全玻璃真空太阳集热管关键技术参数研究进展

全玻璃真空太阳集热管是太阳能热利用系统的重要组成部分,其性能参数的优劣直接影响到太阳能热利用系统的热性能、耐久可靠性和节能效果。文章从真空管基本结构和工作原理的介绍出发,对影响真空管性能的光学性能、热性能等关键技术参数及玻璃管材料、真空性能等其他技术要求的研究进展做了详细分析,并在长期从事科研和检测工作的基础上,给出了提升真空管的产品性能可从玻璃管生产优化、新涂层开发、真空性能加强、技术创新、先进设备开发、标准修订等方面的建议。

U型管式相变蓄热真空太阳集热管结构优化与性能分析

为提高相变蓄热真空太阳能集热器的热性能,针对相变填充材料固态时传热性能低、集热管释热效率低等问题,提出一种新型的带有一体化轴向双翼翅片结构的U型管式相变蓄热真空太阳集热管结构,分析在不同质量流量运行工况下翅片主要结构参数对集热管释热和蓄热性能的影响,得出最佳的翅片结构参数,并与两种传统结构的集热管性能进行对比分析。结果表明:对于外径为58 mm的玻璃真空太阳集热管,采用复合相变填充材料Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O+石墨(质量比92%∶8%)时,释热和蓄热性能最佳的翅片结构参数是翅片长度/翅片夹角为17 mm/60°;该最佳翅片结构能显著强化集热管内的传热性能,使集热管内相变填充材料的温度均匀性更好,使新型U型管式相变蓄热真空太阳集热管相较于圆翅片、无翅片结构形式的集热管,释热量最高可分别提高6.4%和112.6%,释热效率最高可分别提高6.4%和117.4%。

全玻璃SS-AlN金属陶瓷真空太阳集热管

不锈钢-氮化铝(SS-AlN)金属陶瓷太阳选择性吸收涂层于1995年在实验室制备成功,采用真空磁控溅射沉积。太阳吸收复合膜采用干涉吸收型膜层结构,由不同金属含量的两层金属陶瓷层组成吸收层。金属陶瓷吸收层采用在镀膜室中SS和Al金属靶,在溅射气体Ar和反应气体N2中同时溅射运行,SS靶非反应溅射沉积SS金属组分,Al靶反应溅射沉积AlN陶瓷组分。实验室沉积的SS-AlN吸收涂层的太阳吸收比高达94%～96%,室温辐射比3.5%～4.0%。皇明公司2001年开始产业化生产全玻璃SS-AlN真空太阳集热管。我们开发了立式集热管连续镀膜线,第一条镀膜线于2007年调试成功,投入生产。集热管镀膜线真空系统长约41 m,高约3 m。每条线日产约为1.8～2.0万支。

灰尘对全玻璃真空太阳集热管热性能的影响

全玻璃真空太阳集热管外部灰尘的累积会导致真空管集热性能不断降低,为了确定灰尘对全玻璃真空太阳集热管的影响,该文从累计太阳辐射与真空管连接水箱温差关系入手,首先对水平和倾斜45°安装的真空管各两根进行30d的闷晒,后对水平、倾斜管其中各一根进行除尘处理,随后将真空管分别以30°,42°,45°和50°倾斜安装,经过30 d的闷晒后,不做任何处理。研究结果表明,在相同的累计辐射下,除尘管最终得热量几乎不变,而未除尘水平、倾斜管则分别下降了0.98×104 J和5.24×104 J,各占其总得热量的2.11%和10.25%,说明灰尘对倾斜真空管影响较水平真空管更为显著;30 d闷晒后,30°,42°,45°和50°倾斜安装真空管最终得热量分别下降了13.8×104,4.91×104,5.90×104和6.22×104 J,各占初次测量总得热量的29.83%,10.99%,12.75%和11.90%,经假设检验后可知灰尘对30°安装真空管影响最为显著,其次分别为50°,45°和42°真空管。

真空太阳集热管的入射乘积因子

为了简化真空太阳集热管能量采集的计算 ,提出了真空太阳集热管入射乘积因子的概念 .描述了入射乘积因子的分布特点 ,并以北京为例 ,计算了真空太阳集热管采集的能量 .

不同朝向全玻璃真空太阳集热管的热性能比较

为了确定不同朝向全玻璃真空太阳集热管的热性能，从太阳累计辐射与真空管储水箱温差关系入手，对水平、倾斜以及垂直朝向的真空管进行了系列的试验。研究结果表明，自然循环时，不同朝向真空管具有不同的集热性能，测量日上午6：00-10：00，垂直真空管具有最高的集热性能，水平管最低，其他时间则是倾斜真空管最高，垂直管最低；倾斜真空管系统日总得热量为1．17×10^6 J，水平及垂直真空管系统总得热量分别为1．12×10^6 J和0．88×10^6 J，各占倾斜管总得热量的96．35％和75．56％。

平面漫反射板对真空太阳集热管能量采集的影响

提出了平面漫反射板对真空太阳集热管能量采集贡献的计算模型.计算结果表明,在垂直入射光线下,平面漫反射板对真空太阳集热管能量采集的贡献较大,且依其结构因子的不同而不同.

高温真空太阳集热管玻璃-金属熔封结构应力分析

从薄壳理论的基本概念出发,对玻璃-金属熔封结构的残余应力进行分析。以硼硅玻璃3.3-不锈钢熔封为例,计算熔封件半径、玻璃管厚度、金属环厚度对玻璃-金属熔封件的轴向应力分布的影响以及熔封长度对玻璃-金属熔封最大轴向应力的影响。在此基础上制备真空致密与封接强度较好的玻璃-金属熔封件。

全玻璃真空太阳集热管(器)寿命测试方法的分析

综述了太阳集热管(器)寿命研究及选择性吸收材料老化性能检测方法的研究进展,分析认为单盖板平板型太阳集热器寿命研究同太阳选择性吸收材料的老化性能的检测方法一样要考虑温度(循环)、湿度及环境气氛的影响,而全玻璃真空太阳集热管(器)在长期运行过程中则会发生惰性气体及水分通过罩管玻璃向夹层渗透、吸气剂的变化而降低夹层真空度,气体导热损失增大,涂层(镀膜)和基底材料的相互作用、罩管积灰(尘)及内管结垢等改变涂层(镀膜)的光学性能,进而导致热性能的降低。最后,提出全玻璃真空太阳集热管(器)的寿命研究并形成检测方法的基本思路。

全玻璃热管真空太阳集热管的自动化热性能测试系统的研发

根据国家新颁布的全玻璃热管真空太阳集热管国家标准,提出了一种全玻璃热管真空太阳集热管的自动化热性能测试系统,系统通过测试平台和传感器等硬件部分采集测试数据,由上位机软件部分自动处理数据和计算测试结果.该系统实现自动化测试,提高测试效率和准确度,具有实际的应用意义.

全玻璃真空太阳集热管发展简史

能对一个源是现代社会赖以生存和发展的物质基础，能源国家社会经济的发展乃至国家的安全都具有非常重要的战略意义。太阳能是可再生能源，是清洁能源。从自然条件来看，我国是世界上太阳能资源最丰富的大国之一．拥有得天独厚的自然资源条件。理论太阳能储量每年17万亿t标煤，是整个欧洲大陆的2倍。

三层玻璃同轴真空太阳集热管

经过近20年的发展,全玻璃真空太阳集热管在结构上没有变化,尺寸上主要是3种,φ37/φ47-1200、φ37/φ47-1500和φ47/φ58-1800(命名方式:内玻璃管直径(mm)/罩玻璃管直径(mm)一集热管长度(mm)),目前市场上以后两种居多.

怎样判断全玻璃真空太阳集热管的性能好坏

全玻璃真空太阳集热管（以下简称真空集热管）是当前我国太阳能热利用领域产量最大、使用最广、节能效果最突出的核心基础元件，其质量好坏直接关系到太阳能热水器和热水系统的性能。目前，国内生产真空集热管的厂家与品牌众多，技术水平参差不齐，价格高低悬殊。在宣传上，口径也很不一致，有些提法甚至是错误的，可能产生误导，我们必须以国家标准为依据。

全玻璃真空太阳集热管真空度测量及残气分析

全玻璃真空太阳集热管是接收太阳光能并转化为热能的关键部件。将集热管开管装置与四极质谱定量分析系统相连接,对新生产的、生产后存放一段时间的以及正常使用12a的全玻璃真空太阳集热管进行开管实验分析。计算、分析了集热管中的真空度以及残余气体成份,并对残余气体来源进行了分析。

国家标准《全玻璃真空太阳集热管》修订审定会召开

国家标准GB／T17049-1997《全玻璃真空太阳集热管》修订审定会于2004年9月23日在云南省丽江市召开。本标准修订的主要内容为：1．适当提高全玻璃真空太阳集热管及其材料的光一热性能参数；2．增加罩玻璃管直径Ф58mm为全玻璃真空太阳集热管；3．增加全玻璃真空太阳集热管的真空品质检测；4．增加了采用钢球进行机械冲击试验的内容。

我与铝-氮/铝涂层全玻璃真空太阳集热管共同走过的日子——"Al-N/Al"太阳选择性吸收涂层辉煌20年

20年前,清华大学殷志强先生从澳大利亚留学归来,在清华大学无线电电子学系和组内同志一起研制出直径大至暖瓶的具有铝-氮/铝涂层的全玻璃真空太阳集热管.为节约能源,改善环境,造福人民,他们将"溅射太阳能选择性吸收涂层及制造方法"发明专利(ZL 85100142.4)奉献给了国家.

“晒乐”牌全玻璃真空太阳集热管

由北京清华阳光能源开发有限责任公司生产的“晒乐”牌全玻璃真空太阳集热管，采用清华大学殷志强教授发明的“渐变铝一氮／铝太阳选择性吸收涂层”，集热效率高，太阳能吸收比超过91％。该真空集热管夹层之间保持着较高的真空度，可最大限度地减少由于热传导、热对流造成的热量损失。采用被称为“玻璃王”的“硼硅玻璃3．3”为原料，强度大，抗化学侵蚀性、光学性能、热稳定性、机械性能极佳。

真空太阳集热管磁控溅射镀膜机的自动化实现

一引言真空镀膜机是太阳能真空管生产的关键设备，随着自动化技术的发展，其工艺要求及自动化程度也越来越高。最初的真空镀膜机控制系统采用继电器控制，由模拟线路板及单片机等电路组成实现控制功能，因线路繁杂以及电子元器件的不稳定造成设备性能的不稳定，并且给维修工作带来很大困难，另外操作界面不直观，误操作现象时有发生。