全玻璃真空太阳能集热管

低真空 760~1 托
中真空
1~10-3 托
高真空
10-3×10-7 托
超高真空 ＜10-7 托
3、 真空的获得
a.低真空的获得：一般采用旋片式机械泵，工作的原理是基于变容作用，
用油来保持运动部件之间的密封，靠机械的办法，使某一密封空间的
容积周期性地增大（抽气）、缩小（排气），从而达到连续抽气和排气
的目的。工作的范围为 760~5×10-4 托。
b. 高真空的获得：一般采用油蒸气扩散泵，工作的原理是泵油经电炉
加热后，产生的油蒸气沿着泵芯导流管传输到上部各级喷嘴，蒸气流
在喷嘴帽处改变方向，由于喷嘴处的咽喉缝截面积很小，于是油蒸气
高速蒸气从喷嘴喷出，形成了定向运动的射流。若气体分子扩散到油
蒸气射流区域，与油蒸气分子发生碰撞，便得到了与油蒸气相同的运
反应气体（纯度、流量）
结构精度（泵芯等）
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油质（油质选择、氧化）
抽速
油量 油温
电源电压 加热功率
加热元件
水压 冷却系统
水循环
环温
溅射系统
湿度 室壁残膜
漏率 溅射电源 磁场 真空检测和控制系统
四、吸气剂在真空集热管中的应用
1.类型
蒸散型吸气剂 非蒸散型吸气剂
2.成分
钡铝镍 钡钛
3.蒸散
起蒸 6S 总蒸 12S
e.改变外加功率（这里主要功率） 当其它条件不变时，外加功率提高（或降低），膜层中 ALN 的量降
低（或提高），ALN-AL 膜的吸收性能提高（或降低），减反射性能降 低（或提高），同时膜的沉积速率提高（或降低）。 f.真空压强的影响
本底压强反映了真空室内杂质气体的含量，就保持不变。 溅射压强会使整个工艺放电电压提高（或降低），涂层的厚度及成分， 影响涂层质量；此外过高的放电电城市又对电源产生不良影响。
二、全玻璃真空集热管制造工艺流程
罩玻璃管切齐 内玻璃管切齐
一端烧圆头 一端烧圆头
接排气嘴 退火
退火
清洗烘干
清洗烘干
内玻璃管外表面沉积 太阳选择性吸收涂层
弹簧卡子清洗 吸气剂 小碟
点焊成形 点焊
装配点焊
罩玻璃管、吸热管和 带吸气剂的卡子组装
装箱
检验 蒸散吸 封离排 真空烘 环形封口 气剂 气嘴 烤排气 端退火
六、ALN-AL 涂层的制备技术
a. 磁控溅射的原理：在一定的真空状态下，将惰性气体（Ar）注入真
空室，电子在电场作用下获得能量，当能量超过气体电离能量时，
气体被电离，得到正离子。正离（Ar+）在电场中获得能量，撞击靶 材，铝离子被溅射出来，沉积在管子上。(氩气的作用：产生溅射需 要的撞击离子) b.磁铁的作用：由于带电粒子在磁场中运动会受到垂直于运动方向的 磁场力，带电离子会因此变直线运动为圆周运动。在电场和磁场的 共同作用下，带电离子（Ar+）沿着曲线轨迹冲向铝靶，增大了运动 的路程，增加了与氩气分子碰撞的几率，使得氩气分子在碰撞中发 生电离，从而增加了离子的数量。 C. ALN-AL 选择性吸收表面的结构作用 ALN-AL 选择性吸收表面的结构图： --------------------------------------- 减反射层 --------------------------------------- 吸收层 --------------------------------------- 减少基底热发射红外反射层 --------------------------------------- 金属-氮化铝粘结层 --------------------------------------- 玻璃基底 铝膜的作用：红外高反射 吸收膜的作用：吸收太阳辐射 减反射膜的作用：减少太阳光的反射，增加吸收。 d.改变 N2 的量 当其它条件不变时，N2/Ar 的比值增加，ALN-AL 膜中 ALN 的量增 加，ALN-AL 膜的吸收性能降低，减反射性提高；同时膜的沉积速率 降低。
“超级蓝色”集热管，太阳选择性吸收涂层的颜色为地中海蓝色，在 使用中颜色能保 20 年不变色，能适应在高温 400℃的条件下工作。使 用的 Optosol-Alpameter 检测仪，测量吸收玻管（内管）对太阳辐照 （AM1.5）范围内的 5 种不同波长的反射情况。测量程序根据测量结果 计算出太阳吸收率。并通过计算机软件进行处理数据，模拟调试工艺， 使太阳吸收涂层的品质得到不断的优化和提高。 d.国内独家采用触摸式无开关可编程自动化控制技术，此操作系统可以 有效控制勿操作，设定工艺参数后，如达不到规定的要求有自动保护 功能。对镀膜工艺进行自动控制，有效地控制工艺参数，保证真空度， 提高膜层质量。操作时有“自动”和“手动”两种方式供选择，一般 操作时全部选择“自动”方式，实现了生产过程的自动化。 e.公司与北京机械工业部自动化研究所合作开发并建成了国内首套排 气台计算机远程通讯自动监控系统，真正实现了产品质量计算机控制 数字化，使集热管的真空度有了可靠的保证。此监控系统根据排气质 量要求，对主要的工艺参数进行了控制，计算机以图表和报表的形式 进行采集，可任意检索历史报表，对生产出的每一支管子的质量都能 全部追溯到。 f.采用先进的环封技术和电退火系统，内外管封接牢固，内应力消除干 净，彻底解决了环封口部位易破碎、炸裂的难题，集热管在运输、安 装和使用过程中的破碎率降至最低。 g.公司引进世界先进的集热管的真空测量设备，模拟太阳光做集热管抗 老化性试验，总结出一套集热管的真空排气技术，更深一步提高集热
八、全玻璃真空太阳集热管技术参数
型号
SL-1200
SL-1500
(QB-AI-N-C/AI-37/47-1200-1) (QB-AI-N-C/AI-37/47-1500-1)
结构
全玻璃同轴双层圆管
全玻璃同轴双层圆管
玻璃热膨胀 系数
罩玻璃管 直径
内玻璃管 直径 玻璃管 厚度
罩玻璃管 透射比 真空集热管 长度 太阳选择性 吸收涂层
一、全玻璃真空太阳集热管发展及简介
1．发展 a. 1973 年世界上出现石油价格猛涨，“能源危机”、“石油危机”推出平 板式太阳能热水器。 b.我国 1979 年开始，近 20 多年来发展较快，清华大学无线电电子系研 制出全玻璃真空管集热器样机。 C.分为三个阶段：A.1979 年-1985 年科研与开发。B.1986 年-1992 年完 成国家“七·五”科技攻关课题，年产 3 万支至 15 万支。C.1993 年实 施国家重点产、学、研。 d. 2003 年，国内有 200 多家生产集热管厂，生产线达 400 条。 2．简介 a.原理简单，集热管象拉长的保温瓶一样。 b.质量要求严格，必须有好的吸热层，吸热层的吸收率要高，热反射率 要低，有好的保温防止热量向外对流，传递向外幅射。 c.一般要求吸收率 90%以上，反射率 9%以下。 d.材料为高硼硅玻璃，膨胀系数小于 3.3×10-7。
罩玻璃管与吸热管开 口端环形熔封
三、选择性吸收涂层质量和影响质量的主要因素：
选择性吸收涂层（膜）的质 量（太阳吸收比，热发射率，
颜色，膜的成分，结构）
工艺参数
工艺参数合适（通过设计计算和实验） 工艺控制稳定（计算机程序控制）
工作参数（本底真空，工作压强等）
材料
靶材
工艺参数 成份
工作气体（纯度、压强）
动方向和速度。由于油蒸气流密度远大于被抽气体密度，只要使油蒸
气流和泵壁之间保持相当角度，则气体分子大部分将被带到喷嘴下方。
这样，气体分子被油气流逐级向下推送、压缩，最后由前级泵抽出系
统。而油蒸气碰到冷泵壁后，被冷凝成液体，顺泵壁流回油锅继续循
环使用。工作的范围为 10-7~10-10 托的极限真空。
4.作用： a.在短时间内提高管内的真空度，有利于缩短排气时间。 b.吸除封离后管内剩余气体及器件在工作时处于高温状态下各部件所 放出的气体。 c.吸除器件启动和反常工作时的突发性放气，以保证器件内良好的真 空状态，延长使用寿命，提高器件可靠性。
五、真空知识 1、真空概念： a.“真空”是指在给定空间内，气体压强低于一个大气的气体状态，同 正常大气相比，是较为稀薄的一种气体状态。我们所说的真空是相对 的，绝对真空是不存在的。 b.真空的主要特点：与一个大气压相比，单位体积中气体分子的数目较 少；气体分子之间相互碰撞的次数较少；在单位时间内碰到某一表面 （如容器壁）上的气体分子数也比较少。 2、真空度量的单位和真空区域的划分 a.真空度量的单位：压强这个参数使用的多，最常用的是“毫米汞柱” 或“托”。1 托就是指在标准状态下 1 毫米汞柱对单位面积的压力。因 此，1 托=1 毫米汞柱。随国际单位的推行，正式确定“帕斯卡”简称 “帕”为气体压强的国际单位。1 帕=1 牛顿/米 2=7.5006×10-3 托≈7.5 ×10-3 托。压强和真空度是两个完全不同的概念。真空度高就意味着压 强低；反之，真空度低，压强就高。 b.真空区域的划分：
全玻璃真空太阳集热管生产技术知识
一、全玻璃真空太阳集热管发展及简介 二、全玻璃真空集热管制造工艺流程 三、选择性吸收涂层质量和影响质量的主要因素
四、吸气剂在真空集热管中的应用 五、真空知识 六、ALN-AL 涂层的制备技术 七、公司集热管生产介绍 八、全玻璃真空太阳集热管技术参数 九、全玻璃真空集热管生产设备
管的寿命。 3、 质保措施
公司是全行业第一个率先通过 ISO9000：2000 国际质量体系认证的 企业。建立了完整的质量保证体系，加强对原材料、半成品和成品的 过程检验工作，对关键工序的操作实行“工号”对应管理，保证产品 质量的可追溯性。我们参照镀膜管的国家标准，制定了高于国家标准 的企业内控标准，严把出厂检验关，保证用户使用的管子都是优质产 品。 4、产品类型
3.3×10-6/k 47mm 37mm 1.6mm 0.91 1200mm
磁控溅射铝-氮-碳/铝
3.3×10-6/K 47mm 37mm 1.6mm 0.91 1500mm
磁控溅射铝-氮-碳/铝
吸收率
0.93
0.93
发射率
0.06
0.06
真空度 空晒 温度 热损系数
P≤3×10-2Pa 220℃
ULT≤0.80W/(m2.℃)
七、公司集热管生产介绍
1、生产规模 公司现有 76 条全玻璃真空太阳能集热管生产线，年生产各类集热管
2200~2400 万支，为全国最大生产厂家之一，产品遍及全国各地并出口 德国、美国、奥地利、瑞士、南非、印度等十几个国家，成为出口欧 洲的免检产品。同时拥有自营进出口权，已通过 ISO9002 国际质量体 系认证，被国家科技部认定为“国家重点高新技术企业”。 2、 技术优势 a.公司采用本集团自产的优质高硼硅玻璃管，保证了集热管各项技术性 能达标。 b.玻璃管清洗使用去离子水清洗，去离子水的纯水电阻率达到＜10MΩ 以上，彻底清洗玻璃管的表面，充分使玻璃内管与太阳选择性吸收涂 层结合牢固。 c.引进德国帕拉迪格玛公司先进技术，聘任德国镀膜专家进行指导生产
公司可生产直径为Φ47mm、Φ58mm 和Φ70mm 三种规格的产品，长 度可生产 300-1950mm 各种长度的产品，以满足不同用户的需求。 5、现产品达到的水平 a.玻璃管材料高硼硅 3.3（Pyrex），管材透射比≤0.89，弯曲度≤0.12%。 b.太阳选择性吸收涂层的太阳吸收比α≥93%；太阳选择性吸收涂层的 半球发射比εh≤6%（70℃）。 c.真空夹层内的气体压强 p＜3.0×10-2Pa。 e.内管的未镀膜长度＜25mm，进一步扩大集热管的吸热面积， 降低热损系数。
P≤3×10-2Pa 220℃
ULT≤0.80W/(m2 .℃)
抗冰雹能力 直径 25mm 冰雹冲击不破损 直径 25mm 冰雹冲击不破损
耐压
1MPa
1MPa