[发明专利]选择性吸收涂层生产工艺及真空集热器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能集热器技术领域，具体涉及一种选择性吸收涂层生产工艺及真空集热器。

背景技术

人类对太阳能的利用至今已经形成了太阳能光热和太阳能光伏两大主流技术。太阳能光热利用的基本原理是将太阳能辐射收集起来，通过与传热介质的相互作用转换成热能，然后进行利用。在太阳能热利用中最为关键的环节是把太阳辐射能转换为热能，实现这一功能的设备称为集热器。太阳能集热器按照是否有聚光功能可分为非聚光集热器和聚光集热器两大类。非聚光集热器主要有平板式集热器和真空管式集热器。在非聚光太阳能集热器中，吸热表面的选择性吸收涂层的性能至关重要，为了提高吸热效率，需要在集热器的玻璃或者金属内管的外表面涂上一层高吸收率、低发射率的涂层。现有的太阳能真空管集热器的选择性吸收涂层的生产工艺大多使用真空蒸发、反应蒸发、磁控溅射等方法。这些方法大都要求高温、真空、磁场等环境条件，而且需要使用真空设备甚至更加复杂的磁控溅射设备；不但其复杂的生产过程提高了生产成本，而且其复杂的工艺控制步骤会带来更多的偶然因素，从而降低产品的成品率。最后，这样的涂层一旦损坏，几乎没有办法进行维修或者回收利用，不仅增加了太阳能利用的维护成本，也造成了原料的浪费。

综上所述，传统太阳能集热器的选择性吸收涂层的复杂生产工艺不利于太阳能热利用的进一步推广和普及，亟需寻求一种更加经济和易于实现的选择性吸收涂层生产工艺。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种简便易行的选择性吸收涂层生产工艺及真空集热器，用于简化选择性吸收涂层的制备流程，提高生产效率以及降低生产成本，从而进一步推广和普及太阳能热的利用。

（二）技术方案

本发明技术方案如下：

一种选择性吸收涂层生产工艺，包括步骤：

S1.将一种或多种液态金属调制成金属流体并在调制过程中将部分所述液态金属氧化；

S2.在所述金属流体中添加太阳能选择性吸收材料形成液态金属墨水；

S3.将所述液态金属墨水附着在真空吸热器内管外表面形成选择性吸收涂层。

优选的，所述步骤S1包括：

在空气中搅拌所述液态金属，形成包含0.1wt%-10wt%氧化物的金属流体。

优选的，所述液态金属包括镓、锌、锡、钠、钾、汞、镓锌合金、镓铟合金、镓锡合金、铟锡合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金、镓铟锡锌铋合金、铜镓铟合金、铝镓铟合金以及钠钾合金中的一种或多种。

优选的，所述太阳能选择性吸收材料包括纳米黑镍、纳米黑铬、纳米黑钴、纳米氧化铜黑、纳米氧化铁、纳米钨以及纳米钼中的一种或多种。

优选的，所述太阳能选择性吸收材料颗粒直径为1nm-900nm；所述选择性吸收涂层厚度为1nm-900nm。

本发明还提供了一种包括上述选择性吸收涂层的真空集热器：

一种真空集热器，包括多根真空集热管；所述真空集热管包括内管以及同轴密封罩设在其外部的外管；所述内管与外管之间为真空夹层；所述内管外壁上覆有如权利要求1-5任意一项所述的选择性吸收涂层。

优选的，所述述内管与外管之间设置有弹性体，所述弹性体保证内管与外管轴线重合。

优选的，所述弹性体由弹簧钢带冲压定型制成。

优选的，所述真空夹层内装有吸气剂。

优选的，所述吸气剂为钡铝合金、钡铝镍合金、钡钛合金以及渗氮钡铝中的一种或多种。

（三）有益效果

本发明的一种选择性吸收涂层生产工艺利用液态金属调制金属流体并添加太阳能选择性吸收材料形成液态金属墨水，将液态金属墨水附着在真空吸热器内管外表面即可形成选择性吸收涂层；本发明不但在常规条件下即可完成选择性生产涂层的制备过程，而且大大简化选择性吸收涂层的制备工艺，提高了其生产效率；同时，由于本发明对环境条件要求较低，从而大大降低了生产成本，为进一步推广和普及太阳能热的利用提供了有力的技术支持。

附图说明

图1是本发明的真空集热器的结构示意图；

图2是图1中真空集热器的真空集热管的结构示意图。

其中，1：外管；2：内管；3：弹性体；4：吸气剂；5：真空夹层；6：选择性吸收涂层；7：真空集热管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对发明的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一