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。     

内聚光膜式全玻璃真空太阳集热管真空品质表征方法

本文计算了内聚光膜式全玻璃真空太阳集热管在烘烤排气过程中的排气量,提出了一种定量表征其真空品质的方法,然后通过集热管高温烘烤———加速老化实验对其真空性能进行了验证,首次利用内聚光膜式集热管高温烘烤过程中铝膜温度随老化时间的变化曲线表征其真空性能,且效果良好。实践表明,这种定量分析结合实验验证的方法表征内聚光膜式集热管真空品质是行之有效的。     

全玻璃太阳能真空集热管的镀膜技术

本文介绍用磁控溅射镀膜机制取的铜／不锈钢——碳质膜层的特点及膜的制取工艺。     

内聚光膜式全玻璃真空太阳集热管烘烤排气工艺研究

对内聚光膜式全玻璃真空太阳集热管进行了9组烘烤排气实验,通过对比各组集热管在烘烤排气过程中的排气量及分析高温烘烤——加速老化实验数据,得到了其烘烤排气最佳工艺参数.9组实验中,450℃/50min,450℃/40 min,450℃/30 min及400℃/50min四个工艺制作的集热管真空品质相差不多,优于其余五个工艺;单从集热管真空品质角度看,450℃/50min烘烤排气工艺最好,若从真空品质和制作成本两方面考虑,400℃/50 min是较好的工艺参数.     

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%。     

全玻璃真空集热管热损系数的理论计算和实验

本文根据热网络法原理,运用电子计算机计算了不同工况下全玻璃真空集热管加涂不同选择性吸收涂层的热损系数;应用非稳态卡计法原理,提出了热损系数的测试方法和计算公式,实测结果与理论计算相符,表明该方法简便、快速和可靠。最后提出了工程上应用性较强的热损系数经验计算公式。     

真空太阳能集热管烘烤排气高真空系统设计

试验证明X50烘烤排气台的抽真空性能明显优于X35烘烤排气台的抽真空性能。在装载集热管加热烘烤结束时,X35排气台和X50排气台的高阀处的真空度接近相等,为2×10-3Pa;在真空管道端部处的真空度,X50排气台的真空度为5×10-3Pa,X35排气台的真空度为1.7×10-2Pa,明显差于高阀处。根据流导计算和试验结果分析,设计的真空太阳能集热管烘烤排气台的高真空系统,提高了装集热管真空管道边缘处的真空度,缩短了装集热管真空管道边缘处的空恢时间,提高了装集热管真空管道边缘处的极限真空度,并能应急处理抽气时集热管炸裂的情况,最终提高真空太阳能集热管的使用寿命。     

太阳能真空集热管排气台的设计

本文介绍了太阳能真空集热管气台的设计要求与结构特点。     

真空玻璃集热管溅射α-C∶H/Al-N/Al吸收涂层的研究

用磁控溅射镀膜技术镀制太阳能集热管的涂层研究结果表明,用单一的铝靶极及氮气、乙炔气体等材料,经直流反应和非反应溅射,在玻璃管上镀制α-C∶H/Al-N/Al选择性吸收涂层,其太阳吸收比αS=0.93～0.94,半球向发射比εh=0.07～0.08,与Al-N/Al选择性吸收涂层相比,反应溅射阶段镀膜时间缩短了59%.     

热管的真空钎焊工艺及其在真空集热管上的应用

本文首先研究了真空钎焊条件对热管性能的影响,进而在最优条件下制作了热管及热管式真空集热管,并和市场上销售的产品进行了性能比较。在我们的实验条件下,最佳的热管真空钎焊工艺为:钎料成分为BAg44CuZn钎料,钎焊真空度为5×10-3Pa,真空钎焊功率为7.6 kW,钎焊间隙为0.08 mm。采用此工艺制作的热管其老化后的性能几乎不变,远优于市场上销售的热管,组装成热管式真空集热系统以后,其集热性能也比现有产品大为提高。     

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φ58×2100 mm全玻璃真空太阳集热管,80℃平均热损系数ULT仅为0.47±0.01 W/m2℃ (GB:ULT≤0.85 W/m2℃),比GB低0.38W/m2℃,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480 h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48 h,镜面消失率≤50％).     

磁流体太阳能集热器的温度和热流量特性的实验研究

由于磁流体有很好的吸热和传热特性，将其用作磁流体太阳能集热器的介质是很有应用前景的。设计了一个磁流体太阳能集热器用于温度和热流量特性试验，对2种磁流体进行了试验，结果显示：在磁流体静止不动的时候，磁流体太阳能集热器的磁流体温度可达60℃以上，最高的可达97℃；然而，当磁流体以5m的流速流动时，出口的最高温度仍可达65℃，热流量超过600W／m^2。另外，随着磁流体流速的加大，出口温度将会下降，而热流量则会增加，这对于太阳能集热器工作条件的选择（如温度和热流量的选择）有十分重要的意义。     

大型真空太阳集热管镀膜设备与工艺

介绍新型太阳集热管镀膜机及工艺,使太阳集热器的结构得到简化,无水箱、降低了成本使太阳集热器的热效率得到提高;真空集热管α=0.92～0.93 ε=0.06～0.08.并实现太阳能与建筑一体化的效果.     

Natural and semi-natural field exposure testing and analysis,on optical degradation of a building integrated unglazed solar collector surface

Durability is of great importance when considering sustainable energy systems. In turn it lays emphasis on assessing performance over time of energy systems and components. This paper presents a study on optical degradation of a building-integrated Unglazed Solar Collector (USC) surface, by exposing USC specimens to a natural and semi-natural field exposure test. Particular interest is devoted to the semi-natural field exposure test method evaluation, and the degradation of optical properties. The study showed that about 11 months of field exposure testing did not cause any significant optical (total solar absorptance and IR emittance) or material (surface coating) degradation; although measurements revealed a decrease in specular reflectance as diffuse increased. It was likely due to surface pollution that predominantly consisted of quartz. The study also showed that it is possible to achieve a considerable increased moisture exposure on test surfaces (semi-natural field exposure test), through a relatively simple cooling device (Direct-Air Peltier-Element) and rough control strategy.     

真空开关真空度在线检测系统的开发

真空开关内部气体压力是决定其电气性能的主要因素,灭弧室气体压力的劣化将降低真空开关耐受系统电压的能力.本文利用自行开发的电场探头研究了真空开关屏蔽罩电位的有效值与真空度之间的关系,得出了相应曲线.系统通过测量真空开关屏蔽罩的电位相对正常值的变化情况,并运用趋势检测方法和比较算法对检测数据进行综合分析,消除了由于电磁环境变化引入的误差.该方法由于综合考虑了真空开关屏蔽罩处电场的有效信息,诊断性能得到了较大的改善,为真空开关的在线检测提供了科学依据.     

高频无极灯真空系统的研究

高频无极灯的灯泡真空度高低，不仅关系灯光效的高低，而且影响灯的使用寿命，因此，灯泡真空系统的设计和抽真空系统的抽真空过程是灯泡生产工艺的关键环节，本文以典型的高频无极灯的高真空系统抽气为例，介绍了灯泡真空的抽气设备和抽真空的全部过程。     

Application of artificial bee colony algorithm for inverse modelling of a solar collector

This paper deals with the inverse analysis of a double-glazed flat-plate solar collector using the artificial bee colony (ABC) optimization algorithm. In domestic water heating, both low and high heat output from the solar collector is undesirable, so the solar collector is required to supply the hot water at a particular temperature only, which in turn requires a given distribution of heat loss factor. With this criterion, the present analysis is aimed at predicting feasible dimensions and configurations of a solar collector satisfying a prescribed distribution of heat loss factor using ABC algorithm. It is observed that many feasible alternatives of unknowns exist which satisfy a prescribed requirement, and using the ABC algorithm, the size of the solar collector can be minimised by 6–32% with reference to the existing records. The effects of changing ambient conditions are also studied. Furthermore, a comparative study of the ABC algorithm against other heuristic algorithms reveals its suitability and efficacy for the present estimation problem.     

TPH型真空炉测试方法改进

TPH型真空炉温度均匀性测试系统的温度补偿系统在长时间使用后存在温度补偿性能下降的问题,从而无法实现精确补偿,影响炉温均匀性测试结果。同时,加热设备控温热电偶测量端位置对设备性能有重要影响。本文从以上两个方面对TPH型真空炉测试方法的改进进行了论述。