Способы повышения эффективности 2

3.1. Оптические характеристики покрытия "черный никель"

Материал подложки

αs

ε

Медь

0,94 ... 0,96

0,1 … 0,12

Латунь

0,94 ... 0,95

0,08 ... 0,1

Нержавеющая сталь

0,93 ... 0,95

0,12 ... 0,15

Низколегированная сталь

0,93 ... 0,95

0,15 … 0,19

Алюминий

0,93 ... 0,95

0,12 ... 0,14

Металлизированное стекло

0,9 ... 0,92

0,11 ... 0,13

Наряду с применением селективных покрытий эффективность работы коллекторов можно повысить с помощью так называемых сотовых структур. Последние изготовляют из стекла или пластмассы и помещают в воздушном зазоре между поглощающей панелью и внутренним стеклом. Сотовые структуры состоят из ячеек, которые в плане имеют форму круга квадрата, прямоугольника или шестиугольника. В простейшем случае такая структура состоит из отрезков стеклянных труб. При высоте сот L около 50 мм и отношении высоты к эквивалентному внутреннему диаметру L/Di = 5 ... 10 сотовые структуры эффективно снижают тепловые потери путем конвекции и излучения.

Рассмотрим результаты испытаний двух плоских коллекторов с одинарным остеклением и неселективной поглощающей панелью, различающихся лишь наличием сот в одном из коллекторов. Соты выполнены из стеклянных труб внутренним диаметром 10 мм, высотой 70 мм и толщиной стенки 0,25 ... 0,3 мм. Результаты опытов по определению мгновенного КПД при угле падения солнечных лучей на плоскость коллекторов 6 ... 28° описываются следующими уравнениями (соответственно для сотового и обычного коллекторов):

Существенное влияние на характеристики плоских коллекторов с сотовыми структурами оказывают теплопроводность стенок сот и пропускательная способность сот по отношению к солнечному излучению. Оба эти фактора определяются главным образом толщиной стенок сот.

В последние годы был выполнен ряд экспериментальных и расчетных исследований влияния толщины стенок, высоты, соотношения размеров L/Di и материала элементов сотовой структуры на эффективность работы коллекторов. Результаты опытов по определению среднедневного КПД коллекторов с сотами (ηdh) и без них (ηdf) показали, что применение сотовой структуры дает эффект при толщине стенок сот 0,5 мм и менее. При δ = 0,11 мм КПД коллектора повышается на 31 %. Что касается материала сот, то коэффициент поглощения солнечного излучения у поликарбоната в 6 раз больше, а его теплопроводность в 4 раза меньше, чем у стекла марки "Пирекс". Это приводит к тому, что потери энергии вследствие поглощения солнечного излучения стенками сот из поликарбоната будут больше, а потери теплопроводностью меньше, чем у сотовой структуры из стекла.