Заключение 7

Вторая из возможных конструкций фототермического коллектора выполнена на основе стеклянного трубчатого вакуумированного коллектора, у которого селективное покрытие на поверхности внутренней стеклянной или металлической трубки заменено на кристаллические или пленочные солнечные элементы с поверхностью, имеющей низкую излучательную способность. При металлической внутренней трубке в конструкции такого коллектора можно использовать тепловые трубы из металла (с сетчатым наполнителем и органическим или пароводяным теплоносителем внутри), представляющие собой устройства, способные практически без потерь передать тепловой поток с одного конца трубы на другой, причем их может разделять расстояние более 1 м. При применении тепловых труб вместо или внутри внутренней металлической трубки коллектора теплосъем осуществляется с концов тепловых труб, выведенных за пределы внешних стеклянных оболочек, что облегчает и упрощает конструкцию коллектора в целом, особенно если он состоит из нескольких десятков или сотен труб. Однако использование внутренних стеклянных трубок вместо металлических тоже имеет свои преимущества, превращая конструкцию в полностью стеклянную, свободную от дефицитного металла, и избавляя тех, кто эксплуатирует такие устройства, от необходимости бороться с коррозией металлов. При полностью стеклянном вакуумированном коллекторе теплоноситель проходит по внутренней стеклянной трубке, куда могут быть введены также направляющие поток теплоносителя полимерные трубки малого диаметра. Коэффициент усвоения солнечного излучения рабочей поверхностью вакуумированного фототермического коллектора достаточно высок - не менее 70 - 75%, однако у него имеется серьезный конструктивный недостаток - низкий коэффициент заполнения световоспринимающей площади, например в здании - площади крыши. Слишком много места (даже при плотном, близком друг к другу расположении стеклянных трубок) занимают вакуумированные зазоры между внешней и внутренней трубкой. Этот недостаток вакуумированных фототермических коллекторов может быть преодолен нанесением на тыльную половину внутренней поверхности внешней стеклянной трубки отражающего слоя алюминия, который будет выполнять роль встроенного в коллектор концентратора солнечного излучения, направляющего к внутренней поглощающей излучение трубке дополнительное количество энергии. Такой концентратор солнечного излучения будет к тому же изолирован от воздействия неблагоприятных климатических факторов и на его поверхность не надо наносить защитные слои.

Разработана модификация вакуумированного фототермического коллектора, отличие которой от конструкции, рассмотренной выше, состоит в том, что солнечные элементы расположены не на поверхности внутренней трубки, а внутри нее, причем вся полость внутренней стеклянной трубки заполнена прозрачной светостойкой кремнийорганической жидкостью. Солнечные элементы генерируют электроэнергию, поступающую через электрические выводы коллектора к потребителям внутри жилого дома. Накопленное элементами тепло передается кремнийорганической жидкости, а от жидкости - теплоносителю (воде или антифризу), проходящему через жидкость по полимерным трубкам. Тепловое излучение от внутренней трубки в данной конструкции резко уменьшено благодаря нанесенному на ее поверхность селективному покрытию с малой излучательной способностью, одновременно прозрачному в спектральной области солнечного излучения.

Такая конструкция фототермического коллектора сложнее других, однако у нее имеется весомое достоинство: кремнийорганическая жидкость выполняет (до некоторой степени, конечно) обязанности аккумулятора тепла, сглаживая резкие скачки в выработке тепла, которые наблюдаются у коллекторов других типов при переменах погоды и изменениях освещенности (затенение солнца тучами).