全玻璃太阳集热管烘烤排气工艺采用复合分子泵抽高真空

采用复合分子泵替代油扩散泵进行全玻璃真空太阳集热管排气烘烤抽高真空试验。选用了三种型号分子泵,在集热管自动连续烘烤排气线上进行实验。经过约一年较长时间生产运行试验后,分子泵经受了190次以上的集热管管口破裂引起的大气冲击,没有损坏,抽真空性能无明显变化。采用分子泵烘烤排气工艺制备的集热管,按国标在温度350℃,48 h高温老化试验后,吸气剂镜面消失率约为5%,仅为国标规定值的10%。

全玻璃真空集热管真空品质试验装置

研制了一台全玻璃真空集热管真空品质试验装置，采用集热管内置加热器，恒温加热至350℃持续48h，测量集热管尾管处吸气剂镜面消失率。同时该装置还可测量集热管恒温加热功率随烘烤时间变化数据，即单位时间整支集热管的热量损耗随时间变化数据。该装置由《集热管测试架》、《仪表箱》和《PC计算机》二三部分组成。我们采用VB和组态王软件编写了数据采集和处理程序，并成功运行，实现了数据采集和处理的自动化。该装置恒温加热温度可在80℃～500℃之间任意设定，恒温350℃时温度波动范围±1℃。该装置已成功用于全玻璃SS—AlN金属陶瓷真空集热管真空品质试验。

全玻璃真空集热管热损计算与分析

根据热量传递原理,对全玻璃真空太阳集热管的热传导、对流和辐射三种传热形式进行了推导计算,其中辐射热损对真空集热管热损的贡献起主要作用,且辐射热损随温度升高而增大。根据串联电阻叠加原则得出真空集热管主体热损的计算模型,并通过该理论模型计算了全玻璃真空集热管的热损。结果表明,理论计算的热损值均小于测试的热损值,这是由于集热管的边端热损效应引起的。

高性能SS-AlN金属陶瓷真空太阳集热管的制备

采用真空磁控溅射沉积SS-AlN金属陶瓷太阳选择性吸收涂层。涂层光学功能层的制备，先采用铜靶溅射Cu红外反射层；再采用不锈钢（SS）和铝两金属靶在Ar和N2的混合气体中同时溅射沉积SS-AlN金属陶瓷吸收层；最后采用Al靶在Ar和N2中反应溅射沉积AlN减反射层。金属陶瓷吸收层由高、低SS体积份额的两吸收子层组成。优化溅射镀膜工艺参数获得高性能吸收涂层，太阳吸收比α（AM1.5）高达0．956±0．003（国标GB：α≥0．86），比GB高10％；红外发射比ε仅为0．043±0．003（GB：ε≤0．08）。制备成Ф58×2100mm全玻璃真空太阳集热管，80℃平均热损系数仉，仅为0．47±0．01w/m^2℃（GB：ULT≤0．85w/m^2℃），比GB低0．38w/m^2℃，性能提高45％。制备的真空集热管具有良好的真空品质，集热管内管加热350℃恒温480h后，吸气镜面轴向长度平均消失率仅为2-3％，集热管真空品质优于GB高达100倍以上（GB：350℃恒温48h，镜面消失率≤50％）。

红外分光光度计测量太阳吸收涂层80℃的发射比

采用红外分光光度计和专门设计的试片恒温器测量80℃时太阳选择性吸收涂层及金属涂层的反射光谱,采用黑体辐射普朗克函数积分计算得到该温度下试样的发射比。试样采用磁控溅射法在平面玻璃载片上制备。实际测量结果表明,该方法测量精度高,测量过程简便快捷。另外,红外分光光度计为通用仪器,反射光谱标样容易制备和计量校准。