。而所述焊接，主张采用超声波焊接。

上述技术方案得以实施后，本实用新型的板芯结构合理，热交换效果好，尤其是由于采用所述选择性吸收膜和加覆保护膜，其吸收率可达到或超过96％，发射率低于4％。与已有技术相比，本实用新型的板芯具有突出的实质性特点和显著进步。

附图说明

图1是本实用新型板芯一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本实用新型板芯另一种具体实施方式的结构示意图；

图4是图3的俯视图。

图5是本实用新型镀膜的典型工艺流程图；

具体实施方式

事实上由以上所给出的附图，已经可以明了本实用新型实现其目的所采取的技术方案。以下对照附图通过具体实施方式的描述，可以进一步了解本实用新型的技术方案。

具体实施方式之一，如附图1、2所示。

一种太阳平板集热器的板芯，由铜箔集热板1与布设在所述集热板1反面的铜质流体介质管2焊接组成，在所述集热板1的正面镀布有吸收膜3，所述吸收膜3，是能够有效选择吸收太阳入射能而其热辐射(发射率)小的TiNxOy氮氧化钛选择性吸收膜。所述选择性吸收膜3的厚度在90～100nm范围内。在所述选择性吸收膜3的表面，还镀布有用来减少反射和使其表面陶瓷化的SiO₂保护膜4，所述SiO₂保护膜4的厚度在90～100nm范围内。所述集热板1与流体介质管2的焊接，是铜箔集热板1密合包覆在铜质流体介质管2表面的超声波焊接。所述集热板1采用含量>99％厚度为0.25mm的精炼精轧铜箔；流体介质管2采用Φ10×0.5mm高纯度铜管。其制备过程是，先将所述流体介质管2，通过超声波焊接焊接在集热板1的反面后，再如附图5所示，置入直流双靶真空溅射镀膜机内，实施所述选择性吸收膜3的镀布。

具体实施方式之二，如附图3、4所示。

一种太阳平板集热器的板芯，除了所述选择性吸收膜3，是TiN_0.70～1.0O_1.0～1.4氮氧化钛选择性吸收膜，在所述选择性吸收膜3表面不具备SiO₂保护膜4，以及所述铜箔集热板1与铜质流体介质管2的焊接，是条线接触超声波焊接外；其它，均如同具体实施方式之一。其制备过程是，参读附图5，先将铜箔集热板加工成圆筒状，再置入直流双靶真空溅射镀膜机内，实施所述选择性吸收膜3的镀布。然后再将镀布有所述选择性吸收膜3的铜箔集热板，通过分切后与流体介质管2实施超声波焊接。

具体实施方式之三，如附图1、2所示。

一种太阳平板集热器的板芯，除了所述选择性吸收膜3，是TiN_0.88O_1.32氮氧化钛选择性吸收膜外，其它均如同具体实施方式之一。

本实用新型初样试验结果显示，其吸收率可达到96％，发射率在4％以下。这是已有技术不可与之相比拟的。本实用新型为太阳能利用，开发了一种先进高效的太阳平板集热器的板芯。对比试验结果显示，采用本实用新型板芯的太阳平板集热器，其得热量比已有技术太阳平板集热器的得热量，可提高20～30％，取得了十分显著的效果。

Claims (5)

1.一种太阳平板集热器的板芯，由铜箔集热板(1)与布设在所述集热板(1)反面的铜质流体介质管(2)焊接组成，在所述集热板(1)的正面镀布有吸收膜(3)，其特征在于，所述吸收膜(3)，是能够有效选择吸收太阳入射能而其热辐射小的TiN_xO_y氮氧化钛选择性吸收膜。

2.根据权利要求1所述的太阳平板集热器的板芯，其特征在于，所述选择性吸收膜(3)的厚度在90～100nm范围内。

3.根据权利要求1所述的太阳平板集热器的板芯，其特征在于，在所述选择性吸收膜(3)的表面，还镀布有用来减少发射率和使其表面陶瓷化的SiO₂保护膜(4)。

4.根据权利要求3所述的太阳平板集热器的板芯，其特征在于，所述SiO₂保护膜(4)的厚度在90～100nm范围内。

5.根据权利要求1所述的太阳平板集热器的板芯，其特征在于，所述铜箔集热板(1)与铜质流体介质管(2)的焊接，是铜箔集热板(1)密合包覆在铜质流体介质管(2)表面的焊接；或者是铜箔集热板(1)与铜质流体介质管(2)的条线接触焊接。

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