一种太阳能集热器用防过热膜层的制作方法

文档序号:4599165阅读:169来源:国知局
专利名称:一种太阳能集热器用防过热膜层的制作方法
一种太阳能集热器用防过热膜层技术领域
本实用新型涉及太阳能集热器的膜层,特别涉及一种太阳能集热器用防过热膜层。
背景技术
目前,国内太阳能集热器广泛采用全玻璃真空集热管,而太阳能热水器在空晒时, 常常会出现过热现象。
根据集热器采用的真空热管种类不同,而具体表现不同。采用玻璃热管式真空集 热管的热水器,当温度过热高时,内压增大,有时会导致玻璃热管破裂,热管一旦破裂,将会 造成极大危害。采用重力热管的热水器,空晒温度过高时,会加速热管老化,影响到热管的 传热效率和使用寿命。承压热水器,空晒温度过高时,水温会超过100摄氏度,容易烫伤用 户。分体集热器,温度过高时,防冻液沸腾挥发,压力过高排出,造成浪费,影响功率传输。
现有的太阳能集热器用防过热膜层顺次包括底金属层、吸收层和减反层。虽然现 有的膜层能够保持良好的吸热效果,但是无法解决集热器空晒时过热造成的危害。发明内容
为了克服现有集热器存在的空晒过热危害,本实用新型实施例提供了一种太阳能 集热器用防过热膜层,不仅能够起到良好的吸热作用,而且能够有效防止集热器过热。所述 技术方案如下
一种太阳能集热器用防过热膜层,包括顺次设于基片之上的底金属层、吸收层及 减反层,所述底金属层包括至少两个底金属层,所述多个底金属层分别为不同发射比及不 同厚度的金属层。
具体地,所述底金属层至少包括一个发射比高的金属层和一个发射比低的金属层。
具体地,作为优选,所述底金属层中紧邻所述基片的底金属层为发射比低的金属层。
具体地,作为优选,所述发射比低的金属选自银、铜或铝。
具体地,作为优选,所述发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
本实用新型还提供了另一种太阳能集热器用防过热膜层,包括顺次设于基片之上 的底金属层、吸收层及减反层,所述底金属层由两种不同发射比的金属组合而成。
具体地,作为优选,所述两种不同发射比的金属包括发射比高的金属和发射比低 的金属。
具体地,作为优选,所述发射比低的金属选自银、铜或铝。
具体地,作为优选,所述发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术,本实用新 型一实施例的底金属层包括至少两种不同反射比及不同厚度的金属层,通过调整所述各层底金属层的材料和厚度,使膜层具有不同的发射比,这样就可以调整膜层在红外波段的反 射比,在保证膜层吸热的同时,达到控制膜层空晒温度,防止集热器过热的效果。
相比现有技术,本实用新型另一实施例的底金属层包括两种不同反射比的金属组 合而成,通过调整各金属在底金属层中的含量,使膜层的电阻率发生变化,达到所需要的膜 层发射比,在保证膜层吸热的同时,达到控制膜层空晒温度,防止集热器过热的效果。


图1是本实用新型一实施例所述太阳能集热器用防过热膜层的结构图2是本实用新型另一实施例所述太阳能集热器用防过热膜层的结构图。
图1中1基片,2第一底金属层,3第二底金属层,4吸收层,5减反层。
图2中10基片,11底金属层,12吸收层,13减反层。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示,本实用新型一实施例所述的一种太阳能集热器用防过热膜层,包括 顺次设于减反层5之上的底金属层、吸收层4及减反层5,所述底金属层包括至少两个底金 属层,所述多个底金属层分别为不同发射比及不同厚度的金属层。
本实用新型实施例通过两个以上不同发射比的金属层的不同厚度调整或顺序的 调整,使吸收膜层具有不同的发射比,从而得到发射可以在两种金属发射比之间任意调整 的太阳能吸收膜层。具体是通过在玻璃减反层5上分别沉积或溅射两种不同材料的底金属 膜层,通过调整各金属膜层的厚度,使膜层的电阻率发生变化,从而达到所需要的膜层发射 比。
其中,所述膜层中各底金属层的厚度可以根据所需要的空晒温度和加工工艺任意 调整。所述膜层中各底金属层的材质可以根据所需要的空晒温度和加工工艺任意调整。
具体地,所述底金属层至少包括一个发射比高的金属层和一个发射比低的金属 层。其中,根据全玻璃真空集热管国家标准,对膜层的发射比要求是ε <8%,ε小于8% 为低发射比,大于此值为高发射比。具体地,作为优选,所述底金属层中紧邻所述减反层5 的底金属层为发射比低的金属层。具体地,作为优选,所述发射比低的金属选自银、铜或铝。 具体地,作为优选,所述发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
实例1
参见图1,本实用新型实施例所述膜层用于真空集热管,制备方法采用常见的磁控 溅射技术,本例中,第二底金属层3选择铝,厚度为80纳米,第二底金属层3为不锈钢,厚度 为10纳米,吸收层4和减反层5采用干涉吸收膜层,吸收层4和减反层5的总厚度约为220 纳米,该膜层经过450°C的真空烘烤排气,膜层的吸收比可达0. 943,法向发射比为0. 065。 在辐照度为800W/m2,该真空管的空晒温度可达270°C。
实例2
参见图1,本例中,第二底金属层3选择铝,厚度为80纳米,第二底金属层3为不锈 钢,厚度为100纳米,吸收层4和减反层5采用干涉吸收膜层,吸收层4和减反层5的总厚度约为220纳米,经过450°C的真空烘烤排气,膜层的吸收比可达0. 945,法向发射比为0. 129, 在辐照度为800W/m2,该真空管的空晒温度为190°C。
实例 3
参见图1,本例中,第二底金属层3选择铝,厚度为80纳米,第二底金属层3为不锈 钢,厚度为150纳米,吸收层4和减反层5采用干涉吸收膜层,吸收层4和减反层5的总厚度 约为220纳米,经过450°C的真空烘烤排气,膜层的吸收比可达0. 944,法向发射比为0. 165, 在辐照度为800W/m2,该真空管的空晒温度为160°C。
本实用新型还提供了另一种太阳能集热器用防过热膜层,包括顺次设于基片10 之上的底金属层11、吸收层12及减反层13,所述底金属层11由两种不同发射比的金属组 合而成。
本实施例具体在玻璃基片10上一同沉积或溅射两种不同材料的底金属层11,通 过调整各种金属在底金属层11中的含量,使膜层的电阻率发生变化,从而达到所需要的膜 层发射比。
具体地,作为优选,所述两种不同发射比的金属包括发射比高的金属和发射比低 的金属。具体地,作为优选,所述发射比低的金属选自银、铜或铝。具体地,作为优选,所述 发射比高的金属选自不锈钢、钼或钛。
实例4
参见图2,本实施例应用于真空集热管,制备方法采用常见的磁控溅射技术,在进 行全玻璃太阳能真空管镀膜时,本例中,底金属层11选择选择铝和不锈钢,其中,铝的溅射 电流为40安,不锈钢的溅射电流选择1安培,通过控制铝和不锈钢的溅射电流量,达到铝和 不锈钢含量的控制,铝靶和不锈钢靶同时溅射,底金属层11厚度80纳米,吸收层12和减反 层13采用干涉吸收膜层,吸收层12和减反层13的总厚度约为220纳米,经过450°C的真空 烘烤排气,膜层的吸收比可达0. 942,法向发射比为0. 073。在辐照度为800W/m2,该真空管 的空晒温度为260°C。
实例5
参见图2,本例中,底金属层11选择选择铝和不锈钢,其中,铝的射电流为40安,不 锈钢的溅射电流选择5安培,铝靶和不锈钢靶同时溅射,底金属层11厚度80纳米,吸收层 12和减反层13采用干涉吸收膜层,吸收层12和减反层13的总厚度大约为220纳米,经过 450°C的真空烘烤排气,膜层的吸收比可达0.94,法向发射比为0. 191。在辐照度为800W/ m2,该真空管的空晒温度为140°C。
实例6
参见图2,本例中,底金属层11选择选择铝和不锈钢,其中,铝的溅射电流为40安, 不锈钢的溅射电流选择10安培,铝靶和不锈钢靶同时溅射,底金属层11厚度80纳米,吸收 层12和减反层13采用干涉吸收膜层,吸收层12和减反层13的总厚度为220纳米,经过 450°C的真空烘烤排气,膜层的吸收比可达0. 943,法相发射比为0. 253。在辐照度为800W/ m2,该真空管的空晒温度为110°C。
本实用新型实施例可应用在全玻璃真空集热管中防过热,还可应用于玻璃热管中 防热爆。此外,本实用新型所述膜层可以在现有的太阳能涂层制造设备上稍加改造,就可以 进行镀制,便于大批量生产。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用 新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
权利要求
1.一种太阳能集热器用防过热膜层,包括顺次设于基片之上的底金属层、吸收层及减 反层,其特征在于,所述底金属层包括至少两个底金属层,所述多个底金属层分别为不同发 射比及不同厚度的金属层。
2.如权利要求1所述的防过热膜层,其特征在于,所述底金属层至少包括一个发射比 高的金属层和一个发射比低的金属层。
3.如权利要求2所述的防过热膜层,其特征在于,所述底金属层中紧邻所述基片的底 金属层为发射比低的金属层。
4.如权利要求2或3所述的防过热膜层,其特征在于,所述发射比低的金属选自银、同 或铝。
5.如权利要求2或3所述的防过热膜层,其特征在于,所述发射比高的金属选自不锈 钢、钼或钛。
6.一种太阳能集热器用防过热膜层,包括顺次设于基片之上的底金属层、吸收层及减 反层,其特征在于,所述底金属层由两种不同发射比的金属组合而成。
7.如权利要求6所述的防过热膜层,其特征在于,所述两种不同发射比的金属包括发 射比高的金属和发射比低的金属。
8.如权利要求7所述的防过热膜层,其特征在于,所述发射比低的金属选自银、同或铝。
9.如权利要求7或8所述的防过热膜层,其特征在于,所述发射比高的金属选自不锈 钢、钼或钛。
全文摘要
本实用新型公开了一种太阳能集热器用防过热膜层,属于太阳能集热器领域。本实用新型所述防过热膜层包括顺次设于基片之上的底金属层、吸收层及减反层,所述底金属层包括至少两个底金属层,所述多个底金属层分别为不同发射比及不同厚度的金属层;或者所述底金属层由两种不同发射比的金属组合而成。本实用新型实施例通过至少两种不同反射比及不同厚度的底金属层,或者包括两种不同反射比的金属组合而成的底金属层,通过调整所述各层底金属层的材料和厚度,或者调整底金属层中各金属的含量,使膜层的电阻率发生变化,达到所需要的膜层发射比,从而达到控制膜层空晒温度,以达到防止集热器过热的目的。
文档编号F24J2/48GK102032696SQ201110004679
公开日2011年4月27日 申请日期2011年1月11日 优先权日2011年1月11日
发明者吴连海, 李静静, 焦红霞, 石英利, 许维华, 郝志永 申请人:皇明太阳能股份有限公司
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