Самодельные селективные покрытия

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

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.

В настоящее время затраты на селективные покрытия лишь иногда вызывают увеличение общей стоимости.

Взято: http://www.mensh.ru/harakteristiki_selektivnyh_pokrytiy

 

Наконец-то нашлось время обобщить и описать проделанные действия.
Я пытался нанести различные покрытия и проверить теплопередачу через пластины с этими покрытиями. Стартовал с оцинковки, т. к. планирую ее использовать в дальнейшем для изготовления СК

Для начала химическим методом восстановил (нанес) слой меди на оцинковке при помощи пентагидрата сульфата меди (образец на фото 1 крайний слева: «химическое меднение»). Затем попытался сделать химическое чернение цинка 50/50% растворами пентагидрата сульфата меди и хлорида натрия. Получилось плохо. Слой очень рыхлый и легко смывается водой. (образец на фото 1 второй слева: «химическое чернение»). Потом разогрел феном пластину оцинковки и слегка посыпал ее тонером от принтера. (на фото 1 образец №3 по счету слева «тонер lights»). Получился очень тонкий слой напыления с «просветами» оцинковки. Тонер прилип к горячей оцинковке сам. Ну и образец покрытый черной краской из аэрозольного баллончика. (на фото 1 образец №4 по счету слева «черная краска»).
Потом сделал застекленную коробку и поместил туда образцы

Интервал замера температуры 5 мин. По результатам замеров можно сделать вывод, что «хайлайт» эксперимента – это образец «тонер lights». Но не все так однозначно. Когда солнце пряталось за облачко, снижалась температура и солнечное излучение, то на первую позицию выходил образец с химическим чернением. Оно и понятно теплопередача через оксидный слой значительно выше и поэтому образец поглощал все имеющееся излучение, не смотря на то, что он визуально значительно светлее образца с тонером. Поэтому я думаю, что в дальнейшем буду чернить оцинковку, но не этим способом, а куплю специальный химический «чернитель», создающий оксидную хроматную пленку на оцинковке без гальваники. Уже нашел в мосвке фирму, торгующую такими реактивами для химического холодного «чернения» металлов.
P. S. Все образцы были изготовлены из листа оцинковки одинакового размера и толщины.


Но это еще не все. Решил поэкспериментировать с реактивами и металлами.
Интересный результат получился травлением алюминиевого образца в растворе для хим. чернения оцинковки (50/50% растворами пентагидрата сульфата меди и хлорида натрия). Растворы готовил с достижением ПДК соли в воде, когда кристалл прекращали растворяться в воде полностью. Так вот на алюминиевом образце удалось добиться идеальной ровной серой поверхности. Наверное это был бы самый лучший образец для исследований, но он очень агрессивен к алюминию и утоньшил и так тонкий образец до состояния бумажного листа. Поэтому я его исключил из дальнейших замеров, т. к. он наверняка их все выиграет благодаря своему цвету, а особенно толщине.
Так же поигрался малость с мелью. У меня было немного практически чистой меди, примеяемой в электронных лампах высокого напряжения в советские времена. Не знаю для чего они были, но мы в своем НИИ тогда как раз ради этих медных пластин разбили их, чтобы применить в проектируемых нами устройствах.
Для тех, кто использует медные трубки в своих СК хочу сказать что устойчивую пленку CuO можно получить на меди нагрев ее для температуры 1200С (температура красного каления) и охладить ее (только единожды). Поэтому есть смысл вместо покраски обратиться в ближайшую кузню и оксидировать трубки (до спайки коллектора), а не красить их. У меня этого не удалось, т. к. камин не дает такой температуры. Получилась рыхлая фиговина в виде смеси прикипевшей золы и оксидной пленки, которая мешала в принципе нормальной проводимости тепла. Естественно во втором эксперименте принял участие и победитель прошлого «заезда» – это образец «тонер lights». Кроме того, взял еще один образец, на который слой тонера нанесен был более толстым слоем, покрывая его целиком, и потом обработан еще мелкой наждачкой для придания «матовости» поверхности, а то она от температуры стала глянцевой. Этот образей сделал для имитации случая когда тонер наносят на поверхность со свежим лаком, краской как бы приклеивая его. Интервал замеров 20 минут, а зря. Надо было так же через 5 минут мерить, но не было на это времени.
Итого вот какие образцы приняли участие во втором замере (слева направо по фото 2):

1. «Чистая» медь
2. медь оксидированная в камине
3. тонер lights
4. Образец с толстым слоем тонера

Вот такой результат – чистая медь естественно выиграла вчистую Т. к. «оксидный» слой на другом образце не совсем оксидный был.


Что еще добавить? Пробовал оксидировать медь серной мазью, но слой опять же рыхлый, неустойчивый. Хлорного железа найти не удалось, но постараюсь найти его следующим летом

 

Автору эксперимента огромное спасибо. как видно из опытов покрытие тонером дает не плохие результаты

 

Молодец, отличный тест. Давай тесты на остекление 1-2-х слойное)

 

присоединяюсь

 

Дык уже опробовано. Правда не двухслойное, а трехслойное остекление. В конце сентября этого года.
с одинарным остеклением температуры выходящей воды из СК была градусов +35-40 (наружняя +20-25С).
С трехслойным остеклением снова обжег руку как и летом - температура воды стала около +80С. Был поражен эфектом ящика Соссюра и решил в дальнейшем только трехслойный стеклопакет (на худой конец двухслойный).

Не совсем так однозначно. Я специально указал, что "тонер lights" покрыт был тончайшим слоем, сквозь который просвечивал металл. Без всякой лаковой или красочной основы для удержания слоя тонера на СК. Образец был нагрет феном и тонкий слой тонера был напылен на него и удерживался за счет сплавления своих собственных компонентов. А как только слой увеличивается, то эффективность резко снижается. Именно поэтому написал, что владельцам медных трубок значительно лучше будет где-нибудь в кузне нагревать и затем охладить их. Они покроются натуральным CuO. Затем уже паять из этих трубок коллектор (при условии, что кузня есть, а в ней печь есть).

 

мне кажеться трехслойное остекление лишнее. у меня при двухслойном, в октябре при +15 вода из СК шла более + 70. а без циркуляциии закипала. в декабре при-5 без циркуляции+40.но бойлер больше+25 не нагревает. солнце низко короткий день. СК работают не более 3ех часов.

 

Вот тут как раз и не хватает сравнительных цифр, как в посте Александра, мало того я так понимаю тестов в идеале должно быть 2! Один летом, другой зимой. Но чтото мне кажется зимой выйдет в лидеры 2-х камерный стеклопакет, а летом одно стекло.

 

Если по количеству переданного тепла, то что зимой, что летом все равно впереди будет двойной стеклопакет. Ведь разница между зимой и летом только в количестве поступившей энергии. Я не беру во винмание стагнацию СК, полагая, что циркуляция будет постоянной. А преобразование лучистой энергии в тепло и передача его зависят от конструкции СК. Отличие двустекольного от одностекольного только в количестве "усвоенному" (или переданному) количеству тепла. Т. е в эффективности.
А если посмотреть на удельную стоимость полученной теплоты и с учетом того, что это обычные водогрейки на теплый период, то может вперед на первом сезоне выйти и одностекольный, а далее все равно двойной стеклопакет догонит ведь количество переданного тепла у него больше, поэтому и окупаемость его будет быстрее, чем у одностекольного, а разница в цене не столь высока из-за одного стекла.

 

Нет, все правильно, примерно так и есть.

Чувство температуры у человека завязано на сравнение: тёплым кажется предмет, который имеет температуру выше, чем у кожи. У руки _никогда_ не бывает 35С, обычно меньше (это вот если всем телом в воду - вот тогда да, там 35 будет "теплой").

? Формула Стефана-Больцмана для удельной мощности излучения черного тела W = k * T^4.
Температура - в ЧЕТВЁРТОЙ степени. Поэтому чем выше температура и больше разница температур, тем выше потери на излучение (потери будут k (T1^4 - T2^4), пропорциональны разности четвертых степеней температур).

Причём излучательные потери ОЧЕНЬ быстро растут с ростом разницы (теплопроводность - там линейно, а тут даже не квадрат и не куб, а четвёртая степень).

Было б так - никто б не маялся с селективными покрытиями.
А на самом деле разница ещё какая.

 

Я говорил что коэффициент К не зависит от температуры!

Для двух однаковых коллекторов с СП (к1) и без него (к2) графики должны идти параллельно.
(Приблизительно)

В любом случае не так ка красный и черный графики.

Предположим что у вакуумного и плоского используется одинаковое СП,
из графиков видно, что разница в эффективности увеличивается от Дельты Тм-Та,
потому что растут теплопотери тплопроводностью у плоского линейно относительно вакуумного.

А теплопотери излучением у них одинаковые, потому что СП одно и то же.

У двух однаковых коллекторов с СП (к1) и без него (к2) теплопотери тплопроводностью одинаковые!

По этому их графики не должны расходиться веером как у вакуумного и плоского с СП.

Вот это то же косвенно подтверждает.

 

? Ну это ж школьная математика. Как раз наклон кривой W (T) от К и зависит: это ж множитель.

Это верно. Но потери излучением-то разные! И потери излучением зависят от температуры.
Отсюда и резкое расхождение графиков. Всё правильно.

Как?

 

По слухам от реально окисляющих медь нагреванием в пластинах - у меди и оксидов сильно разный ткр и при термоциклировании оксиды с меди в более менее толстых слоях осыпаются нафиг.

У меня сейчас для самодельных электроэлементов будет готовиться много порошковой окиси меди и очень радует ее насыщено черный цвет в виде порошка.
Так вот остается только найти какую-то подходящую связку чтобы сделать чернящую краску из порошка окиси меди. Возможные варианты - какой-нить разбавленый бензином глифталевый (*фталевый ?) лак или цементирующие связки (для толстых слоев) - магнезиальный цемент (но он на белой основе и может портить черноту). А лаки могут тоже давать излишний блеск. Остается протестить оба варианта.

Окись меди в виде мелкого порошка в условиях землянки в лесу легко получается из покупного медного купороса и соды (пищевой или кальцинированой) с помощью воды и костра или печки. Массовый выход с пятиводного медного купороса - около 30%. Медный купорос в относительно дешевых местах около 200 руб за кг или около 154 руб за кг в мешках 25 кг.

 

Могу дать для опытов кусок медной пластины с высокоселективным покрытием TINOX мирового лидера в производстве медной и алюминиевой ленты с этим покрытием.

 

Посмотрел я графики внимательно, подвох очевиден

Во-первых: наклон кривой W (T) от К не зависит
Он определяет загиб кривой эффективности как степенная функция 4-ой степени
(к1-к2)(Тм-Та)^4

Начальный Наклон кривых определяется коэффициентом теплопотерь.

По этому вакуумный и плоский стартуют из одной точки.
Да же плоский чуть выше, видимо потому что у него ОДНО стекло, а у вакуумника Два.

А вот зелёная линия стартует ниже чёрной, что говорит о том что поглащение СП ЯКОБЫ лучше чем без СП.

Если сажу не считать СП, ввиду легкодоступности,
ТО в этом явный подвох,
Обычная сажа поглащает не хуже любого СП.

По честному зелёная линия должна стартовать выше красной и чёрной.