Самодельные селективные покрытия

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Без стекла основные потери просто в воздух. Ессно, разница мала.
Со стеклом разница будет гораздо больше.

 

Ради зимы все и затевается, и очень хочется верить. в полезность зимой, однако вот здесь http://www.svasti.ru/harakteristiki_selektivnyh_pokrytiy как раз говорится про 40С:
При сравнении характеристик черных матовых красок и селективных покрытий выясняется следующее:

• теплоприемник с черной матовой поверхностью и 2-мя прозрачными покрытиями имеет примерно те же характеристики, что и с селективным покрытием и одним стеклом;
• при достаточно высоких температурах, необходимых для приведения в действие абсорбционного охлаждающего оборудования (80°C), может потребоваться второе покрытие.
• при температурах солнечного коллектора ниже 65°C второе стекло поверх селективной поверхности существенно не влияет на рабочие характеристики коллектора;
• при рабочих температурах ниже 40°C применение селективного покрытия может не приводить к повышению КПД

К сожалению не имею практического опыта сравнения полезности селективности зимой.

 

Ну а видимо не анодированные сами слегка окисляются и это тоже может мешать меднению. Получается что алюминий перед процессом обязательно надо зачищать механически и основательно.
И еще разный он вроде бы бывает, алюминий. Тот же самый профиль для гкл, вроде зовется алюминиевым, а по факту черт его знает, начинает сам в купоросе с кислотой кипеть и розоветь без тока, если б просто кипел то можно списать на кислоту, но ведь и розовеет, впрочем с током чуть лучше розовеет, но в итоге получается больше смесь меднения и ржавчины, такое покрытие без тока не прочное и больше похоже на налет. Из чего могу предположить только что алюминия там или мало или он покрыт оцинковкой. Вобщем повозился с разными образцами алюминия и пока не очень результат, то вроде бы идет хорошо розовение, медленно, равномерно, но позже реакция идет как коррозия какая-то, появляются точки темные. Не простой процесс, попробую еще электролит порегулировать. Не получится - плюну на алюминий..

 

Профиль для гипсокартона, это же обычная сталь, оцинкованная. Какой там алюминий?

 

В теории мешать может, на практике природный слой окисла несколько единиц-десятков нанометров - достаточно, чтоб резко замедлить коррозию, но недостаточно, чтоб создать какие-то серьёзные проблемы гальванике (или вообще электрическому контакту).
При анодировании создаётся толстый (сотни нм) и плотный слой.
Но, ессно, зачищать старую поверхность и обезжиривать/мыть от грязи всё равно придётся.

Хотите убрать оксидную плёнку - обработайте щелочью. Щелочь тут рулит.

А зачем кислота-то, простите? Купорос сам по себе замечательный электролит. Понятно, почему кислоту применяют на производстве, но Вам-то зачем возиться с этой дрянью?
Всё ж раствор купороса - не такая мерзость, как раствор купороса и серная кислота.

Да, если наносят очень качественное, долгостойкое медное покрытие, то одним из шагов будет как раз оксидирование, но для наших применений-то не нужно ни прочности покрытия (его нужно только самую малость, чтоб пара сот нанометров оксида было), ни его толщины, ни целостности. Механических нагрузок там нет, окисления меди мы не боимся (мы сами собираемся её окислить), так нафига нам качественное плотное покрытие с одинаковой толщиной и т. п?

Сори, но это не алюминий, это Вы оцинковку и купили. Магнит поможет.

Алюминий не цинкуют. Он сам себе антикоррозийный, его та самая плёнка оксида защищает - любая царапина. зарастает прочным оксидом и процесс окисления останавливается (в отличие от того же железа, у которого оксиды рыхлые и газ пропускают далее).

Дык! Цинк Вы быстренько в электролите окислили и сняли - а голое железо, ессно, будет просвечивать "тёмными точками". Побольше подержите, пока весь цинк не слезет, так оно вообще ржавое будет от и до.

ИМХО: убрать кислоту, увеличить напряжение и ток (да, электролиз, водород, нагрев, но хоть цинк с оцинковки сползти не успеет).
Когда Вы погружаете оцинковку в электролит, Вы сооружаете из оцинкованой детали цинк-железную намертво закороченую батарейку (у цинка с железом контакт хоро-оший), которая начинает быстренько разряжаться.
Расходуется, ессно, цинк (как и задумано, ради чего и цинковали).

Можно только снизить время экспозиции и площадь контакта голого железа с тем же электролитом, что и цинк. Поэтому тампон для омеднения оцинковки, ИМХО, предпочтительнее.

 

Так, блин, я ж и говорю, что тут зависит не только от абсолютной температуры абсорбера, но и от разницы с улицей. Эти "40С" без привязки к уличной температуре - как из анекдота про летящих на самолёте Василь-Иваныча с Петькой:
- Петька, приборы? !
- 15! !
- Что "15"?
- А что "приборы"?

 

Да, спасибо большое за тщательный разбор моего полета, чувствую себя двоечником..
По гальванике инфы очень много и разного в сети, раньше не касался этой темы вообще, а тема узкоспециальная и тонкостей много. Для начала ориентируюсь на бытовые химикаты, хотя бы для 90% результата, т. е. из щелочей - сода, едкий натр пока мелкими дозами не встречал, мешками брать нет смысла, кислота - лимонка, с концентр. серной не хочу связываться - здоровье дороже (злостные пары, убойная сама кислота, был опыт общения), одно дело электролит доливать (проще заплатить), другое дело над гальванованной висеть. В большинстве составов электролитов в инете фигурирует серная кислота с купоросом. В моем варианте заменил на лимонку, но было подозрение что кислота или нафиг не нужна или минимум совсем для подкисления. Буду пробовать, спасибо за наводку.

Насчет оцинковки, вообще не собирался с ней возиться, мой косяк - был стереотип что профиль для гкл алюминиевый, ну чето я и взял его на пробу.. да просто листовой алюминий тоже поискать, не брать же большой лист ради пары дм2. Зарезал старый баллон от пены для бритья внутрянку полирнул, пивную банку также но судя по всему и там и там многослойные составы.
В итоге интересны или черная медь или алюминий с медным черненным покрытием, разница в цене приличная, еще немного попробую поиграть, пока не надоест. медь же никуда не убегает, собственно как и черная краска..

А еще вопросик можно? Какую толщину листа порекомендуете для абсорбера и шаг трубы? На Ваш взгляд где оптимальное решение "стоимость/выработка 1кв.м", например для медного листа и трубы (медь или гофра 15мм) разумеется все остальные компоненты стандартно - утепление, остекление.

 

Кто-то из американцев использовал алюминиевые пластины от реечных потолков. Они уже покрыты эмалью, нужно только покрыть сверху черной краской.

 

Да, все верно, уже их в том числе нашел, для эксперимента я брал кассету albes 60x60см, толщина около 0,4мм, точно не мерил. Хороший материал, легкий, итоговая цена за 1м2 получается 350-400р, окрашенные черной краской дают чуть лучший результат чем кровельная оцинковка 0,5мм, при более высокой теплопроводности и легкой массе, удобстве в работе для самых простых (черная матовая краска) вариантов самодельного абсорбера потолочный алюминий вне конкуренции. Сейчас пытаюсь найти лучшие результаты с медью

 

Подскажите, плиз, какая производительность у Вашего самодельного коллектора с черной медью? За солнечный день например в марте и также летом какой объем воды на какую дельту греет? Дв, и площадь всего коллектора какая и точное направление по сторонам света и угол к вертикали/горизонтали?
Заранее спасибо!

 

Эх... Это все равно, что пальцем в небо тыкать. Прикрепил файл xlsx, там я все записывал, пока хватило сил. 7 Декабря 2014 г я систему "убрал". Площадь коллектора 2.1м2 Ориентация строго на юг! (+-3 градуса)

T1 9:00 - температура в баке в 9 утра
T mid - температура в баке в полдень.
T2 15:00 - температура в баке в 15:00 (дальше уже не грело...)
T2-T1 - дельта
W кВт - выработка.

Ну там еще есть комментарии по поводу погоды - температура и облачность.

P. S: Если бог даст - то должен скоро закончить свою систему из 10 коллекторов. Там предусмотрен контроллер с SD картой. Так что данные будут в лучшем виде

 

Спасибо за данные, пригодятся.
Кстати не сказали какой угол установки к горизонту или вертикали.
По новым 10 коллекторам, плиз, тоже потом киньте сюда что-нибудь.
Абсорбер будете также делать как и первый? Чем чернить думали?
Ато у меня появились совсем свежие оптимистичные наработки..
Противогаз, персульфаты и прочие О2-генерирующие отравы, как и нагрев не понадобятся! Впрочем нагрев возможно будет в помощь.
Остается один единственный NaOH и лимонная кислота, кислород берем из воздуха! Щас поясню..
Предыдущие мои опусы про пищевую соду могу подтвердить лишь частично, сода также способна чернить медь, но по скорости и глубине чернения ощутимо уступает гидроксиду Na.
По результатам десятков опытов по сути случайно нашел простой и относительно быстрый способ окислить медь до глубокого черного, равномерного цвета. При желании придать декоративный оттенок коллекторам можно остановить реакцию на темно-коричневом цвете, в отличие от первичных лиловых-желтых-зеленых цветов, темно-коричневый держится дольше до плавного перехода в черный.
Экспериментируя с мелкими (до 30см2) и более крупными (2дм2) пластинами листовой меди обнаружил что в небольших стаканчиках мелкие образцы чернели значительно быстрее и интенсивнее чем большие пластины в банках, долго не мог понять почему (да просто мелкие часто поднимал и любовался) Также было замечено что свежеотмытая в растворе лимонной кислоты (примерно 20г/л воды) и промытая в воде медная пластина окисляется на воздухе буквально прямо на глазах, но это окисление идет сумбурно, в основном по испаряющимся подтекам воды (но не только), частично с легким потемнением, но мелкие зоны доходят прямо до черного оттенка с лилово-фиолетовыми наплывами, из чего сделал вывод, что чистая розовая медь оказавшись на воздухе в первые минуты быстро окисляется кислородом воздуха, далее скорость окисления воздухом быстро замедляется, образовавшиеся тонкие окислы начинают защищать медь от воздуха. В чем важность данного наблюдения: ДЛЯ РАВНОМЕРНОГО БЫСТРОГО ЧЕРНЕНИЯ, НЕПОСРЕДСТВЕННО ПЕРЕД ЕГО НАЧАЛОМ, НЕОБХОДИМО ХОРОШЕНЬКО ОЧИСТИТЬ МЕДНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ В КИСЛОТЕ! Вышеуказанного разведения лимонки вполне хватает для отмывки меди до ярко-розового оттенка. В моем случае использовалась древняя весьма потемневшая кровельная медная лента шириной 20см, сколько лет она валялась на рынке мало кому известно Отмачивал образцы перед началом чернения до полного удаления всех пятен любых оттенков, можно отмачивать минут 5, но по факту последующее чернение идет гораздо приятнее и равномернее если отмочить медь до 60 минут, чтоб она прям сверкала своей розовостью! ДАЛЕЕ ОПОЛАСКИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЙ ОТ ОСТАТКОВ КИСЛОТЫ, и желательно сразу чернить, пока медь чистая и очень расположена к окислению
Обойдя всякие магазины бытовой химии (закупать едкий натр мешками для опытов глупо) нашел самое ядерное средство с максимальной концентрацией NaOH - "Крот" <25%NaOH в составе, никаких ПАВ и пр. в составе не было. Работал с данной концентрацией, ориентировочно могу сказать что 2-х кратное разбавление не кардинально замедлит процесс чернения, но более разбавленные растворы пока подробно не отрабатывал. А теперь о главном: в результате случайного совпадения обстоятельств найдено что чернение в щелочи надо проводить с частыми сушками на воздухе (выниманием из щелочи), к примеру вчера ЗА ПОЛТОРА ЧАСА получилось зачернить до равномерного (!) черно-коричневого цвета 2дм2 медной пластины по схеме: 10-12 МИНУТ В ЩЕЛОЧИ - 2-4 МИНУТЫ НА ВОЗДУХЕ (т.е. ПРОСТО ПОДНЯТЬ ИЗ РАСТВОРА) - и так далее до требуемого результата, на ночь пришлось оставить образец в щелочи, на след. день он стал еще более темным. Но прозибание в растворе не дает быстрого окрашивания (другую пластину просто держал в такой же щелочи 4 суток, результат - неравномерное недокрашенное фиолетово-коричневое окрашивание!) ДОЛГОЕ НАХОЖДЕНИЕ В РАСТВОРЕ ДАЕТ СЛАБЫЙ ЭФФЕКТ, ПОТОМУ ЧТО ПОЧТИ НЕТ КОНТАКТА С КИСЛОРОДОМ! ЧАСТОЕ ВЫТАСКИВАНИЕ ИЗ РАСТВОРА НА НЕСКОЛЬКО МИНУТ (много не нужно, хватает 1-5 мин) С ПОСЛЕДУЮЩИМ ОПУСКАНИЕМ ОБРАТНО В РАСТВОР (на 5-15 минут) КАРДИНАЛЬНО УСКОРЯЕТ ОКИСЛЕНИЕ МЕДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ! Изменение цвета происходит прямо на глазах, особенно в самом начале процесса, например на 2-3-ем вытаскивании из щелочи можно просто подуть на пластину, от чего она быстрее высыхает в данном месте и при этом на глазах ускоряется позеленение из желтого оттенка (вначале розовая медь темнеет до лилово-фиолетового, затем желтеет, затем зеленеет, затем коричневеет и чернеет). Получается что щелочь выступает как катализатор окисления меди кислородом, в данном варианте кислородом воздуха. В промышленности источником кислорода служат например персульфаты или хлорит Na + нагрев. В описанном мной варианте оксидирование идет немного медленнее (есть место оптимизации кстати, например можно пробовать греть медь или щелочь (испарение!) или дуть воздух вентилятором, возможно процесс ускоряется на ультрафиолете - есть такое подозрение), но и при комнатной t все идет отлично, глубоко черный цвет (глянец остается) получается примерно после 12-15 циклов "щелочь/сушка" (2-3 часа туда-сюда), далее заметного глазу потемнения почти не происходит, впрочем продолжаю травить образец в надежде на матовость.
Эту технологию можно пробовать улучшить, например пробовал на мелкой детали просто быстро (3-5 секунд) опускать в щелочь и оставлять высыхать, тоже чернеет! Получается что если эффективен именно тонкий слой щелочи на меди, то есть шанс разработать опрыскивание медного листа с сушкой и последующими опрыскиваниями вплоть до нужного оттенка (концентрированные после испарения влаги остатки щелочи могут создавать более темные пятна), вероятно если подогревать лист меди снизу, то можно ускорить процесс. Но сильно я б не грел, потому что зажаривание меди на электроплитке тоже дает искомое чернение (нагрев 180-250С) в течение 10 минут, но вот только этот оксид быстро сползает. Потому сильно ускорять вероятно не стоит, ведь 2-3 часа поработать чтобы получить очень прочное равномерное черное окрашивание кажется вполне себе нормальным процессом. Плюс учитываем что с нагревом увеличивается испарение щелочи (сэкономить 1час чтобы хорошенько подышать каустиком - мазохизм)
С пищевой содой вышеописанная схема также работает, но медленнее и слабее.
Кальцинированную соду не пробовал, но думаю что будет не намного хуже чем с NaOH, учитывая что и более слабая пищевая сода актуальна.
Далее буду тестить образцы на Солнце с проверкой лазерным термометром, есть опытно-обоснованное подозрение что черная матовая краска из балончика будет не хуже, особенно на боковом падении на абсорбер. вот только долго ли будет держаться краска? насчет CuO уверенности больше - покрытие ооочень прочное, многочасовая попытка оттравить обратно в лимонной кислоте (серную не юзаю) не дала 100% освобождения, частично нечто остается.

 

Ох вы и написали... Скоро будете книгу издавать по чернению Я не пойму, что вам так не спокойно - вы же были довольны от обычной пищевой содой - 2-3 дня, и никакого геморроя, так ведь? Сколько собираетесь коллекторов в итоге делать?

Подогревать абсорбер можно так как делал я: сначала паяете полностью абсорбер (трубки + пластины) ну и затем превращаете его в радиатор - через насос прогоняете по нему горячую воду. Я использовал кипятильник и насосик от фонтанчика.

Угол наклона был зимний - 55-60 градусов где-то. Воды около 150 литров в бочке.

Ну и вот вам мой ответ про мои абсорберы

 

Книгу писать не буду, хватит и этого
С содой хорошо получалось на медных электротехнических образцах, кровельная листовая медь ведет себя капризнее, ну и конечно NaOH чернит глубже, тем более доступна бытовая химия.
Мой ориентир около 20м2, но делать буду не сейчас, а позднее, пока же есть время определить конфигурацию системы и выяснить стоит ли игра свеч. То что самоделка обойдется дешевле это уже понятно итак, примерно: черный окрашенный алюминий - 40$/м2, черненая щелочью медь - 70$/м2, покупные плоские будут не дешевле 150$/м2. Но основное все же не желание сэкономить, а возможность на месте встроить коллекторы архитектурно в конструкцию стены или крыши, чтобы 20м2 не портили экстерьер дома, а идеально вписывались.
За видео спасибо, информативно, и пару вопросов по видео:
- Какую толщину OSB используете?
- чем (и толщина) утепляете заднюю стенку и чем закрывать будете сзади?
- Какое стекло будете брать (1-2?)
- если не секрет, во сколько обошелся заводской набор за 1шт. в $ ?
Жалко у меня нет образца с селективным покрытием для сравнения

 

1. Толщина 10 мм.
2. 7см = 5см базальтовая вата + 2 см базальтовая вата с фольгой. Фольга смотри в сторону абсорбера.
3. Одно стекло 4 мм (набирать буду кусками, по 3 куска на коллектор)
4. Как бы секрет - просили не называть цену. Однако весь коллектор обошелся в 197$ - это по вашим расчетам 100$/м2 получается (за готовый коллектор с высокоселективным покрытием и самодельным корпусом)

Вот мои более подробные видео про корпус (там и про вату, и про стекло), может будет полезно:



https://www.youtube.com/watch?v=1-7o1yOzuDM

https://www.youtube.com/watch?v=FM1KjmcJZ00