Как обустроить мансарду?



Как создать искусственный водоем?



Как наладить теплоизоляцию?



Как сделать стяжку пола?



Как выбрать теплый пол?



Зачем нужны фасадные системы?



Что может получиться из балкона?


Главная страница » Энциклопедия строителя

содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33]

страница - 25

с водой, содержащей ингибиторы коррозии (рН = 8-^12), при низком общем солесодержании. Ее нельзя применять в прямом контакте с необработанной водопроводной водой, дистиллированной или деионизированной водой с рН более 12 или рН до 8.

Оцинкованную сталь (железо) следует применять для внутренней обшивки аккумуляторов теплоты с катодной защитой и с безводными органическими жидкостями. Ее нельзя применять в прямом контакте с водой и водными растворами, содержащими ионы меди или имеющими рН более 12 или рН до 8, а также при температуре воды выше 55 °С.

Нержавеющая сталь должна обладать вые КИМ сопротивлением к питтинговой коррозии, межкрй сталлитной коррозии и коррозионному растрескивани! в рабочих средах. Ее можно применять при контак с безводными органическими жидкостями. Во всех о тальных случаях выбор марки нержавеющей стали до. ^ жен быть основан на ее совместимости с конкретной жид кой средой.

Пластмасса, резина, каучук, композиционные материалы хорошо совместимы с жидкими теплоносителями — водой и другими жидкостями. Однако масштабы их применения в гелиотехнике пока невелики.

Материалы должны обладать следующими характеристиками:

хорошей устойчивостью к воздействию ультрафиолетового излучения н атмосферных факторов — осадков, загрязнений и т. п.;

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 высоких температур, которые могут развиться при отсутствии теплоносителя в коллекторе.

Выпускаемые в СССР плоские коллекторы солнечнойд энергии имеют низкие оптико-теплотехнические характе: ристики, отличаются большой удельной массой (50 60 кг/м2 при изготовлении КСЭ нз стального штампова ного радиатора в стальном корпусе и 40 кг/м^ в алюмл ниевом корпусе). Если применять пластмассы, каучу*

резину и композиционные материалы, то масса коллекторов уменьшится до 5—Юкг/м^. В ФРГ и Франции выпускаются КСЭ пз синтетического каучука и оребренных пластмассовых труб, выдерживающих как низкие (до __30°С), так и высокие (до 110—140 °С) температуры, не портящихся под действием ультрафиолетового излучения, имеющих высокую эффективность и низкую стоимость. Себестоимость 1 кВт-ч производимой в пластмассовых КСЭ теплоты в 10—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 из современных материалов, включая полимерные и композиционные материалы. В низкотемпературных солнечных установках, предназначенных для получения горячей воды в индиви.-дуальных л<илых 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 (длина волн от 0,3 до 2,5 мкм) и быть практически непрозрачным для длинноволнового (более Змкм) 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 повреждения или образования трещин в результате возникновения тепловых напряжений.

Альтернативным материалом прозрачной изоляции является полимерная пленка, обладающая, к сожалению, существенным недостатком, связанным с деградацией под действием ультрафиолетового излучения. Однако,


учитывая ее низкую стоимость, ее все же целесообразно применять. Выше были описаны конструкции гелиосушнлок с применением полимерной пленки. В последующих разделах будет дана дополнительная информация по применению полимерных материалов для изготовления коллекторов. 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 лоизоляцнонный материал должен отвечать следующим требованиям. Он должен иметь низкий коэффициент теплопроводности Я, низкую плотность р, высокую температуру плавления, высокую сопротивляемость различным вредным воздействиям и влиянию погодных условий. Наилучшими теплоизоляционными материалами являются 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. Теплоизоляционные материалы

Материал

X, Вт/(м.К)

Т, "С

р, кг/м»

Полистирол

0,035 ,

80

0,02

Пенополиуретан

0,028

ЮО

0,035

Пенопласт

0,03-0,08

150

0,4—0,7

Поливинилхлорид

0,036

130

0,04-0,08

Полиметакриламид

0,029-0,035

160

0,03—0,2

Минеральная вата

0,038 .

200

0,145

Стекловолокно

0,036

300

0,12

Уплотнительные материалы и прокладки. Для уплотнения стекла в корпусе солнечного коллектора лучше всего подходит силиконовая резина. Уплотнительные прокладки необходимо помещать с обеих сторон стекла. Для этого прокладка должна иметь П-об-^ разную форму с зазором для стекла.

Материалы селективных покрытий. В гл. 5 подробно описаны селективные поглощающие покрытия для лучепоглощающей поверхности солнечного коллектора и способы их получения. Более детальные сведения содержатся в специальной литературе.

Теплоносители для солнечных коллекторов (табл. 10). В жидкостных системах горя-

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

S

Углеводородгя

DQ О 0!

Показатель

§о

аромати-

парафи-

1

«

о

11

ческие

новы?

Температура

0

_

-36

-зз

_

-60

. —

замерзания

J зам, ^

180—340

Температура

100

по

106

кипения Гкяп,

°С

Удельная теп-

4,187

1,005

3,3.

.3,6 \

1.4-2

1,5-2,1

1,8—2,6

лоемкость Ср,

кДж/{кг-К)

0,13

Теплопровод-

0,68

0,026

0,43

0,42

0,16

0,13

ность Я,,

Вт/(м-К) Вязкость, V,

0.9

16,06

3,4

5

10-

9-50

1-60

10-« м7с

50

чего 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 н 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 теп-


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.

Свойства теплоаккумулирующих веществ приведены-в табл. 13 и 14.

Таблица 13. Свойства твердых и жидких теплоаккумулирующих

материалов

Материал

р, кг/мз

С, кДж/ (кг. К)

к,

Вт/(и.К)

Теплоаккумулирующая

способность при ДГ=20К. МДж/м» .

Вода (давление 0,1 МПа)

1000

4,19

0,6

73,4

Камень (природный)

3100

0,83

52,6

Бетон (с легкими запол-

1000

1,04

0,35

20,9

нителями)

Железобетон

2200

1,08

1,56

47,5

Кирпич

1700

0,83

0,75

27,4

Древесина

800

1,55

0,21

25

Сталь

7800

0,47

58

73,4

Песок сухой

1500

0,83

0,58

25

Земля сухая

1000—

• 0,83

0,17—

16,6-50,4

2000 -

0,58

Галька

2640

0,86

1,7-4

45,6

Жндкнн натрий

960

1,26

67,5

24,2

Эвтектическая смесь

1733

1,55

0,57

53,6

(46 % NaNOs + 54 %

KNO3)

Вода (давление 1 МПа)

920

4,32

0,69

79,5

Аккумулирование теплоты может осуществляться также в грунте, в частности, этот способ аккумулирования применяется в теплицах.

В качестве материала для изготовления бака-аккумулятора обычно используют сталь или бетон. Бункер для слоя гальки может быть изготовлен из этих же материалов. Однако он также может быть изготовлен из толстой фанеры (12 мм) или досок, а каркас при этом делают из стального уголка. Изнутри обшивка должна иметь покрытие из полимерной пленки для обеспечения герметичности. В случае горизонтального расположения галечного

Таблица 14. Свойства теплоаккумулирующих веществ фазового перехода

Вещество

р, г/см»

Вт/(м.К)

С, кДж/ (кг. К)

Зитачьпня фазового перехода

°С

кДж/кг

МДж/м»

I

2

3 г *

5 1 6

7 1 8

9

10

Неорганические вещества

СаСи-бН.О Na.SO..I0H,O Na^lPO.-12H.O

Лаурииовая , Миристиновая Пальмитиновая

Стеариновая

Парафин

Октадекан

н-Эйкозан

29,2 32,4 35,2

44 54.1 6S 70,1

22 28 36,7

1,62 1,46

1,5

1,41

1,42

0,6 0,5 0.5

0,3 0,3

1.47 1,76 1.55

Органические кислоты

0,91 0,87 0,88 0,95

0,4

0,2

0,2

Парафины

0,9

036

0,77 0,79 0,78

0,3

0:2 0;1 0,2

1.6 1.8

1,67

2,91

2,1

2,01

1,47 3,31 3,18

2,26 2,73 2,3

2,17 2,21

172,5

251

279

175,3 187,8 184,5 200,3

187,8 244,2 247

258,1 345,2 403,2

159,6 162.8 162,9 191

144 194,1

192

Примечание. Свойства твердой фазы даны в графах 3, 5 и 7, а .жид-кой -г в графах 4, 6 и 8.___

аккумулятора сверху на слой гальки необходимо положить полимерную пленку, а на нее насьшать слой песка толщиной около 5 см. Это делается для того, чтобы предотвратить движение воздуха над слоем гальки. Кроме того, при большой длине аккумулятора необходимо установить вертикальную перегородку, которая обеспечит хорошее смывание частиц гальки потоком воздуха.

Стоимость теплоаккумулирующих материалов изменяется от 0,01 для гальки и 0,02 для бетона до 0,57 руб/кг Для жидкого натрия. Стоимость воды принимается равной 0.

20. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И МОНТАЖ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

Коллекторы солнечной энергии, как правило, изготовляются в заводских условиях, а на месте они монтируются на опорной конструкции. Однако простые коллек-




содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33]

© ЗАО "ЛэндМэн"