Ваккуумированные и селективные приемники солнечного излучения. Конструкция, принцип работы и эквивалентная диаграмма.
Селективный приемник- приемник излучения, реакция которого зависит не только от общей энергии или мощности воздействующего света, но и от его спектрального состава и длины волны.
Использование селективно поглощающей поверхности приводит к значительному снижению радиационных потерь в приемнике. Для достижения еще более высоких температур (100° С или выше) необходимо уменьшить также и конвективные потери. Лучшим способом является вакуумирование пространства между приемной поверхностью и ее стеклянной крышкой.
Основным элементом вакуумированного приемника является двойная трубка (рис. 2.18, а). Внешняя трубка изготовлена из стекла, так как оно прозрачно для солнечного излучения, но непрозрачно для теплового. Внутренняя трубка также изготавливается из стекла. Внутренняя трубка имеет кольцевое сечение; это позволяет довольно хрупкому стеклу противостоять действию напряжений, возникающих в нем из-за перепада давлений между жидкостью внутри трубки и вакуумом снаружи. Обычно внешний диаметр трубок D = 2 см, внутренний d = 1 см. Рассматриваются различные варианты геометрии таких приемников; показанный на рис. 2.18, а наиболее прост для анализа.
Рис. 2.18. Вакуумированный приемник (а) и его эквивалентная диаграмма (б):
1- покрытие из стекла; 2 - вакуум; 3 - селективное покрытие на поверхности внутренней стеклянной стенки; 4 - жидкость; 5 - излучение; 6 - конвекция; 7 - излучение (Tf - приемная пластина, жидкость; Tcov - покрытие из стекла; Tа - окружающий воздух)
|
|
|
Рис. 2. 19. Поперечное сечение вакуумированных стеклянных трубчатых коллекторов:
1 - стеклянная оболочка;
2 - трубка для нагревания жидкости;
3 - лучепоглощающая поверхность;
4 - отражатель;
5 - теплоизоляция
Возможные варианты конструктивного выполнения вакуумированных стеклянных трубчатых коллекторов представлены на рисунках 2.19.
Внутри стеклянной оболочки 1 помещаются трубка для теплоносителя 2, лучепоглощающая поверхность 3 и отражатель 4.
Трубка может иметь U-образную форму (рис. 2.19, а и в) или представляет собой тепловую трубу (рис. 2.19, б и г).
Внутреннее пространство оболочки вакуумировано.
В конструкции, показанной на рис. 2.19, д, лучепоглощающая поверхность расположена под вакуумированными трубами и надёжно соединена с трубками для нагреваемой жидкости, помещёнными в теплоизоляцию. Обычно модуль коллектора включает ряд стеклянных вакуумированных труб, присоединённых к общей трубе, по которой движется нагреваемая жидкость. Модуль коллектора помещается в теплоизолированный корпус.
Для повышения эффективности вакуумированных коллекторов используются селективные покрытия и отражатели. На внутреннюю поверхность верхней части стеклянной оболочки наносят покрытие из диоксида индия, обладающее хорошей отражательной способностью для инфракрасного излучения и не влияющее на коэффициент пропускания коротковолнового солнечного излучения. На лучепоглощающую поверхность абсорбера наносят селективное покрытие с большой величиной отношения ashort/elong из чёрного хрома, благодаря чему снижаются оптические потери коллектора и потери теплоты путём излучения и, следовательно, повышается КПД. Нижняя часть стеклянной оболочки может быть выполнена зеркальной. Отражающая поверхность может быть размещена под стеклянной оболочкой на небольшом расстоянии от неё. Можно использовать даже плоский белый экран, который полезен ещё и потому, что он возвращает часть радиационных потерь тепла обратно к внешней трубке. Это ещё больше повышает КПД солнечного коллектора благодаря использованию рассеянного излучения.
|
|
|
В качестве теплоносителя используются различные среды: вода, растворы органических веществ и силиконовое масло.
Температура нагрева теплоносителя достигает 90-300°С.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 556; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!