[发明专利]金属吸热管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，涉及一种金属吸热管及其制备工艺。

背景技术

太阳能作为一种清洁环保、永不衰竭的新能源，在工农业生产以及人民日常生活中得到广泛的应用。太阳能加热技术是太阳能应用最为广泛的技术之一。太阳能吸热管是太阳能加热技术中的关键部件之一。目前的太阳能集热管，是由玻璃外管、外壁上涂有黑色涂层的玻璃内管组成，内管和外管的两端固定熔接，中间的空腔抽制成真空腔。外管透明，阳光穿透外管，由内管外壁的黑色涂层吸收，将热量传递给内管中的水，使水升温。内管和外管中间的空腔抽制成真空腔，防止内管中水的热量散发，起保温作用。如果集热管发生漏气，真空度降低，起保温性能下降；而且玻璃外管容易碎裂，给使用和维修带来很多不便。另外，玻璃真空管的制备工艺复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、吸热效率高的金属吸热管；

本发明的另一目的是提供一种所述吸热管的制备方法。

本发明金属吸热管的制备方法，是将金属管经清洗、去油、干燥处理后，在700～800℃下退火70～85秒，在金属管的表面形成蓝色的氧化吸热层，然后通过超声雾化沉积工艺，在金属管表面喷涂一层厚100～200nm的SnO₂减反涂层。

所述超声雾化沉积工艺为：在雾化反应室中，以SnCl₄水溶液为喷涂溶液，在振荡频率为890～1013Hz的超声波下，使SnCl₄水溶液分解成以水分子和SnCl₄分子组成的雾化蒸汽；再向雾化反应室中通以氧气，携带雾化的SnCl₄、H₂O蒸汽至加热300～400℃的金属吸热管表面上，并在金属吸热管表面受热氧化，生成SnO₂，沉积在吸热管的表面。

所述金属管可采用不锈钢管。当然也可采用其他的金属管，如铜管、铝管，但考虑成本和耐久性等因素，一般采用不锈钢管。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明制备的金属吸热管的吸热效率高：本发明先采用高温快速退火工艺，在不锈钢金属管的表面形成蓝色的氧化吸热层，然后再采用超声雾化沉积工艺，在金属管表面喷涂一层厚100～200nm的SnO₂减反涂层，进一步提高吸热效率。经检测，该吸热管的吸热率可达到90％以上，反射率为0.03。

2、本发明的超声雾化沉积工艺采用氧气作为携带气体，使反应物充分氧化，使吸热管的表面获得优质的SnO₂薄膜。

3、本发明制备的金属吸热管中高温稳定，不用抽真空，价格仅为真空管的1/5，对于降低太阳能系统的成本起着重要的作用。

4、本发明制备的金属吸热管外层为透明薄膜，耐腐蚀，大大延长了金属吸热管的使用寿命。

5、本发明的制备方法工艺简单，加工方便，适应性强，可适合各种长度金属管的加工，其最大加工长度可达6米。

附图说明

图1为本发明超声雾化沉积SnO₂的装置

具体实施方式

(1)氧化吸热层的形成

将6米长￠20cm的不锈钢管(201 10cr17mn6ni5型号)首先进行清洗、去油、干燥处理，再在700～800℃高温下快速退火75～80s，使不锈钢金属管的表面形成蓝色的氧化吸热层。不同的退火时间可得到不同厚度的氧化吸热层，由于氧化层对不同波长光的干涉作用，从而呈现出不同的颜色，具体见下表：

表1