1598005349-cbdd2b750b348f5994382c5962e09db2 (Индивидуальные солнечные установки [автор неизвестен]u), страница 6

14, б и в) с использованием стальных панельных радиаторов типов РГС или ЗС, имеющих площадь лучепоглощающей поверхности 0,62 — 0,72 м', массу от 32 до 36 кг (в алюминиевом корпусе) и стоимость 46 — 50 руб. за модуль. Абсорбер покрыт черной краской марок ПФ, НЦ, КО, ХВ или БТ с добавлением сажи. Коллектор имеет одно- нли двухслойное остекление и тепловую изоляцию.

Коэффициент теплопотерь при однослойном остекленин — около 10 Вт/(м' 'С), Объем произволства КСЭ на Братском заводе 100 тыс. Мз КСЭ в год. Планируется довести производство до 1 млн. м' в год и улучшить оптико-теплотехнические характеристики КСЭ, снизив коэффициент теплопотерь до 2,3 Вт/(м'.'С), Эв рубежом во многих странах организовано массовое промышленное производство коллекторов солнечной энергии.

Первое место в мире по количеству установленных КСЭ ззнимзют СШЛ, где общзя площадь коллекторов составляет (ио давным 1988 г.) 1О млн. м', втооое место — Японии (8мли. и' КСЭ), далее следуют: Израиль— 1Д5 мли и', Лвстрзлин — 1,2 млн м'. Нз одного жителя нриходитсв в Изрзнле 0,45, в Лвстрзлии — 0,08, в СШЛ, Греции и Швейнврии— 005 и' площвдн КСЭ. Повышение тепловой эффективности солнечнь)х коллекторов может быть достигнуто путем применения: коньентраторов солнечного излучения; селективио-поглоща- 3" 35 Рис. 14. )Кидкостные солнечные коллекторы Братского заиода отопительного оборудоваиип (а), КпевЗНИИЭП, ПО «Спепгелиотепло.

монтаж» (б) и ФТИ АН УЗССР (в): у — остекление; у — уплотнение герметиком: 3 — лучепаглщкввщая напели  — теплоиколяпия; 3 — корпус ющего покрытии абсорбера; вакуумнрования пространст ва внутри коллектора; нескольких слоев прозрачной изоляции; сотовой ячеистой структуры в пространстве между абсорбером и остеклением и антиотражательных покрытий на остеклении. В результате применения указанных методов снижаются тепловые потери коллектора и повышается его КПД.

Селективные поверхности для КСЭ; Наиболее эффективны «ый способ повышения КПД плоских коллекторов солнечн ечной энергии связан с применением селективнопоглощ ощающих покрытий. Второй способ состоит в изменении оптических свойств прозрачной изоляции с целью увели ичеиия ее отражательной способности р, по отноьчению к тепловому излучению абсорбера и пропуска- тель ельной способности т, для солнечного излучения, Селектнвные покрытия для лучепоглощающей поверхности солнечного коллектора должны обладать высоким коэффициентом поглощения ас коротковолнового солнечного излучения (короче 2 мкм), низкой излучательной способностью е, в инфракрасной области (длиннее 2 мкм), стабильной величиной степени селективности ас/ет, способностью выдерживать кратковременный перегрев поверхности, хорошей коррозиониой стойкостью, быть совместимыми с материалом основы и иметь низкую стоимость. Для идеальной селективно-поглощащающей поверхности сс,=1 и е,=б, а для идеальной прозрачной изоляции т.=! и р,=1.

Увеличение а, влияет на эффективность КСЭ в большей степени, чем аналогичное уменьшение е,, Однако получить высокое значение ас нелегко. Для черной краски а, не превышает 0,95, такое же значение имеет н е,. Селективные покрытия, как правило, представляют собой тонкопленочные фильтры, и при увеличении ссс за счет утолщения пленок одновременно возрастает е,. Самый распространенный тип селективных покрытий— это тонкие пленки на металлической основе, поглощавшие видимый свет и пропускающие инфракрасное излучение (ИК). С1ода, в частности, относятся покрытия из черного никеля и черного хрома, наносимые электро- химическим способом на подложку из никеля, цинка, олова илн меди.

Применяются и' другие способы нанесения покрытий этого типа. Селективные краски получают из прозрачных в ИК-областн полупроводников в виде мелкого порошка с большой порозностью для снижения эффективного коэффициента отражения поверхности. Покрытие черным хромом наиболее перспективно для получения требуемых оптических свойств и высокой теРмической стабильности при температурах до 400'С (в вакууме). Но плотность электрического тока при нанесении черного хрома почти в 100 раз выше, чем для черного никеля, отсюда и высокая стоимость селектив- ных поверхностей с чеРным хРомом.

В качестве подложки для черного никеля н черного хрома используются~ полированные металлы. На рис. !5 показано изменение' отражательной способности р покрытия черным хромом в зависимости от длины волны )с излучения Наилучшие результаты получены с черным хромоьи на алюминиевой фольге (а,=0,964 и е,=0,023) и с черным никелем на блестящей никелевой подложке -(а,=0,96 и е,=0,11). йд д,д др д,з д д,дйд 7 г Ч ддй) В л,мкгг Рис, 15. Зависимость коэффп.

циеита отражения от длины волны для селективной поглощающей поверхности из черн!- го хрома В настоящее время достигнуты значения степени сслективности, т.е. ас~вт=10 -20. При степени селективности 20 — 40 равновесная температура лучепоглощающей поверхности коллектора (без ее охлаждения теплоносителем) достигает 350 †600 'С.

На остекление может быть нанесено антиотражательное покрытие из диоксида индия. На полированную поверхность металлического листа, обладающую высокой отражательной способностью и,следовательно, низким значением е„можно нанести слой сажи, при этом коэффициент поглощения а, солнечного излучения возрастет до 0,96. Способы получения селективных поглощающих покрытий. Наиболее простой способ получения селективной поверхности — это химическое окисление меди, используемой в качестве подложки нз других металлах, при этом получается поглошающий слой окиси меди, Рассмотрим способы нанесения покрьпнй из черного нпкеля и черного хрома на сталь с подложкой из блестящего никеля, который можно нанести в электролитической ванне, содержащей !80г7л 5050т бызО, 40 г7л борной кислоты и 40 г/л %С!з при теппературс 50'С, рН=4 н силе тока 3,5 — 4,5 А/дм'.

Черный никель наносяг в ванне, содержащей 65 г7л 5650, 6НзО, 20г7л ЕпЯО, 7НзО, 30 г)л 1!ЧН,)зБО, и 11 гул МН„СХЗ при температуре 25 — 30'С и алотпостн тока 0,05 — 2 А7дм'. Покрытие из черного хрома представляет собой пленку, состоншую из мельчайших частиц металлического хрома в изолирующей решетке СгтОз При обычном способе нанесения этого покрытия требуется высокая плотность электрического тока (75 — 150 А/дмз) при температуре 10 — 15'С, т.

е. с охлаждением. зз абатывается способ нанесения, осуществляемый прн 20-60 С тности тока 7,5 А/дм'. Состав ванны для изнесения черного — а ра 12 — 15'С плотность тока 32 — 36 А)дмз Способы нанесения покрытий постоянно со р у с . Для плоских солнечных коллекторов лучше всего подходят селективные черные поглошаю|цне краски, Солнечные коллекторы с тепловыми трубами.

В последние годы разработаны конструкции КСЭ с использованием тепловых труб. Как известно, тепловая труба представляет собой вакуумированное герметичное уст- "! тво в виде трубы или плоского канала с продольными канавками илн капиллярно-пористым телоь— нутренней поверхности канала, частично заполненного рабочей жидкостью.

При подводе теплоты ,ндкость в одной час й части тепловой трубы — в испарительно зоне — испаряется и образующиеся пары переносятся в зону отвода теплоты (в зону конденсации), где они конденсируются, и по капиллярной структуре жидкость возвращается в зону испарения, Возможен широкий выбор рабочих жидкостей, в частности могут использоваться дистиллированная вода, р«щ 16. Конструкция 'солнечного коллектора с п плоской тепловой трубой: т бв,вспарвтельвав воввп 3 — вовдевсвчвов. à — ветевлеввы у — тевлрввв тру вспарв ВЛВ зова; 4 — труба ллв отвода теплоты! — теплоя 39 ацетон и хладагенты при низких температурах.

В тепловой трубе без фитиля, называемой термосифоном, возврат конденсата в зону испарения происходит под действием силы тяжести, поэтому тепловая труба этого типа может работать лишь прн условни расположения зоны конденсации выше зоны испарения. Для КСЭ с тепловой трубой характерны: высокая плотность потока передаваемой теплоты и большая компактность устройства, передача теплоты в одном направлении — нз зоны испарения в зону конденсации, отсутствие расхода энергии на перенос среды, передача теплоты при малой разности температур, саморегулируемость. Поскольку в низкотемпературных гелиотермических установках используются в основном плоские КСЭ, в них целесообразно использовать плоские тепловые трубы — термоснфоны.

Выбрав должным образом заполнитель, можно полностью исключить проблемы, связанные с коррозией и замерзанием системы. На рис, 16 показан пример конструктивного выполнения КСЭ с тепловой трубой. Масса КСЭ 25 кг на 1 м' площади поверхности. Вакуумированные стеклянные трубчатые коллекторы. Известно, что поддержание вакуума ниже 1,33 Па в пространстве между лучепоглощающей поверхностью абсорбера и прозрачной оболочкой наряду с одновременным применением селективных покрытий на поверхности абсорбера существенно повышает эффективность КСЭ благодаря почти полному исключению тепловых потерь путем теплопроводности и конвекцни, с одной стороны, а также повышению поглощательной способности и снижению потерь теплоты путем излучения, с другой. Возможны различные варианты конструктивного выполнения вакуумированных стеклянных трубчатых коллекторов (ВСТК).

Некоторые из них показаны на рис. 17 (в разрезе) и !8. Внутри стеклянной оболочки 1 из высококачественного боросиликатного стекла диаметром 100 — 150 мм помещаются трубка для теплоносителя, лучепоглощающая поверхность, отражатель, Трубка может иметь 13-образную форму (а и в) или представ. ляет собой тепловую трубу (б и г). Внутреннее пространство оболочки вакуумнровано.