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真空镀膜平板太阳能集热器应用前景 来源：中国太阳能工程 链接：/tech/36471.html 真空镀膜平板太阳能集热器应用前景 摘要 本文主要介绍了平板太阳能集热器的结构、特点以及平板太阳能集热器板芯选择性吸收涂层的几种制备方法 。真空磁控溅射制备选择性吸收涂层可以有效提高光热效率和涂层的使命寿命，具有膜层均匀、致密、生产环保等特 点适合连续式工业化生产。作为建筑材料，实现太阳能利用与建筑相结合，是新一代太阳能集热产品。 0 前言 在国际社会将二氧化碳、二氧化硫排放量的大小与国家对环境负责任形象直接相提并论的今天，节能减排已经是关 系到国家经济、生存环境是否可持续发展的大问题。发达国家的集热能量使用数据显示，年平均集热用水使用能量所 消耗的电力，占国家年度总电力消耗的1/4；加之世界传统能源的日趋减少。因此，使用高效、环保、可替代煤炭、 石油等传统能源来获取使用能量的技术，是目前亟待解决的问题。太阳能集热技术是将太阳辐射能通过太阳能集热器 表面膜层吸收后，直接转化为热能来加热其他使用介质。因其具有能量获取、使用的直接性和使用过程无二次污染的 环保性。太阳能必将成为未来世界能源舞台的主角，逐步补充和最终替代传统能源。使用太阳能集热器是目前解决我 国能源与环境问题的一个积极有效的辅助手段，平板太阳能集热器更容易实现与建筑物相结合，近几年呈良好上升趋 势，具有良好的市场前景。 1 平板太阳能集热器的结构与工作原理 现有真空管式太阳能集热器最根本的问题是真空管不能作为建筑板块整体结构与建筑相结合。因此，国外一些发达 国家和地区（北美、北欧、夏威夷等地区）平板太阳能集热器占市场92%以上，作为建筑材料，实现太阳能利用与建 筑相结合。平板太阳能集热器已被广泛应用于生活用水加热、泳池加热、工业用水加热、建筑物采暖与空调等诸多领 域。 1.1 平板太阳能集热器的结构 平板太阳能集热器一般由集热板芯、盖板、保温层和外壳4部分组成，其基本结构如图1所示。集热板芯采用铜铝复 合和全铜的材质。铜铝复合集热板芯由铜铝复合吸热翼片与铜质集热管连接而成。这种翼片的特点在于两面铝板中间 夹着铜管（排管），通过压碾复合工艺，使铜铝和铜铜之间紧密结合。而全铜集热板芯由铜箔集热板与布设在集热板 反面的铜质流体介质管（排管）通过超声波焊接组成。通过集热板芯上下两端的集管横向连接若干根排管构成流体通 道。四周采用咬缝工艺连接在一起，制成平板金属吸热体，底部用镀锌板和保温棉垫底，上部用玻璃板盖住，四周用 橡胶条密封。 真空镀膜平板太阳能集热器应用前景 来源：中国太阳能工程 链接：/tech/36471.html 1.2 平板太阳能集热器的工作原理 阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体（集热板芯）上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变 为热能，并传向排管通道中的工质。这样，从太阳能集热器底部机关入口的冷工质，在排管通道中被太阳能所加热， 温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从太阳能集热器的上端集管出口，蓄入贮水箱中待用，即为有用能 量。与此同时，由于吸热体温度升高，通过透明盖板和外壳向环境散失热量。盖板则允许可见光线透过，而红外热射 线不能透过的作用，使工质能带走更多的热量而提高太阳能集热器的集热效率。 太阳能集热板芯是平板太阳能集热器的核心部件，它的选择性吸收性能（αs—发射率）决定平板太阳能热水器的 热效率。 2 目前平板太阳能集热器板芯选择性吸收涂层的制备方法 随着太阳能热利用技术的发展，我国对选择性吸收材料的研究工作已有30多年的历史。涂层的制备工艺经历了从简 单喷涂到选择性的硫化铅、金属氧化处理。从化学溶液镀膜法到真空磁控溅射镀膜法的更新换代过程。化学溶液镀膜 法是指在溶液中利用化学反应或电化学原理在基底材料表面上沉积成膜的一种方法，它包括各种化学反应沉积、阳极 氧化、电镀等。采用化学溶液镀膜法制备的光谱选择性吸收涂层目前有铝条带上阳极化着色和铜条带上黑铬选择性涂 层。但和真空镀膜相比，其工艺复杂、手工操作多，工艺设计或生产控制不当，废液的处理容易造成一定程度的环境 污染。 目前国外公司采用电子束蒸发的方法将钛和石英在电子射线枪的作用下被气化，气化物在加入氮和氧化后发生化学反 应生成氮氧化钛，最后在金属（铜）带上沉积冷凝而成涂层。生产的钛系列TiNO