[实用新型]中高温太阳能集热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用太阳能集热的装置，尤其涉及一种太阳能集热管。

背景技术

随着科技的发展及人们环保意识的提高，人们对太阳能的利用越来越普遍。目前，常用的太阳能集热装置主要是太阳能集热管。市场上出现的太阳能集热方式主要是常温下使用的全玻璃型真空集热管、热管-玻璃复合式集热管、铜箔复合到铜管三种形式。对于现有的集热方式，由于玻璃材料本身的限制以及涂层技术的原因，无法工作在高温、高压的状态下，吸热部件的最高承受温度为400℃～450℃。一般均使用在热水系统中，输出介质温度低，因而极大地限制了太阳能的应用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种耐高温、高压，加工制作简单且实用，应用范围广的中高温太阳能集热管。吸热涂层可以承受600℃～800℃的高温，集热管可以在0.2MPa～2MPa、120℃～450℃的状态下使用。

为达到上述目的，本实用新型提供一种新型中高温太阳能集热管，所述集热管主要由金属管、中高温吸热涂层和两端连接法兰三部分组成。每部分的功能、组成及制备方法如下：金属管是用不锈钢管加工而成，管径尺寸30mm～150mm，长度为1.5m～15m，主要用作导热介质的流通，不锈钢管安全可靠，可以在高温、高压的环境中使用；中高温吸热涂层是耐高温耐氧化涂层，厚度为0.01μm～1μm，主要用作能量转换，将太阳能转换为热能；两端连接法兰是金属法兰，主要用来金属管的对接，实现集热管的无限延长，从而可以实现集热系统的规模化。

本实用新型的优点在于：所述的太阳能真空集热管，由于仅包括金属管、中高温吸热涂层和两端连接法兰，结构简单，加工方便，成本低，可靠性高，耐高温、高压，且应用范围广。

附图说明

图1为本实用新型中高温太阳能集热管的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的中高温太阳能集热管较佳的具体实施方式如图1所示，包括金属管1、中高温吸热涂层2和两端连接法兰3。

所述金属管1是用不锈钢管加工而成，从市场上购买合适管径的不锈钢管，进行机械加工，在金属管1的外壁进行中高温吸热涂层2的涂覆，并在金属管1的两端设置连接法兰3，用于将不同的金属管1连接起来。

所述中高温吸热涂层是选择性中高温太阳能吸收涂层，如图2所示，涂层总厚度厚度为0.01μm～1μm，从基体金属管1外壁向外依次为第一层201红外反射层，第一层上面是第二层202吸收层和第三层203减反射层，其中第一层201红外反射层由金属Nb膜构成；第二层202吸收层由Nb+NbN混合物组成包括两个亚层结构，根据涂层中Nb含量的不同，第一亚层Nb的体积百分含量为45～65％，第二亚层Nb的体积百分含量为25～35％；第三层203减反射层由NbN膜构成。

其中，金属管内可以流通120℃～450℃温度，0.2MPa～2MPa的压力的集热介质，应用范围广。最好采用耐腐蚀、高热导性及高寿命的不锈钢制造。

使用时，集热介质在金属管内流动，聚焦的太阳光照射到金属管上，通过管上的中高温太阳能吸热涂层吸收太阳能并转化为热能，传递给集热介质。

金属管的两端分别设有连接法兰，方便与其他设备或管路的连接。

实施例

一种中高温太阳能集热管，所述集热管1的外壁为基体，在基体上涂敷有吸收涂层2结构，由基体向外依次为第一层201红外反射层，第二层202吸收层和第三层203减反射层，所述的第一层201厚度为180nm，第二层202厚度为105nm，其中第一亚层厚度为60nm，第二亚层厚度为45nm，第三层203厚度为65nm。金属管1的两端连接有金属连接法兰3，不同金属管1之间通过连接法兰3进行连接。所述涂层结构的制备步骤如下：

步骤一：制备第一层201红外反射层。选用纯度99.99％的Nb靶，基体选用304不锈钢。溅射前将真空室预抽本底真空至5×10^-3Pa，通入惰性气体Ar作为溅射气氛，调节溅射气压为0.25Pa。开启Nb溅射靶电源，调整溅射电压为290V，溅射电流为3A，利用直流溅射方式制备180nm厚的红外反射层；