СВОЙСТВА СЕЛЕКТИВНО-ПОГЛОЩАЮЩИХ ПЛЕНОК 2

РИС. 2.13. СТРУКТУРА СЕЛЕКТИВНО-ПОГЛОЩАЮЩЕЙ ПЛЕНКИ

РИС. 2.13. СТРУКТУРА СЕЛЕКТИВНО-ПОГЛОЩАЮЩЕЙ ПЛЕНКИ

1 - солнечное излучение (коротковолновое); 2 - низкотемпературное излучение (длинноволновое); 3 - пленка из черных полупроводников; 4 - полированная отражающая поверхность; 5 - металлическая подложка

Обычно у строительных материалов коэффициент поглощения солнечного излучения αs и коэффициент собственного теплового излучения поверхности ε различны, поэтому среди них найдется немало материалов с селективными свойствами. Например, у готового гипса αs низкий - 0,2-0,4 (а коэффициент отражения солнечного излучения ρs высокий); ε составляет более 0,9, т.е. близок к абсолютно черному телу, и этот материал, следовательно, неприемлем для изготовления коллекторов.

На рис. 2.14 представлены плотность потока солнечного излучения в зависимости от длины волны, а также спектральные распределения коэффициентов отражения поверхности, окрашенной в черный цвет, и селективно-поглощающей пленки. Поскольку солнечное излучение характеризуется длинами волн, не превышающими 3 мкм, а коллектор, нагреваемый до 100°С, испускает излучение, в основном лежащее в интервале длин волн 3-30 мкм, то в этом случае можно использовать теоретическую возможность создать поверхность коллектора, оптически селективную по отношению к разным длинам волн.

Итак, если рассматривать оптические свойства поверхности относительно одной определенной длины волны, то справедливо соотношение: αλ = ελ, αλ = 1 - ρλ.

В настоящее время при изготовлении селективно-поглощающих пленок для медных пластин используют черный хром и оксид меди; покрытия из оксида алюминия получают на алюминии методом электрохимического анодирования. Селективными свойствами обладает окрашенная сталь и др. Многие из этих материалов имеют αs = 0,9 - 0,94; ε = 0,1 - 0,15. Недавно появились также красители с селективно-поглощающими свойствами; их в основном используют для водонагревателей с низкой температурой теплоносителя, в связи с чем при значениях ε = 0,3 - 0,4 теплопотери за счет излучения не очень велики.

РИС. 2.14. СОЛНЕЧНЫЙ СПЕКТР И ОСОБЕННОСТИ СПЕКТРАЛЬНОГО ОТРАЖЕНИЯ СЕЛЕКТИВНО-ПОГЛОЩАЮЩЕЙ ПЛЕНКИ И ЧЕРНОГО ПОКРЫТИЯ

Eλ - плотность потока излучения; 1 - воздушная масса 2, наземный солнечный спектр; R - коэффициент отражения; 2 - спектральное отражение при нанесении на коллектор селективно-поглощающей пленки: αs = 0,933; ε = 0,1; 3 - спектральное отражение поверхности с черной краской: α = 0,96; ε = 0,96; 4 - особенности распределения отражения; λ - длина волны, мкм

РИС. 2.14. СОЛНЕЧНЫЙ СПЕКТР И ОСОБЕННОСТИ СПЕКТРАЛЬНОГО ОТРАЖЕНИЯ СЕЛЕКТИВНО-ПОГЛОЩАЮЩЕЙ ПЛЕНКИ И ЧЕРНОГО ПОКРЫТИЯ