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平板太陽能集熱器光熱涂層裝備與品質

來源：成都新德南光機械設備有限公司 | 發(fā)布時間：2014-03-20 |

一、光熱涂層工藝與品質
 ；  ； 光熱涂層工藝種類：傳統(tǒng)電化學法制備光熱涂層工藝；有機材料噴涂法制備光熱涂層工藝；真空磁控濺射鍍膜法制備光熱涂層工藝。
 ；  ； 1.傳統(tǒng)電化學法制備光熱涂層工藝
 ；  ； 傳統(tǒng)電化學法制備的光熱涂層主要包括：陽極氧化鋁膜層、黑鉻膜層、黑鎳膜層、黑鈷膜層等。其膜層擁有較高的吸收比，耐鹽霧、耐老化等物化性能良好。但采用電化學法制備工藝，膜層厚度控制精度不高，導致膜層發(fā)射比相對不夠穩(wěn)定，整體光熱轉換性能不高，同時此工藝生產能耗大，易產生有毒有害物質，影響環(huán)境及人體健康。
 ；  ； 2.有機材料噴涂法制備光熱涂層工藝
采用有機材料噴涂法制備的光熱涂層擁有較高的吸收比，但是膜層的發(fā)射比相對較差，同時膜層的耐鹽霧、耐老化等物化性能也不夠穩(wěn)定，影響膜層整體品質。
 ；  ； 3.真空磁控濺射鍍膜法制備光熱涂層工藝
 ；  ； 采用真空磁控濺射鍍膜法制備的光熱涂層擁有極高的吸收比與較低的發(fā)射比；但傳統(tǒng)的磁控工藝膜系，膜層的鹽霧性能等物化穩(wěn)定性是其短板所在，而新型優(yōu)質磁控工藝膜系在保證高吸收比、低發(fā)射比的同時，極大提高了膜層的物化性能，使其真正成為高性能光熱涂層。
 ；  ； 二、涂層裝備與品質
 ；  ； 磁控濺射涂層裝備類型：批次式磁控濺射涂層裝備、片式連續(xù)性磁控濺射涂層裝備、卷對卷連續(xù)性磁控濺射涂層裝備。
 ；  ； 1.批次式磁控濺射涂層裝備
 ；  ； 批次式磁控濺射涂層裝備，主要采用傳統(tǒng)的真空爐，通過安裝在真空爐上的小型陰極對少量基材進行濺射鍍膜。此生產裝備相對投資較低，但設備產能低，設備產品批次間受人工手動操作影響，導致整體性能差別較大。
 ；  ； 2.片式連續(xù)性磁控濺射涂層裝備
 ；  ； 現階段的片式連續(xù)性磁控濺射涂層裝備多數由玻璃鍍膜生產線改造而來，其生產過程繁瑣，須將卷材裁切為條板后固定在托架上，然后進入真空腔室進行鍍膜，鍍膜完成后需從托架上將產品取出，再進行覆膜操作，因此其設備產能較低（實際年產能待驗證），同時生產設備龐大，耗能較大，一次性投入較高，涂層產品性價不高。
 ；  ； 3.卷對卷連續(xù)性磁控濺射涂層裝備
 ；  ； 卷對卷連續(xù)性磁控濺射涂層裝備，采用卷材直接鍍膜的生產工藝，避免了“批次式”與“片式”繁瑣的生產步驟，極大提高了產品的出材率，避免了批次間人為因素對工藝細節(jié)的影響，保證了涂層產品的質量。從產能上劃分此類設備主要包括：年產能在50~200萬平米的“真空—真空”型生產線和年產能在200萬平米以上的“大氣—大氣”型生產線。
 ；  ； 三、涂層裝備與品質
 ；  ； 1.“真空—真空”型卷對卷連續(xù)性磁控濺射生產線
 ；  ； “真空—真空”型卷對卷連續(xù)性磁控濺射生產線，其整個生產區(qū)間全部處于真空環(huán)境之中，避免了氣氛波動對整個工藝的影響，設備具有先進的真空、濺射、傳動、檢測及控制系統(tǒng)，充分保證了涂層質量的穩(wěn)定性。同時其生產線減少了真空過渡腔室及復雜的傳動系統(tǒng)，占地相對較小，極大降低了設備能耗及投入成本，是性價比極高的鍍膜設備。
 ；  ； 2.“大氣—大氣”型卷對卷連續(xù)性磁控濺射生產線
 ；  ； “大氣—大氣”型卷對卷連續(xù)性磁控濺射生產線，采用多梯段式真空腔體布局，卷材可由大氣環(huán)境通過多級真空系統(tǒng)進入真空環(huán)境進行鍍膜，鍍膜后產品再由真空環(huán)境傳送入大氣下進行檢測與覆膜。設備真空、鍍膜、傳輸、控制系統(tǒng)相對復雜，占地相對較大，適用于年產量200萬平米以上磁控鍍膜生產線。
 ；  ； 3.設備配置與品質
 ；  ； 涂層產品穩(wěn)定、可靠的品質是由涂層生產裝備的穩(wěn)定性、可靠性決定的，因此卷對卷連續(xù)性磁控濺射生產線須具有先進的真空、傳輸、磁控濺射、檢測、覆膜及控制系統(tǒng)。
 ；  ； 四、部分產品測試結果
 ；  ； 涂層產品在保證高吸收比、低發(fā)射比的同時，鹽霧性能作為涂層性能評價標準尤為重要，同時產品鹽霧后發(fā)射率對產品性能影響也極為重要，因此新國標制定時已計劃引入發(fā)射率衡量標準，即：PC函數。
 ；  ； 鹽霧實驗PC函數
 ；  ； 中性鹽霧試驗48h，測試試驗前后吸熱體涂層的太陽吸收比與熱發(fā)射比，建立評價函數PC，計算公式如下：PC=-Das+0.5△εn。
 ；  ； 其中：Das為太陽吸收比變化值，無量綱；△εn為法向發(fā)射比變化值，無量綱；0.5為熱發(fā)射比加權因子。
 ；  ； PC≤0.05時，其期望壽命可達25年。
 ；五、觀點及建議
 ；  ； 選擇優(yōu)良的工藝：優(yōu)良的工藝路線可以避免膜層短板，降低設備投資及生產成本，為市場提供高性價比的涂層產品。
 ；  ； 選擇優(yōu)良的膜系：磁控濺射膜系種類多樣，優(yōu)質可靠的膜系是優(yōu)質膜層產品的根本保證。
 ；  ； 合適的裝備：根據實際需要（如：產能、需求、投資）選擇合適的高性能生產設備，以保證優(yōu)質涂層的連續(xù)性生產。
 ；  ； 嚴謹的質量標準：在對吸收、發(fā)射比進行嚴格標準的同時，引入中性鹽霧實驗PC函數評價體系，以保證產品適應中國市場需求。
 ；  ； 六、發(fā)展前景
 ；  ； 近年來隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快、土地成本的增加，城市高層建筑越來越多，板式太陽能集熱器作為建筑構件可完美地與建筑一體化，是太陽能集熱器產業(yè)發(fā)展的必然趨勢與發(fā)展方向。平板熱水器市場份額已從2009年的不足5%,發(fā)展到2013年的大約10%；預計未來10年我國太陽能熱利用領域，板式太陽能集熱器市場容量有望快速遞增。