1598005349-cbdd2b750b348f5994382c5962e09db2 (811198), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Материалы для лучепоглощающей поверхности коллектора. При выборе конструкционных материалов для изготовления элементов гелиосистем необходимо учитывать их совместимость с рабочими жидкостями. При этом для предотвращения коррозии необходимо учитывать следующие рекомендации. Алюминий нельзя применять в случае прямого контакта с водопроводной водой (рН=5 — г9) без ее химической обработки и добавления ингнбитора коррозии. Он может применяться при прямом контакте с дистиллированной или денонизированной водой, содержащей ингибитор коррозии при условии отсутствия контакта с железом или медью, которые, обладая менее положительным электродным потенцпалом, образуют с алюминием гальванические пары. Кроме того, алюминий может работать с безводными органическими жидкостями. Скорость воды и водных растворов в трубопроводах не должна превышать 1,25 м/с.
Медь и ее сплавы можно применять при прямом контакте с дистиллированной и денонизированной водой или с водопроводной водой с низким содержанием хлоридов, сульфатов и сульфидов, а также с безводными органическими жидкостями. Медь нельзя применять в следующих случаях: 1) при прямом контакте с водными растворами с высоким содержанием сульфнда водорода, хлорндов и сульфатов; 2) при прямом контакте с водой и с водными растворами при скорости их движения более 1,25 м/с и прн рН до 5 С т а л ь рекомендуется применять при прямом контакте с дистиллированной и деионизированной водой или 157 с водой, содержащей ингибиторы коррозии (рН=8 —;12), при низком общем солесодержании. Ее нельзя применягь в прямом контакте с необработанной водопроводной во- дой, дистиллированной или деионизированной водой с рН более 12 или рН до 8.
Оцинкованную сталь (железо) следует применять для внутренней обшивки аккумуляторов теп- лоты с катодной защитой и с безводными органическими жидкостями. Ее нельзя применять в прямом контакте с водой н водными растворами, содержащими ионы меди или имеющими рН более 12 илп рН да 8, а также при температуре воды выше 55 'С. Нержавеющая сталь должна обладать выс ким сопротивлением к питтинговой коррозии, межкр сталлнтной коррозии н коррозионному растрескивани в рабочих средах.
Ее можно применять при контак с безводными органическими жпдкостями. Во всех о тальных случаях выбор марки нержавеющей стали до жен быть основан на ее совместимости с конкретной жид кой средой. Пластмасса, резина, каучук, компози- ционные материалы хорошо совместимы с жид- кими теплоносителями — водой и другнмн жидкостями. Однако масштабы их применения в гелиотехнике пока невелики. Материалы должны обладать следующими характе-: ристиками: хорошей устойчивостью к воздействию ультрафиоле-' тового излучения и атмосферных факторов — осадков,' загрязнений и т. пл способностью выдерживать колебания температур от! — 25 до 150 'С; достаточной механической прочностью и пожаро- безопасностью, Недостатки пластмасс: деградируют под действием.
ультрафиолетового излучения и не выдерживают высо- ких температур, которые могут развиться при отсутствии, теплоносителя в коллекторе. Выпускаемые в СССР плоские коллекторы солнечно" энергии имеют низкие оптико-теплотехнические характе ристнки, отличаются большой удельной массой (50 60 кг/м' при изготовлении КСЭ из стального штампова ного радиатора в стальном корпусе и 40 кг/м~ в алюм ииевом корпусе), Если применять пластмассы, каучу 158 резину и композиционные материалы, то масса коллекто,ов уменьшится до 5 — 10 кг/м'. В ФРГ и Франции выйускаются КСЭ пз синтетического каучука и оребреиных пластмассовых труб, выдерживающих как низкие (до 30'С), так и высокие (до 1!Π— !40'С) температуры, ие портящихся под действием ультрафиочетового излучения, имеющих высокую эффективность и низкую стоимость.
Себестоимость 1 кВт.ч производимой в пластмассовых КСЭ теплоты в !Π— 12 раз ниже, чем в металлических, и в 4 — 5 раз ниже, чем прн сжигании жидкого топлива или при использовании теплового насоса. Очевидно, нужно направить усилия на производство новых типов солнечных коллекторов нз современных материалов, включая полимерные и композиционные материалы. В низкотемпературных солнечных установках, предназначенных для получения горячей воды в индивн дуальных жилых домах, дачных поселках и на сельскохозяйственных объектах, а также для обогрева плавательных бассейнов, целесообразно использовать пластмассовые коллекторы, Некоторые конструкции подобных коллекторов будут описаны ниже. Материал прозрачной изоляции солнечных коллекторов.
Прозрачная изоляция предназначена для снижения тепловых потерь КСЭ и предотвращения попадания осадков внутрь него. Обычно используется один или два слоя прозрачной изоляции КСЭ, но могут также применяться КСЭ без прозрачной изоляции, а иногда и КСЭ с тремя слоями изоляции. Материал прозрачной изоляции должен обладать высокой пропускательной способностью для солнечной радиации (длнна волн от 0,3 до 2,5 мкм) и быть практически непрозрачным для длинно- волнового (более 3 мкм) теплового излучения, испускаемого поверхностью абсорбера. Обычно используется оконное стекло. Лучше всего применять стекло с низким содержанием оксидов железа, Стекло должно быть изолировано от металлических поверхностей с помощью резиновой П-образной прокладки и уплотнения во избежание его повренсдения или образования трещин в результате возникновения тепловых нап яжений.
льтернативным материалом прозрачной изоляции является полимерная пленка, обладающая, к сожалению, существенным недостатком, связанным с деградацией под действием ультрафиолетового излучения. Однако, — 60 —: —: — 1Π— ЗЗ Температура замерзания Т„„'С Температура кипения Т„а 'С Удельная теплоемкость Са кдж/(кг К) Теплопроводность К Вт/(м К) Вязкость, т, 1О-' и(/с !80 †3 110 106 4,187 1,4 — 2 1,5 — 2,1 0,16 0,13 3,3 0,13 0,43 0,026 0,42 0,68 !6,06 0,9 10— 50 м втц к! Материал Т, 'С р, «гтма Полнстирол Пеиополнуретан Пенопласт Полнвпиилхлорпд Полиметакрнлзмнд Мниерзльная вата Стекловолокио 0,035 0,028 0,03 — 0,08 0,035 0,029 †,035 0,038 0,036 80 100 150 !30 !60 200 300 0,02 0,035 0,4 — 0,7 0,04 — 0,08; 0,03 — 0,2 О,!45 0,12 11 — 675 учитывая ее низкую стоимость, ее все же целесообразно применять, Выше были описаны конструкции гелиосуши.
лок с применением полимерной пленки. В последующих разделах будет дана дополнвтельная информация по применению полимерных материалов для изготовления кол. лекторов. Полимерная пленка лучше (по сравнению со стеклом) пропускает солнечное излучение, поэтому при двухслойной прозрачной изоляции можно один слой стекла заменять полимерной пленкой, Для повышения срока службы пленки ее необходимо специально обработат 'с целью повышения стабильности по отношению к во действию ультрафиолетового излучения. Теплоизоляционные материалы для коллекторов. Те лоизоляциониый материал должен отвечать следующим требованиям.
Он должен иметь низкив коэфф!щиент теплопроводности )е, низкую плотность р, высокую температуру плавления, высокую сопротивляемость различным вредным воздействиям и влиянию погодных условий. Наилучшими теплоизоляционными материалами являют. ся пенополиуретан и полистирол, могут применяться та же минеральная вата и стекловата. Характеристики некоторых наиболее употребительны в конструкциях коллекторов теплоизоляционных ма риалов приведены в табл. 9. Таблица 9. Теплонзоляцнонные материалы Уплотнительные материалы и проклад.
ки. Для уплотнения стекла в корпусе солнечного кол. лектора лучше всего подходит силиконовая резина. Уплотнительные прокладки необходимо помешать с обеих сторон стекла. Для этого прокладка должна иметь П-образную форму с зазором для стекла. Материалы селективных покрытий. В гл. б подробно описаны селективные поглощающие по. крытия для лучепоглощающей поверхности солнечного коллектора и способы их получения.
Более детальные сведения содержатся в специальной литературе. Теплоносптели для солнечных коллекторов (табл. 10). В жидкостных системах горя- Таблица 10, Свойства теплоносителей для КСВ (пра 20 Ц чего водоснабжения и отопления в качестве теплоносителя в солнечном коллекторе нспользуготся в основном вода или незамерзающая гкидкость — антифриз.
В воздушных системах применяются коллекторы, в которых нагревается воздух. Вода как теплоноситель имеет определенные преимущества и недостатки в сравнении с воздухом. Вода имеет хорошие теплофизические свойства (теплоемкость, коэффициент теплопроводности, вязкость„ плотность), однако при отрицательных температурах наружного воздуха она замерзает в трубопроводах и других элементах гелиосистемы.
Поэтому необходимо принимать меры по предотвращению ее замерзания. Серьезнуго проблему представляет коррозпонная активность воды по отиошеншо к большинству конструкционных материалов. Воздух пе замерзает и не вызывает коррозии, но его теп- теплоты в твердых материалах (скальная порода, галька, гранит, бетон, кирпич) прн разностн температур 60'С составляет 14 — !7 Вт ч/кг, а в воде — 70 Вт ч/кг. Прн фазовых переходах вещества (плавленне — затвердевание) плотность аккумулирования значительно выше: лед (таянне) — 93, парафин — 47, гндраты солей неорганических кислот — 40 — 130 Вт ч/кг.
Свойства теплоаккумулнрующнх веществ приведеныв табл, 13 и 14. Таблица 14. Свойства теплоаякумулирующях веществ фазового перехода с т ! в 3 ! 4 5 ! 6 Неорганические вещества р гтсм Втт(м К) ° х, С, хджт (и'к> Эхтачьпии фььоього перехода хджтхг ~ Мдж>иь 9 ) !О Таблица 13. Свойства твердых и жидяих теплоакхумулирующих материалов Теплоахиумупирумжди спссоооость прв 67=-20 К, Мджумь С, хджт (хг К) р, тмь в 7(м к> 1000 3100 1000 4,!9 0,83 1,04 ?3,4 52,6 20,9 0,35 47,5 27,4 25 73,4 25 16,6 — 50,4 1,08 0,83 1,55 0,47 0',83 0,83 45,6 24,2 53,6 0,86 1,26 1,55 Галька Жидиий натрий Эвтеитичесхая смесь (16 ой НаХОь+ 54% КМО,) Вода (давлеиие 1 МПа) 0,69 79,5 Аккумулирование теплоты может осуществляться также в грунте, в частности, этот способ аккумулирования применяется в теплицах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
