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平板家用太阳能集热器涂层吸热体现状与进步

清华大学殷志强教授发言:平板太阳能集热器吸热体现状与进步

1、历史:太阳选择性吸收涂层

1-1普朗克定律1900年,物体辐射波长谱与温度关系。1955太阳能光热会议,美国,ISES第一年,提出与实践

1955在美国凤凰城会议H.Tabor(右)展览的太阳选择性吸收表面与平板集热器
1-2又一个55年

1955-1980主要研发期,1979中国太阳能学会成立,世界进入产业化期;1980-2010,研发、应用与低温产业化,高温研发与示范期;2005-2020高品质吸收涂层的发展与产业化,应用国际化。

2、太阳选择性吸收涂层光谱选择性波长0.3~50.0微米


2-1涂层光-热性能参数

吸收:太阳吸收比(AM1.5)-高好

发射:热发射比-低好

3

3-12013年中国光热产业联盟对平板吸热体涂层的抽测与结果

(1)技术组:

谢光明罗振涛何涛贾铁鹰高文峰霍志臣殷志强

(2)提出试验方法

(3)北京国家热水器中心与昆明国家热水器中心

(4)抽测16个样品,覆盖多种涂层的工艺方法

3-2GB/T26974-2011《平板型太阳能集热器吸热体技术要求》

GB/T26974-2011中6.6与7.6吸热体耐盐雾试验后,涂层、基材、及焊缝应无裂纹、起泡、剥落及腐蚀。

吸热体基材的发展:主要份额是纯铜与铝。铜贵,铝又比重小,成本低,铝的份额已超过了铜,带动了吸热体与铜管-水质的流道的焊接技术,超声波与激光焊接,以提高导热性能。

3-3吸热体耐盐雾试验样品

(1)在用于平板型太阳能集热器吸热体上的条带上截取40mm×40mm的试片;
企业提供的条带面积,应不少于可裁制12块试片;

(2)可以有两种基材的涂层参与试验,铜与铝,企业提供铜与铝材料的牌号,化学成分;

(3)耐盐雾试验试片不做划痕。

3-4试验溶液的配制

(1)采用符合GB/T6682中规定的至少纯度为三级的水;

(2)采用分析纯氯化钠;

(3)试验溶液质量浓度为(50±5)g/L

(4)喷雾收集量为(1~2.5)mL/h。

3-5试验片的状态调节

试验片应在温度(23±2)℃和相对湿度(50±5)%、具有空气循环、不受阳光直接曝晒的条件下,状态调节至少16h,然后尽快投入试验。

3-6盐雾试验

(1)盐雾箱内的温度为35±2℃,工作压力1公斤;

(2)盐雾试验48h;

(3)盐雾试验后用纯度为三级的水冲洗、晾干。

3-7盐雾试验的工作

(1)盐雾试验前后分别拍照存档;

(2)盐雾试验前后分别测R~(0.3-2.5m),计算太阳吸收比(AM1.5)。注明分光光度计型号,积分球尺寸,制造商

(3)盐雾试验前后分别测法向发射比n(80℃),注明法向发射比测试仪器型号,制造商。

4、结语

我们已掌握选择性吸收涂层的设计、计算与优化方法,涂层的制备方法,试验方法与测试方法。

对耐盐雾的机理,在膜系与制造方法上有较深入的认识与实践。

从技术到装备国产化有很大的进展,在不远将来涂层性价比优于发达国家的产品,也将改变平板集热器吸热体国际市场的格局。

2013年平板集热器约占10%的国内销售量,易与建筑结合,能承压,但冬季热性能变差,金属材料价格国际化的约束,国内产能不低,要提高性能与质量,增强市场竞争力。平板份额还会逐步增长。
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