本發明專利技術公開了一種應用于太陽能熱水器的SiC?Si3N4太陽能吸收劑，由介質水、pH調節劑、納米粉末和分散劑配制而成；太陽能熱水器包括透明真空玻璃箱，用于盛裝配置好的太陽能吸收劑和導熱水管，進料口；將配置好的太陽能吸收劑的料漿加入到玻璃箱體中，太陽能吸收劑料漿，通過太陽光透過真空玻璃箱照射到料漿中，分散在水中的納米顆粒利用其表面效應高效的吸收太陽光，迅速提高水溫。主要解決現有技術中真空管之間無效的吸波間隙位置，真空管內管表面蒸鍍選擇性吸波材料，太陽能吸收率低，利用率低和蒸鍍工藝復雜，成本高，散熱快，隔熱效果不好的問題。本發明專利技術實現了太陽能的吸收利用85％?95％，實現過程簡單化，成本較低。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于太陽能熱水器集熱系統領域，尤其涉及一種應用于太陽能熱水器的SiC-Si3N4太陽能吸收劑。
技術介紹
目前，隨著“節能環保”理念逐步深入到人們的心中，像太陽能這樣的清潔能源越來越受到大家的歡迎，其中廣受歡迎的太陽能熱水器便很好的說明了這一點。太陽能熱水器是一種能夠將太陽光能轉化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們在生活、生產中的熱水需求的設備。市場上常見的熱水器按照結構形式分為：真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器。目前在國內應用最為廣泛的是真空管式太陽能熱水氣器，而國際上一般都是平板式的太陽能熱水器應用較多。真空管式太陽能熱水器是由：集熱器，儲熱桶，水管、支架及配件等部分組成。真空管是真空集熱氣的核心部件，是整個太陽能系統的發動機。其優劣性能直接決定了太陽能系統的性能和壽命。管內外玻璃間被抽成高真空，使對流和傳導熱損失降到最低。目前的太陽能熱水器多采用高效Al-N/Al吸熱涂層真空管集熱器，具有高太陽能吸收比和低發射比涂層，將吸收的太陽輻射轉換成熱能；利用冷水比重大于熱水比重的特點，在真空集熱器內形成冷水由上而下、熱水由下而上的水流循環，通過這樣的循環，使保溫水箱內的水溫逐漸升高。由于真空集熱管的真空夾層具有良好的保溫性能，圓柱形的吸熱層對太陽有自然跟蹤性，因此只要有太陽輻射真空集熱管就可以工作，即使在高冷地區，一年四季也可正常運行。但是，由于真空管太陽能集熱器是由若干根真空管組成的，管子之間存在著間隙，當太陽光照射到基板上時，有一部分太陽輻射照射到了兩真空管間的間隙位置，這對于集熱系統來說是一部分無效的能量，只有照射到真空管上的太陽光才能有效的被集熱器所吸收轉化為熱能。所以有效吸收面積小，太陽吸收利用率不是太高為60％左右。同時，真空管內壁外表面是利用高真空反應蒸鍍，磁控濺射等技術鍍上具有優異的長期穩定性的選擇吸收涂層，但是這種技術中涂層工藝比較復雜，成本較高。平板太陽能熱水器主要是由平板集熱器、儲水箱、水管、支架及配件等部分組成，其中平板集熱器是平板太陽能熱水器的關鍵部件，其熱性能高低是衡量熱水器好壞的重要指標。具有較高的熱效率。相比于真空管太陽能熱水器來說，平板太陽能集熱器卻是一個連續的平面，整個集熱器表面都可以接受太陽光。所以，在相同的采光面積和日照強度下，平板太陽能熱水器的日平均效率一般要高于真空管太陽能熱水器日平均效率6％以上。具有良好的承壓性能。組成大系統時性能穩定。但是平板式太陽能熱水器有一些缺點，平板太陽能熱水器的版芯不是真空，隔熱效果不是很好，自身散熱比較大，相較于真空管太陽能，其冬天散熱較快。由于其安裝需要全銅管連接，內部構造也均為銅件，所以從造價和安裝來說，前期投入要比真空管的大。西安利澳科技股份有限公司的專利技術“太陽能吸收涂料”(專利號2010106238566，申請公布號CN102134428A)中公開了一種用于把太陽能(光)轉變成熱能的太陽能吸收涂料,它提供了三種太陽能選擇性吸收涂料,該涂料由樹脂、吸收劑、體質顏料、助劑和溶劑配制而成,涂層顏色是由多種吸收劑(顏料)復配而成的,涂料的主要功能是把太陽能轉換成熱能,并具有一定的裝飾性,涂層顏色為棕紅色、深綠色及黑色,涂層對太陽光的吸收比為0.95。但是這種專利技術還是將吸收涂料應用于真空管壁涂層，在對集熱系統的結構方面沒有做改進，依然具有真空管式熱水器的太陽能的利用率低和造價高，工藝復雜的缺點。蕪湖市晨曦新型建材科技有限公司擁有的專利技術“太陽能吸熱材料”(專利號2015103912598，申請公布號CN105038551A)中公開了太陽能吸熱材料，包括以樹脂、固化劑、吸收劑、溶劑、助劑、吸收增強劑，他們是通過在涂料中添加2-溴-2-(2-氟苯基)-1-環丙基乙酮，與樹脂、吸收劑形成光學陷阱捕獲劑，對太陽能的吸收率可達到96-96.5％，發射率為0.2-0.25。但是這項專利主要屬于用于平板集熱器的太陽能吸熱材料。仍然在結構上還是存在平板集熱器的自身缺點。吸熱效率高，但是散熱比較大，隔熱效果差。綜上所述，目前國內市場上真空管式熱水器對太陽光的有效吸收面積小，在相同的采光面積和日照強度下，真空管太陽能熱水器對太陽光吸收利用率僅為60％左右；在玻璃內管外表面上采用高真空反應蒸鍍，磁控濺射等技術鍍上具有優異的長期穩定性的選擇吸收涂層，薄膜或涂層工藝比較復雜，成本較高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種應用于太陽能熱水器的SiC-Si3N4太陽能吸收劑，旨在解決目前國內市場上真空管式熱水器對太陽光的有效吸收面積小，在相同的采光面積和日照強度下，真空管太陽能熱水器對太陽光吸收利用率僅為60％左右；在玻璃內管外表面上采用高真空反應蒸鍍，磁控濺射等技術鍍上具有優異的長期穩定性的選擇吸收涂層，薄膜或涂層工藝比較復雜，成本較高的問題。本專利技術是這樣實現的，一種SiC-Si3N4太陽能吸收劑，所述SiC-Si3N4太陽能吸收劑由納米粉末、分散劑、分散介質、pH調節劑組成；按照質量比納米粉末：分散劑：分散介質：pH調節劑＝1～2:5:100:3；所述納米粉末為黑色納米SiC-Si3N4顆粒；分散劑為聚乙二醇PEG4000，分散介質是去離子水；所述pH調節劑由甲酸和氨水組成；甲酸和和氨水的配置體積比為1:1.5～3。進一步，所述甲酸純度≥88.0％；所述的氨水純度為25％～28％；所述pH調節劑的pH為8～10，采用表面活性劑聚乙二醇PEG4000作為黑色納米SiC-Si3N4顆粒在水溶液中分散的分散劑；所述黑色納米SiC-Si3N4顆粒的純度大于95wt％。進一步，所述黑色納米SiC-Si3N4顆粒的組分包括SiC和Si3N4，按質量比例計，SiC：Si3N4＝3:7或SiC：Si3N4＝4:6。本專利技術的另一目的在于提供一種所述SiC-Si3N4太陽能吸收劑的制備方法，所述SiC-Si3N4太陽能吸收劑的制備方法包括：每100g的分散介質中加入1g～2g黑色納米SiC-Si3N4顆粒，添加按質量比為0.4％～0.6％的分散劑，并添加甲酸和氨水作為pH調節劑，混合均勻，得到穩定的SiC-Si3N4納米太陽能吸收劑料漿。本專利技術的另一目的在于提供一種利用所述SiC-Si3N4太陽能吸收劑制造的太陽能熱水器。進一步，將SiC-Si3N4納米太陽能吸收劑料漿向安裝在太陽能集熱基板上帶有密封進料口的透明真空玻璃箱注入；注入的SiC-Si3N4納米太陽能吸收劑料漿完全淹沒透明真空玻璃箱內部的導熱水管。進一步，所述太陽能熱水器設置有：水箱，用于存放用水，通過水管將水引進用戶；支架，用于支撐整個熱水器；進料口，用于加入納米太陽能吸收料漿，加入料漿后用防腐蝕的耐溫塞子塞住，設置在透明真空玻璃箱的上部靠近側面位置；導熱水管，用于盛裝用水，將漿料吸收熱量傳遞到水管中的用水，進行冷熱水交換；透明真空玻璃箱，用于裝納米太陽能吸收料漿，通過進料口將料漿注入真空玻璃箱中，通過太陽光照射玻璃箱使其轉化為箱中納米太陽能吸收劑料漿的熱量。本專利技術的另一目的在于提供一種利用所述SiC-Si3N4太陽能吸收劑制造的太陽能集熱系統。本專利技術將現有真空管式熱水器中的真空管用抗高溫抗壓，防凍的玻璃導熱水管代替，集熱板上增加一個密封的帶有進水口的透明真空玻璃箱本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種SiC?Si3N4太陽能吸收劑，其特征在于，所述SiC?Si3N4太陽能吸收劑由納米粉末、分散劑、分散介質、pH調節劑組成；按照質量比納米粉末：分散劑：分散介質：pH調節劑＝1～2:5:100:3；所述納米粉末為黑色納米SiC?Si3N4顆粒；分散劑為聚乙二醇PEG4000，分散介質是去離子水；所述pH調節劑由甲酸和氨水組成；甲酸和氨水體積比1:1.5～3。
【技術特征摘要】
1.一種SiC-Si3N4太陽能吸收劑，其特征在于，所述SiC-Si3N4太陽能吸收劑由納米粉末、分散劑、分散介質、pH調節劑組成；按照質量比納米粉末：分散劑：分散介質：pH調節劑＝1～2:5:100:3；所述納米粉末為黑色納米SiC-Si3N4顆粒；分散劑為聚乙二醇PEG4000，分散介質是去離子水；所述pH調節劑由甲酸和氨水組成；甲酸和氨水體積比1:1.5～3。2.如權利要求1所述的SiC-Si3N4太陽能吸收劑，其特征在于，所述甲酸純度≥88.0％；所述的氨水純度為25％～28％；所述pH調節劑的pH為8～10，采用表面活性劑聚乙二醇PEG4000作為黑色納米SiC-Si3N4顆粒在水溶液中分散的分散劑；所述黑色納米SiC-Si3N4顆粒的純度大于95wt％。3.如權利要求1所述的SiC-Si3N4太陽能吸收劑，其特征在于，所述黑色納米SiC-Si3N4顆粒的組分包括SiC和Si3N4，按質量比例計，SiC：Si3N4＝3:7或SiC：Si3N4＝4:6。4.一種如權利要求1所述SiC-Si3N4太陽能吸收劑的制備方法，其特征在于，所述SiC-Si3N4太陽能吸收劑的制備方法包括：每100g的分散介質中加入1g～2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張顯，桂文華，衛云鴿，唐前林，賈巧英，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61
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