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表1:中温吸热管35年前后尺寸对比
下面针对中温(非光热发电)吸热管的参考结构进行说明,方便行业专家讨论分析,提出优化降低成本的建议方案,提高性价比加速促进太阳能中温领域的技术优化适应性改进建议:
图2:吸热管结构参考图
1)波纹管连接段——焊接在金属内管上,利用其密闭性及可伸缩性,来保持吸热管夹层的真空及抵消部分由于热胀冷缩产生的应力;针对中温热利用部分是否可以考虑简化,也就是设计为一头固定的方案,考虑在每个集热器单元的两侧两支吸热管两端采用波纹管设计的方案,如此以来实现降低成本的目标,考虑设计130℃以下专用。
2)玻璃-金属过渡段——与金属波纹管和玻璃管封接在一起,由多段过渡玻璃及可伐合金组成。主要作用是实现玻璃和金属的匹配焊接过渡,并保证吸热管的密闭性,此种过渡方式可加大金属-玻璃的结合强度,大大提高该吸热管的使用寿命和安全性。有没有可能采用压封的方案,能够降低多少成本,影响多少产品使用寿命?
3)长效吸气剂——固定在金属管上,主要用来吸收管内部的气体,保持其真空度,减小集热管真空夹层内的空气密度,降低对流热损。
4)金属管——是一个吸热和导热管,两端留有连接法兰,金属管采用耐腐蚀、高热导性及高寿命的材料制造,管内流动着吸热介质。
5)玻璃管——与两端玻璃-金属过渡管封接,太阳光透过玻璃管照射到金属管上。
6)抽气口——位于玻璃管上,用于抽走集热管内部的气体,抽气结束后,要把该抽气口密封。
7)耐高温选择性吸收涂层——涂镀在金属管上,涂层的最高工作温度在300℃~500℃,可以使吸热介质产生更合适的温度,是否有可以镀膜金属管来代替吸热真空管的分析研究,或者考虑墙体吸热器的降低成本方案可行性。
8)增透膜涂层——涂镀在玻璃管内外表面上,以减小玻璃管对太阳光的反射率,增加透光率,以获得更大的太阳光利用率。
根据吸热管的结构内容,以适用性优化降低成本,避免统一按照高温光热发电产品的同一标准来做过度设计,基于中温热利用的温度集中在100-300℃范围。
考虑到清洁供热采暖领域,可以参考130℃以下的优化减配模式;如果针对工业蒸汽领域,考虑到吸热介质温度在130-285℃范围,再根据这个温度区间搭配合理方案,以达到优化合理技术满足应用要求。
吸热管自身的优化设计是各大制造商重点开发研究的内容,除了以上工厂内的优化降低成本方案,是否还会有其他的想象空间呢?
首先想到的是吸热管的支撑结构,既要保证满足支撑吸热管的功能,又要满足设计冷热吸热管不同工况下的热胀冷缩膨胀量的合理释放。目前市场上面相对较多还是以增加弹簧板的方式来实现膨胀变形难题。
当然对于吸热管的创新降本方案,除了从产品优化、支撑臂设计优化外,还可以从现场焊接安装施工等环节考虑降低成本方案,如何快速实现吸热管的安装保证现场焊接工作的高效质量保证等都至关重要。
也呼吁众多吸热管制造商从单纯的产品供货,向后延伸到能够提供产品安装施工等服务增项,做到吸热管产供装一条龙服务,为槽式中温太阳能热利用的快速发展向下走一步,让专业的吸热管产品最佳匹配到优化集热系统里面,发挥稳定的坚强功能。
目前,我国已成长为中温吸热管最大的制造国,也呼吁最大的吸热管制造国能够向最强的制造国转变,首先从外形尺寸开始,行动起来,为了太阳能中温的更大规模利用,给吸热管注入阳光创新的灵魂。
希望国内各大制造商能够加速自主创新,尽快推出适应未来不同温度区间的优质高效低成本的吸热管产品和服务。
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