AT89C52槽式聚焦太阳能集热器的设计+CAD图纸(9)
寿命、制造工艺影响很大。集热管对玻璃主要有三方面要求：热效率，长寿命；满足各
种加工要求；能机械化大规模生产。为满足以上三方面的要求，要求玻璃具有良好的投
射性、良好的真空保持性、化学稳定性强、机械强度高、耐热冲击性好、热膨胀系数低、
抗酸性等特点。
经生产和使用证明，Pyrex 玻璃是目前国内外生产制造太阳能真空玻璃管的首选材
料。Pyrex 玻璃由美国康宁公司于 1915 年发明，当时商业名称为 Pyrex，所以一般将这
类玻璃都称为Pyrex玻璃，其主要成分为SiO2和B2O3，线膨胀系数为3.3×10-6
/℃，所以
也称为硼硅玻璃3.3。中国的商业牌号为BJTY 或GG-17。
可伐合金4J29由H.Scott等人在20世纪30年代研究成功， 其膨胀系数约为 （4.7~5.4）
×10-6
/℃，较接近硼硅硬玻璃，且具有优异的加工和焊接功能，因而广泛用于匹配金属玻
璃封接[14]
。
（2）Mo-Al2O3选择性吸收涂层
选择性吸收涂层是利用太阳辐射的波长范围（主要集中在 0.3~2.5μm）与物体热辐
射的波长范围（主要集中在2.5~30μm）不相同这一特性，可以在增强吸收体对太阳辐射
吸收（即高的太阳吸收比 α）的同时，减少吸收体向环境的辐射热损失（即低的发射率
ε）[15]
。
选择性吸收涂层的性能决定了集热管的最高工作温度和光热转换效率。 一般情况下，
要想达到高的太阳能吸收率并不难，难的是要在保持高的吸收率的同时又要保持低的发 槽式聚焦太阳能集热器的设计 13
学院 城市建设和安全工程学院 毕业论文
射率。
1990 年，以色列 LUZ 公司设计出一种新的涂层结构并成功溅射。这种涂层是先在
不锈钢表面溅射一层防扩散层 Al2O3，然后是一层红外线反射金属层 Mo，接着是由
Mo-Al2O3, Mo-SiO2组成的吸收层，最上面是一层 SiO2减反射层。该选择性涂层吸收率
达0.98，350℃下发射率在0.16~0.18之间。
所谓“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面（靶）,使固体原子（或分子）从表面射出
的现象。射出的粒子大多呈原子状态,常称为溅射原子。由于直接实现溅射的是离子,所以
这种镀膜技术又称为离子溅射镀膜[16]
。
（3）波纹管（膨胀节）
一般采用波纹管（也称膨胀节）进行膨胀补偿，解决金属与玻璃在温度改变时膨胀
量不同的问题。波纹管既要有良好的密封性能，还要有足够的柔性。真空集热管内保持
真空是关键，因而膨胀节必须密封良好，一般采用无缝不锈钢管制作。
膨胀节和可伐合金所占长度对于集热管而言是无效长度，减少了集热面积，影响到
管子的集热有效长度。为了增加集热管的有效聚光面积，需要在不影响封口质量的同时
尽量缩短可伐环和膨胀节的长度，为此要求使用更薄，波高更高的波纹管，并使用内膨
胀节替代外膨胀节。
内膨胀节的优势：局部增设了反射圈，以保护玻璃罩管和金属管的封接口，免受聚
焦的太阳投射辐射的损伤；缩短了波纹管的长度，使结构更加紧凑，增加了集热管的有
效使用长度，达到96%[9]
。
（4）线聚焦太阳能集热管用消气剂
放置消气剂或安装被动式真空泵来吸收真空集热管在工作过程中释放的少量气体。
常见的吸气剂有钡吸气剂、锆铝吸气剂、钯吸气剂。当空气进入真空部分时，钯吸气剂
将蒸发变白，很方便检测。
2.3.2 集热工质的选择
目前槽型抛物面聚光集热器可选用的集热工质有 3 种，即高温油、水、熔盐。以往