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 - 5

width=167

ных поверхностей с черным хромом. В качестве подложки для черного никеля и черного хрома используются полированные металлы. На рис. 15 показано изменение отражательной способности р покрытия черным хромом в зависимости от длины волны % излучения

Наилучшие результаты получены с черным хромом на алюминиевой фольге (ас=0,964 и 8т==0,023) и с черным никелем на блестящей никелевой подложке (ас=0,96и 8т=0,11).

Рис. 15. Зависимость коэффициента отражения от длины волны для селективной поглощающей поверхности из черного хрома

; В настоящее время достигнуты значения степени селективности, т.е. ас/ет=10-ь20. При степени селективности 20—40 равновесная температура лучепоглощающей поверхности коллектора (без ее охлаждения теплоносителем) достигает 350—600°С. На остекление может быть нанесено антиотражательное покрытие из диоксида индия. На полированную поверхность металлического листа, обладающую высокой отражательной способностью и, следовательно, низким значением ет, можно нанести слой сажи, при этом коэффициент поглощения «с солнечного излучения возрастет до 0,96.

Способы получения селективных поглощающих покрытий. Наиболее простой способ получения селективной поверхности — это химическое окисление меди, используемой в качестве подложки hi других металлах, при этом получается поглощающий слой окиси меди. Рассмотрим способы нанесения покрытий из черного никеля и черного хрома на сталь с подложкой из блестящего никеля, который можно нанести в электролитической ванне, содержащей 180 г/л NiS04-6H;0, 40 г/л борной кислоты и 40 г/л КЧС^ при температуре бСС, рН=4 н силе тока 3,5—4,5 А/дм^. Черный никель нанося г в ванне, содержащей 65 г/л NiS04-6HsO, 20 г/л ZhSOi-TH^O, 30 г/л (NH4)2S04 и 11 г/л NHtCNS при температуре 25—30°С и плотностп тока 0,05—2 А/дм^. Покрытие из черного хрома представляет собой пленку, состоящую из мельчайших частиц металлического хрома в изолирующей решетке СггОз. При обычном способе нанесения этого покрытия требуется высокая плотность электрического тока (75—150 kjm) при температуре 10—15 "С, т. е. с охлаждением.

Разрабатывается способ нанесения, осуществляемый при 20—60 "С и плотности тока 7,5 А/дм^. Состав ванны для нанесения черного jfpoMa на мягкую сталь: СггОз —300 г/л,^аСОз —в количестве, достаточном для удаления всех ионов no4, сахароза — 3 г/л, фторси-ликат —0,5 г/л; температура 12—15°С, плотность тока 32—36 А/дм*.

Способы нанесения покрытий постоянно совершенствуются.

Для плоских солнечных коллекторов лучше всего подходят селективные черные поглощающиг краски.

Солнечные коллекторы с тепловыми трубами. В последние годы разработаны конструкции КСЭ с использованием тепловых труб. Как известно, тепловая труба представляет собой вакуумированное герметичное устройство в виде трубы или плоского канала с продольными канавками или капиллярно-пористым телом—фитилем на внутренней поверхности канала, частично заполненного рабочей жидкостью. При подводе теплоты жидкость в одной части тепловой трубы — в испарительной зоне — испаряется и образующиеся пары переносятся в-зону отвода теплоты (в зону конденсации), где они конденсируются, и по капиллярной структуре жидкость возвращается в зону испарения.

Возможен широкий выбор рабочих жидкостей, в частности могут использоваться дистиллированная вода.

width=332

Рис. 16. Конструкция солнечного коллектора с плоской тепловой

трубой:

— остеклевве; 2 —тепловая труба (испарительная зова); 3 — конденсационная зона; 4 —труба для отвода теплоты; У—теплоизоляция; * —корпус


ацетон и хладагенты при низких температурах. В тепловой трубе без фитиля, называемой термосифоном, возврат конденсата в зону испарения происходит под действием силы тяжести, поэтому тепловая труба этого типа может работать лишь при условии расположения зоны конденсации выше зоны испарения. Для КСЭ с тепловой трубой характерны: высокая плотность потока передаваемой теплоты и большая компактность устройства, передача теплоты в одном направлений — из зоны испарения в зону конденсации, отсутствие расхода энергии на перенос среды, передача теплоты при малой разности температур, саморегулируемость. Поскольку в низкотемпературных гелиотермических установках используются в основном плоские КСЭ, в них целесообразно использовать плоские тепловые трубы — термосифоны. Выбрав должным образом заполнитель, можно полностью исключить проблемы, связанные с коррозией и замерзанием системы. На рис, 16 показан пример конструктивного выполнения КСЭ с тепловой трубой. Масса КСЭ 25 кг на 1 м^ площади поверхности.

Вакуумированные стеклянные трубчатые коллекторы. Известно, что поддержание вакуума ниже 1,33 Па в пространстве между лучепоглощающей поверхностью абсорбера и прозрачной оболочкой наряду с одновременным применением селективных покрытий на поверхности абсорбера существенно повышает эффективность КСЭ благодаря почти полному исключению тепловых потерь путем теплопроводности и конвекции, с одной стороны,, а также повышению поглощательной способности и снижению потерь теплоты путем излучения, с другой.

Возможны различные варианты конструктивного выполнения вакуумированных стеклянных трубчатых коллекторов (ВСТК)- Некоторые из них показаны на рис. 17 (в разрезе) и 18. Внутри стеклянной оболочки / из высококачественного боросиликатного стекла диаметром 100—150 мм помещаются трубка для теплоносителя, лучепоглощающая поверхность, отражатель. Трубка может иметь U-образную форму (а и в) или представляет собой тепловую трубу (б и г). Внутреннее пространство оболочки вакуумировано. Отражатель может быть выполнен в виде фоклина (в), может составлять часть оболочки (г) или находиться в виде полос на боковых стенках вакуумированных труб, используемых в качестве прозрачной изоляции {д). В конструкции, показанной

на рис. 17, д, лучепоглощающая поверхность расположена под вакуумированными трубами и надежно соединена с трубками для нагреваемой жидкости, помещенными в теплоизоляцию. Обычно модуль коллектора включает ряд (до 10) стеклянных вакуумированных труб, присоединенных к общей трубе, по которой движется нагреваемая жидкость. Как правило, модуль помещается в теплоизолированный корпус. В конструктивном отношении слабым местом является узел соединений стеклянных и металлических деталей, имеющих различные коэффициенты линейного расширения при нагревании.

Итак, для повышения эффективности вакуумированных коллекторов используются селективные покрытия, отражатели и т. д. На внутреннюю поверхность верхней части стеклянной оболочки наносят покрытие, например из диоксида индия, обладающее хорошей отражательной способностью для теплового (инфракрасного) излучения и не влияющее на коэффициент пропускания коротковолнового солнечного излучения. На лучепоглощающую поверхность абсорбера наносят селективное покрытие

width=318

Рис. 17. Поперечное сечение вакуумированных стеклянных трубчатых коллекторов:

— стеклянная оболочка; ^ —трубка для нагреваемой жидкости; 3 —лучепоглощающая поверхность; 4 — отражатель; 5 — теплоизоляция


с большой величиной отношения осс/вт, например из черного хрома, благодаря чему снижаются оптические потери КСЭ и потери теплоты путем излучения и повышается КПД. Нижняя поверхность стеклянной оболочки может быть выполнена зеркальной. Отражающая поверхность может быть размещена под стеклянной оболочкой на небольшом расстоянии от нее. Это способствует повышению КПД солнечного коллектора благодаря использованию рассеянного излучения.

width=320

Рис. 18. Общий вид вакуумированного стекляннбго трубчатого кол-

лектора: -

t — вакууиировааная стекляавая оболочка; i — труба для нагреваемой жидкости; 3 — соединение металла со стеклом

В качестве теплоносителя используются различные среды, в частности вода, растворы органических веществ, силиконовое масло. Температура нагрева тепло-: носителя достигает 90—300 °С.

Коллекторы с прозрачной сотовой ячеистой структурой. В обычных плоских КСЭ практически невозможно получить температуру, превышающую температуру наружного воздуха более чем на 100 °С, из-за высоких потерь теплоты при повышенных температурах. Одни.м нз эффективных методов снижения потерь теплоты в КСЭ является применение прозрачной сотовой структуры, располагаемой между остеклением и лучевоспринимающей поверхностью абсорбера и обеспечивающей подавление конвективного и частично лучистого теплообмена. По своей конструкции структура напоминает пчелиные соты и состоит из продолговатых ячеек круглого, пря-

моугольного илп шестиугольного сечения, изготовленных

из стекла или пластмассы.

В КСЭ с прозрачной ячеистой структурой, предназначенной для подавления конвекции воздуха, можно нагреть теплоноситель до 250 °С. Материал для ячеек должен иметь небольшую толщину (0,5 мм), низкий коэффициент теплопроводности и низкую удельную теплоемкость. Диаметр ячеек не должен превышать 5 мм, а отношение их высоты к диаметру должно быть в пределах 5—15. Кроме того, материал ячеек должен выдерживать достаточно высокие рабочие температуры.

6. АККУМУЛЯТОРЫ ТЕПЛОТЫ

. Необходимость аккумулирования теплоты в гелиосистемах обусловлена несоответствием во времени и по количественным показателям поступления солнечной радиации и теплопотребления. Поток солнечной энергии изменяется в течение суток от нуля в ночное время до максимального значения в солнечный полдень (рис. 19, а)-.

width=355

Месяцы

а)

12 16 20 О Ч Время дн9,ч S)

Рис. 19. Годовой (а) и суточный (б) ход поступления солнечной энергии (Е) и тепловой нагрузки (Q), отопления и горячего водоснабжения

Поскольку тепловая нагрузка отопления максимальна в декабре — январе, а поступление солнечной энергии в этот период минимально (рис. 19, а), для обеспечения теплопотребления (Q) необходимо улавливать солнечной энергии (£) больше, чем требуется в данный момент (£]), а ее избыток (£2) накапливать в аккумуляторе теплоты. Запас энергии в аккумуляторе может быть рассчитан на несколько часов или суток при краткосрочном




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"