Теплоносители для солнечных коллекторов

В жидкостных системах горячего водоснабжения и отопления в качестве теплоносителя в солнечном коллекторе используются в основном вода или незамерзающая жидкость - 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. Серьезную проблему представляет коррозионная активность воды по отношению к большинству конструкционных материалов. Воздух не замерзает и не вызывает коррозии, но его теплоты в твердых материалах (скальная порода, галька, гранит, бетон, кирпич) при разности температур 60 °С составляет 14 — 17 Вт∙ч/кг, а в воде — 70 Вт∙ч/кг. При фазовых переходах вещества (плавление - затвердевание) плотность аккумулирования значительно выше: лед (таяние) - 93, парафин — 47, гидраты солей неорганических кислот — 40 - 130 Вт∙ч/кг.

Таблица 10. Свойства теплоносителей для КСЭ (при 20 °С)



Показатель


Вода

Воздух

Этиленгликоль

Пропиленгликоль

Силиконовое масло

Углеводороды

ароматические

парафиновые

Температура замерзания Тзам, °C

0

-

-36

-33

-

-60 ÷ -10

-

Температура кипения Ткип, °C

100

-

110

106

-

180 - 340

-

Удельная теплоемкость Cp, кДж/(кг∙К)

4.187

1.005

3.3

3.6

1.4 - 2

1.5 — 2.1

1.8 - 2.6

Теплопроводность λ, Вт/(м∙К)

0.68

0.026

0.43

0.42

0.16

0.13

0.13

Вязкость ν, 10-6 м2

0.9

16.06

3.4

5

10 - 50

9 - 50

1 - 60