Селективное покрытие стекла: что это и где купить?

Для любого коллектора, независимо от его типа, требуется абсорбер. Это материал, который позволяет увеличить функции защиты и энергоотдачи. В обратном случае, неправильно выбранный материал для покрытия будет снижать свойства коллектора. Ранее для селективного покрытия использовались разные материалы и варианты цветов, но сейчас для абсорбера практически всегда используется чёрная краска (цвет, который более всего способен поглощать энергию). Это первый шаг в улучшении работы коллекторов. Далее последовали компоненты, которые не только поглощают цвет, но и способны распределять его в нужном направлении благодаря своим характеристикам.

Содержание этой страницы

1 Селективное покрытие для солнечных коллекторов
2 Селективное покрытие на стеклопакет своими руками — инструкция!
3 Селективное покрытие своими руками для солнечного коллектора
4 Селективное покрытие для солнечного коллектора
- 4.1 Селективное покрытия для солнечного коллектора — как сделать своими руками?
5 Покрытия поглощающих панелей (абсорберов)
6 Характеристики селективных покрытий
7 Селективные пленки
8 Мягкое селективное покрытие стекла: что это и где его купить?

Селективное покрытие для солнечных коллекторов

Важнейшей частью любого коллектора – плоского, вакуумного, воздушного – является абсорбер. Именно абсорбер преобразует энергию солнечного излучения в энергию тепловую. В плоских водяных и в воздушных коллекторах абсорбер в общем случае представляет собой металлический лист, покрашенный в черный цвет селективной краской для солнечных коллекторов. Причем в воздушном коллекторе абсорбер может быть выполнен с ребрами для увеличения площади нагреваемой поверхности.

В вакуумных коллекторах абсорберы представляют собой тонкие пластины в вакуумных трубках. В плоских водяных и в вакуумных коллекторах абсорберы передают накопленное тепло теплоносителю. В воздушных коллекторах просто нагревают до высокой температуры воздух, находящийся в коллекторе. Но в любом случае важнейшую роль в процессе нагрева играет покрытие абсорбера.

Черный цвет — черному цвету рознь

Некоторые умельцы наносят селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, наивно полагая, что, покрасив металлический лист черной краской, они решат все проблемы. Но черная краска бывает разная. И как эффективно будет работать коллектор, в огромной степени зависит от того, какой именно краской покрыт абсорбер.

Дело в том, что черные краски различных составов по-разному реагируют на солнечный свет. Какая-то часть солнечной энергии поглощается, а какая-то отдается в виде теплового излучения, а результирующая эффективность будет очень низкой. Так, например, эффективность абсорбера, покрытого обычной черной краской, составляет всего 11%, в то время, как при покрытии другими типами красок эффективность может превышать 90%. Кроме того, обычные черные краски не обладают термостойкостью и при длительном нагревании начинают слоиться, отставать от основы.

Как работают различные покрытия

Главных показателей, которые характеризуют ту или иную черную краску для покрытия абсорбера, всего два. Это, во-первых, способность поглощения солнечной энергии и, во-вторых, способность покрытия поверхности к излучению энергии в длинноволновом диапазоне. Чем выше первый показатель и ниже второй, тем эффективнее покрытие. Так, например, два слоя покрытия «Черный никель» поверх гальванопокрытия из никеля на мягкой стали (согласно технологии деталь была погружена на шесть часов в кипящую воду) показали способность поглощения, равную 0. 94.

При этом способность излучения составила всего 0. 07. Или «Черный никель», содержащий окиси и сульфиды никеля и цинка, нанесенный на полированный никель, имеет способность поглощения, равную 0. 910, при способности излучения 0. 11.

Новые составы, новые методы получения высокоэффективных абсорберов

Над поиском составов термостойких красок, способных по максимуму поглощать солнечную энергию, работают многие ученые.

В Германии в 1980 году доктор Вольфганг Цезиаль и инженер Густав Кроз получили патент на «Способ получения селективно поглощающих площадей поверхности для солнечных коллекторов и устройство для реализации этого способа». Их работа получила дальнейшее развитие и была подкреплена патентами, полученными в 1998 и в 2001 годах. Целью этих и других аналогичных разработок являются, во-первых, достижение высокой степени поглощения, а следовательно, и высокой степени конверсии падающего солнечного света в полезное тепло, а во-вторых, достижение минимальной излучательной способности, то есть низкое тепловое излучение.

Для изготовления высокоэффективных абсорберов с нанесенным покрытием разрабатываются специальные технологии получения селективных красок и методы их нанесения на поверхности абсорберов, которые, к тому же, могут изготавливаться из различных материалов.

К концу девяностых годов прошлого века это были, в основном, гальванически нанесенные слои так называемых «черного хрома» или «черного никеля». При этом были получены достаточно обнадеживающие результаты для указанных покрытий, а именно качество поглощения до 96%, процент излучения около 10%. Это были очень хорошие показатели.

Разработанные в середине девяностых годов в Германии методы нанесения селективного покрытия использовали процесс вакуумного напыления на основу. Были проведены эксперименты с нанесением на медную основу титаново-оксинитридных, а также керамических покрытий.

Позднее были проведены эксперименты с алюминиевыми листами. Эти покрытия при контрольных замерах показали значение поглощения солнечного излучения, превышающее 95%, а значение излучательной способности — в пределах от 3% до 5%. Но, несмотря на такие высокие показатели, которые были получены для «Черного никеля» и «Черного хрома», эти покрытия не нашли применения на европейском рынке, так как при производстве этих напылений происходило довольно заметное загрязнение окружающей среды от использования гальваники в производственном процессе.

Селективные покрытия в домашних условиях

Прежде чем решиться на самостоятельное нанесение селективного покрытия на абсорбер, нужно тщательно изучить характеристики доступных покрытий и взвесить свои возможности. Если вас что-то не устраивает, лучше отказаться от этой идеи и купить уже готовые коллекторы. Способов нанесения покрытий достаточно много, но не все они могут подойти.

Например, некоторые умельцы, не вдаваясь в детали, просто покрывают металлический лист обычной черной краской только потому, что эта краска, во-первых, черная, а во-вторых, дешевая. Но такая краска принесет мало пользы, так как она не термостойкая, а при высыхании становится еще неплохим теплоизолятором. Черная матовая автомобильная краска обладает достаточно неплохим светопоглощением, достигающим 70%. Недостатком этой краски является слабая термостойкость.

Лакокрасочной промышленностью выпускаются черные матовые краски, обладающие повышенной термостойкостью. Такими красками покрывают грили, мангалы, изготавливаемые различными фирмами. Эти краски могут быть как в банках, так и в аэрозольной упаковке.

Предпочтительнее, конечно, краски в аэрозольной упаковке, так как в этом случае можно нанести селективное покрытие, не превышающее нескольких микрон по толщине. При покупке нужно особо обращать внимание на способ нанесения покрытия, так как применение некоторых видов красок требует предварительной обработки поверхности, на которую они будут наноситься. В некоторых случаях требуется антикоррозийная обработка поверхности, а в некоторых случаях и кислотная грунтовка.

Краска Iliolac

В настоящее время наибольшей популярностью для нанесения селективного покрытия пользуется краска «Iliolac» («Илиолак») производства греческой компании Stancolac. Производители утверждают, что эта краска обладает поглощающей способностью, равной 99%. Краска эта выпускается в баночной фасовке, поэтому для нанесения ее на поверхность абсорбера лучше пользоваться краскопультом, чтобы получить слой не толще пятидесяти микрон.

Селективная пленка в рулонах

И, наконец, для покрытия абсорбера можно использовать селективную пленку. Эта тонкая термостойкая пленка, выпускаемая в рулонах, наклеивается на предварительно обезжиренную и очищенную поверхность абсорбера. Пленка эта представляет собой медную или алюминиевую фольгу с готовым селективным покрытием, нанесенным на нее методом вакуумного напыления.

Особых сложностей в нанесении селективных покрытий нет, и если вы решились сделать солнечные коллекторы своими руками, то добротно выполненное устройство будет работать ничуть не хуже своего промышленного собрата.

Источник: http://solarb.ru/selektivnoe-pokrytie-dlya-solnechnykh-kollektorov

Селективное покрытие на стеклопакет своими руками — инструкция!

В одной из предыдущих статей мы рассматривали солнечные коллекторы (или гелиосистемы, как их еще называют), поэтому особо распространяться по поводу принципа их работы не будем. Отметим лишь, что такие системы не «отдыхают» ни зимой, ни даже в пасмурную погоду – температура воды никогда не падает ниже 60ᵒС.

Селективное покрытие

Работают коллекторы достаточно просто: антифриз, заполняющий трубки конструкции, является теплоносителем и нагревается от попадания инфракрасных лучей и ультрафиолета на специальную панель – улавливатель. Нагретый антифриз перемещается в специальные теплообменники-аккумуляторы, где передают тепло воде. Сама же вода в дальнейшем перекачивается в отопительную магистраль.

Казалось бы, ничего сложного в этом нет, но этот элемент любой гелиосистемы – селективное покрытие – до сих пор непонятен для многих из нас.

Что такое селективное покрытие

Селективное покрытие – это слоистая структура из 3 или более слоев диэлектриков (могут использоваться оксид висмута, оксид титана, нитрид алюминия и т.д.)

Данное покрытие не только непонятно, это – важнейший элемент коллектора. Покрытие вбирает в себя солнечную энергию и превращает ее в тепловую (последняя аккумулируется и транспортируется). Эта «губка» черного цвета называется селективной (англ. Select – выбирать, избирать), потому что излучает в несколько раз меньше тепла, чем поглощает.

Интересно то, что подобное покрытие можно запросто купить (оно продается в жестяных банках) и нанести на любой материал за исключением алюминия. Сплошной слой площадью в 1 м² этого вещества стоит примерно 1800 рублей. И если добавить к этому стоимость аккумулятора, то становится очевидным, что гелиосистема – это не настолько дорогостоящее удовольствие, каковым его преподносят неосведомленным покупателям.

Избирательное покрытие: о чем следует знать

Есть такое понятие, как коэффициент селективности. Если вкратце, это соотношение поглощенной энергии к переданной обратно. В химикатах, которые продаются в готовом виде, этот коэффициент колеблется между 8 и 16,5.

Также существует антиконвекционное селективное покрытие, уменьшающее отдачу тепловой энергии в окружающую среду.

Все селективные составы (а их на данный момент существует более тридцати) наносятся одним из четырех существующих методов:

плазменным напылением;
химическим;
ионно-магнетронным;
электрохимическим.

Другие разновидности покрытия

Селективное покрытие на поверхности абсорбера позволяет минимизировать потери на излучение

Помимо готовых средств, в качестве избирательного покрытия можно также наносить:

оксид меди или любого другого металла;
обувной утеплитель, который отдаленно напоминает черную байку (не самый эффективный вариант);
черный хром;
полупроводниковое покрытие;
газовую сажу;
матовую краску черного цвета;
москитную сетку (как запасной вариант).

Selective-cover

Отдельно стоит упомянуть о самом популярном, пожалуй, селективном покрытии – а именно о Selective-Сover Silver Mirror. Это один из лучших реактивов, впитывающих солнечную энергию.

Обладает следующими характеристиками:

показателем селективности 16;
надежностью, удобством в применении;
рабочей температурой до 365ᵒС;

На основе реактива можно изготовить электролит, который наносится электрохимическим путем. Одного флакона (стоит примерно 3000 рублей) хватит на:

6 м² при электрохимическом нанесении;
2 м² при контактном.

Селективное покрытие своими руками

Покрытие вбирает в себя всю солнечную энергию и превращает ее в тепловую (последняя аккумулируется и транспортируется)

Итак, мы выяснили, что «голое» абсорбирующее покрытие (которым зачастую выступает оксидная пленка Cu₂O) оставлять нельзя.

Не будем распространяться о высокоселективных веществах. Можно прибегнуть к самому простому способу – окрасить панель черной краской.

Но для более эффективной работы солнечного коллектора желательно покрыть поверхность оксидом меди CuO, обладающим существенными преимуществами:

оно черного цвета;
у него низкий показатель теплоизлучения (все зависит от толщины слоя, в пределах 10-20%);
высокий коэффициент селективности (75-90%).

Словом, это весьма эффективное избирательное средство, которое можно легко приготовить своими руками. Поэтому мы остановимся именно на нем.

Несмотря на то, что CuO стоит дешевле заводских селективных покрытий, процесс его нанесения намного сложнее обычной покраски. Но обо всем по порядку.

В целом процедура образование CuO на абсорбере коллектора займет порядка трех дней.

Способы получения оксида меди

Для получения CuO необходимо окислить саму медь – из нее, собственно, и выполнен абсорбер. Никаких валиков и кисточек здесь быть не может.

Ниже рассмотрены основные способы приготовления (точнее, компоненты) раствора для окисления меди.

Способ первый

Литр воды.
15 г персульфата калия (К₂S₂О₈).
50 г каустической соды (NaОН).Каустическая сода

Способ второй

Все практически так же, как в первом способе, вот только вместо К₂S₂О₈ необходимо использовать надсернокислотный аммоний ((NН₄)₂S₂О₈).

Способ третий

Литр воды.
50 г хлорита натрия (NaСlО₂).
100 г каустической соды (NaОН).

Обязательные условия для всех способов окисления

Все поверхности должны быть обезжиренными.
Температура раствора должна быть в пределах 62-65ᵒС.
В процессе реакции будет выделяться кислород, который быстро улетучится, поэтому раствор обязательно должен быть свежим.
Желательно использовать дистиллированную воду.

Техника безопасности

Вся органика быстро разъедается NaОН, поэтому не стоит брать раствор голыми руками. Напротив, нужно использовать защитные средства (резиновые перчатки, очки), ведь во время реакции едкий натрий бурно вскипает.
NaСlО₂ не так опасен, но руками его тоже лучше не брать. Выделяет хлор.
(NН₄)₂S₂О₈ во время реакции выделяет много аммиака, поэтому нельзя проводить процедуру в закрытом помещении. Желательно пользоваться респиратором.
Казалось бы, на открытом воздухе респиратора не нужно, но добиться в таких условиях необходимой температуры невозможно даже жарким летом.
Самым безопасным является К₂S₂О₈, но в то же время он и самый дорогой из реактивов.

Источник: https://svoimi-rykami.ru/stroitelstvo-doma/otoplenie/selektivnoe-pokrytie-svoimi-rukami.html

Селективное покрытие своими руками для солнечного коллектора

Самодельный солнечный коллектор это едва-ли не самая интересная тема в контексте энергоэффективного дома. Для изготовления солнечного коллектора не требуется высокотехнологичного производства и если разобраться в теории и не бояться практики — можно обеспечить семью горячей водой, подогретой солнцем.

Изготовление коллектора проходит в несколько этапов, один из которых — выбор и нанесение селективного покрытия на поглощающие панели (абсорберы). Отмечу, что затраты на селективное покрытие незначительно увеличивают общую стоимость проекта, но играют важную роль.

Абсорберу (поглощающей панели) нужно покрытие, которое будет эффективным теплоприемником, прозрачно для инфракрасного излучения.

На какие характеристики селективных покрытий нужно ориентироваться?

Мерилом эффективности селективного покрытия является:

Коэффициент поглощения солнечной энергии(α)
Относительная излучающая способность (ε)
Отношение способности поглощения к излучению

Начнем с самого простого и доступного селективного покрытия: краски.

Селективная краска

Обычные черные краски не годятся, так как являются теплоизоляторами и не обладают термостойкостью. Матовая автокраска не обладает необходимой термостойкостью, хотя светопоглощение у них хорошее (в испытаниях дают 65-70°С при 70-80°С у коллектора с покрытием тонером по лаку).

Лаки, посыпанные тонером для лазерных принтеров, дают правильное покрытие с точки зрения матовой поверхности, но так же плохо проводят тепло. Смешивать лак и тех. углерод — идея еще хуже, так как получается очень толстый слой покрытия с глянцем. Нам нужно добиться толщины селективного покрытия в несколько микрон.

Подходят аэрозольные и баночные термостойкие матовые краски для мангалов, печей, каминов черного цвета. Под некоторые краски требуется нанесение специального антикоррозийного грунта, кислотного грунта.

Есть подходящие краски не в форме аэрозоля, но которые можно наносить краскопультом. Напоминаю, толщина слоя очень важна для эффективности селективного покрытия.

Готовая селективная пленка или металлическая лента

Селективными пленками пользуются мелкие производители коллекторов. Это термопленки для наклеивания на абсорбер или рулонная медь/алюминий с готовым селективным покрытием, нанесенным в условиях вакуума. Достать такой материал в розницу сложно.

Селективное покрытие на алюминий

Идеального тонкого покрытия графитового цвета на алюминии добиваются тем же методом, что и с оцинковкой — чернение купоросом/хлоридом натрия. Это спорный вариант самодельного селективного слоя, так как истончает металл.

Промышленные доступные абсорберы в основном алюминиевые, толщиной 0,2 мм, крашеные матовой термокраской. Учитывая это, мудрить с чернением алюминия всяким хлорным железом и анодированием не имеет смысла в масштабах самодельного солнечного коллектора. Наиболее быстро окупаемым в самоделках является именно крашеный алюминий, который уступает в теплоотдаче и только черненой меди. Но у алюминиевого абсорбера есть свои недостатки.

Селективное покрытие на медный абсорбер

Перед оксидированием медную поверхность нужно тщательно очистить кислотой (горячий уксус, лимонная кислота, сульфаминовая кислота). Шкурить перед чернением щетками по металлу или какими-либо абразивами не дает никаких преимуществ в абсорбции энергии в дальнейшем.

Очистить медь можно солью/содой по чайной ложке на 100 г. воды.

Прочную оксидную пленку можно получить температурой красного каления — 1200°С с последующим охлаждением. Делать такое оксидирование нужно до момента спайки. В домашних «каминных» условиях такое не провернуть, нужно нести медь к кузнецу.

Оксидирование меди серной мазью дает рыхлое неустойчивое селективное покрытие.Естественная окись меди имеет поглощающую способность в четыре раза большую, чем у термостойкой краски: 75% поглощения, 33% эмиссии, что дает 42% эффективности.

Чернение меди делают также электролитическим способом, рецепты и технологический процесс есть в сети.

Жидкости для воронения (чернения) хорошо работают, но дорогие. Протравки можно делать самостоятельно, рецепты есть по этой ссылке. Хочу отдельно остановиться на паре способов. В способе с серной печенью — оксид меди в составе полученного покрытия может быть в меньшей концентрации, чем сульфид меди, а это может влиять на селективную способность покрытия, но я не химик и не уверен.

Промышленный метод оксидирования меди с помощью едкого натра опасен для здоровья, не применяйте его в гаражных условиях. Вместо NaOH+NaClO2 пользуются содой, которая в промышленных масштабах неудобна и дорога для чернения меди.

Хотя образцы, черненные NaOH показывают лучший результат (подробнее о тестах самодельных селективных покрытий на меди и алюминии здесь) чернение содой — процесс медленный, на глубокий черный цвет уходит около 2-х суток в растворе без подогрева. Концентрация раствора: 2 чайные ложки на 100 грамм воды.

Формирование оксида проходит медленно, поэтому нужный оттенок и равномерность получить гораздо проще таким методом. Раствор нужно периодически помешивать а детали переворачивать.

Солнечный свет ускоряет процесс оксидирования меди. Толщина покрытия в несколько микрон, что нам и нужно. Очень стабильное, не смывается и не сцарапывается.

Встречал советы с парами аммиака (нашатырного спирта), якобы приводят к быстрому потемнению меди в закрытой емкости. Однако это скорее патинирование, придающее меди синеву, нестойкое покрытие.

Прожиг меди газовой горелкой дает на 10-12°С меньше селективности, чем оксидирование химическими способами.

Для коллектора лучше выбрать медь. Простая пайка, долговечность работы даже при утрате селективного покрытия (с алюминием все в разы сложнее), хотя медь и получится раза в 4 дороже алюминия.

Термокраска на медь тоже наносится, но раз уж вы теперь знаете, как ее оксидировать, то браться за покраску точно не стоит.

Селективное покрытие на оцинковку

Химическое меднение (и последующее оксидирование) оцинковки можно провести в гаражных условиях с помощью пентагидрата сульфата меди (медного купороса).

Химическое чернение раствором медного купороса и натриевой соли соляной кислоты (хлорид натрия) получается не стойким. Чернить оцинковку лучше готовым промышленным чернителем, с которым можно работать без гальваники холодным способом, он создает на поверхности прочную оксидную хроматную пленку. Оксидный слой поглощает максимум излучения в пасмурный день.

Вариант нанесения на оцинковку порошковой краски для лазерных принтеров (технического углерода) не менее популярен. Пластины оцинковки прогреваются строительным феном и посыпаются тонером. Слой краски получается тонким, матовым, прочным — порошок приплавляется к металлу сам. Если пластина слишком горячая и порошок оплавился — обрабатывают мелкозернистой наждачной бумагой. В солнечную погоду такое селективное покрытие более чем эффективно.

Другие технологии селективных покрытий:

Гофрированная селективная поверхность
Углеродный войлок
Селективное бархатное (флок) покрытие, нанесенное плазмой

Несколько обобщающих моментов о селективных поглощающих покрытиях:

Коллекторы для сезонного пользования прекрасно греют воду с любым самодельным селективным покрытием.
Абсорбер с матовым черным покрытием и двумя стеклами поверх имеет примерно те же температуры, что и теплоприемник с селективной краской и одним стеклом.
Чернение меди гораздо долговечнее красок, а стоимость оксидирования не дороже покрытия термостойкой краской. Красить медь не стоит.
Быстрее всех окупается крашеный алюминиевый абсорбер.

Источник: https://ehome.ironws.com/energiya/solnechnye-kollektory/selektivnoe-pokrytie-svoimi-rukami/

Селективное покрытие для солнечного коллектора

Слой такого типа в солнечных батареях является едва ли не самым важным элементом в системе. Смысл в том, чтобы поглощать как можно больше солнечного света, излучения.

Такое покрытие не только притягивает полный спектр освещения, но и превращает в тепло и помогает делать это более эффективно. Название селективного покрытия происходит из того смысла, что правильный состав напыления или нанесения, позволяет накапливать и поглощать тепло, прямо как это делают в солнечной панели специальные диоды.

Как правило, химикат для нанесения селективного покрытия купить можно плюс-минус за 1$ на один квадратный метр. в общем-то такую процедуру увеличения КПД солнечного коллектора можно проделать самому, своими руками. Но важно знать как. Если правильно подойти к делу, можно не только сэкономить средства, но и добиться большего толка от вашей системы нагрева теплоносителя.

Селективное покрытия для солнечного коллектора — как сделать своими руками?

Во-первых давайте разберёмся что такое коэффициент селективности. По сути это соотношение поглощённой энергии и отданной энергии солнца. Именно этот показатель важен при выборе готовой продукции для нанесения селективного покрытия. Что можно выбрать в качестве такого покрытия:

Готовый специальный химикат, который продаётся в соответствующих магазинах

Оксиды различных металлов

Специальный утеплительный тонкий материал

Можно просто покрасить принимающую поверхность чёрной краской(матовой) или накрыть чёрной плёнкой или просто использовать газовую сажу. Но толку от такого нанесения будет в разы меньше, чем от специального напыления

Также есть специальная селективная краска для солнечных коллекторов

Специальное селективное покрытие с антиконвекционным эффектом. Такое нанесение уменьшает конвективную теплоотдачу. Для того чтобы покрытие подобного типа работало на максимум, необходимо подготовить поверхность, отполировать её и выготовить таким образом, чтобы она хорошо отражала солнечные лучи.

Как бы там ни было, при выборе материала покрытия необходимо учитывать коэффициент селективности: от 8,5 до 16. Селективное покрытие для солнечных коллекторов обладает и другими параметрами, но этот один из самых важных.

Источник: http://www.solnpanels.com/selektivnoe-pokrytie-dlya-solnechnogo-kollektora/

Покрытия поглощающих панелей (абсорберов)

От эффективности поглощающего покрытия в значительной степени зависит эффективность работы гелиоколлектора. Логичным является то, что чем больше энергии сможет поглотить покрытие, тем лучше. Но раньше не обращали внимание на то, что значительная часть поглощенной энергии идет на нагрев воздуха внутри коллектора и, как следствие, увеличение тепловых потерь.

Следующим этапом было использование селективных покрытий (избирательных). Селективное покрытие прозрачно для инфракрасного излучения (пропускает и поглощает солнечное излучение), но является зеркалом для теплового, в результате тепловая энергия «запирается» внутри поглощающей панели.

Существует примерно 30 разнообразных поглощающих покрытий, обладающих селективностью (специальные краски и лаки, гальваническое покрытие «черный хром», высокоселективные многослойные покрытия и др.), которые наносятся на различные материалы (алюминий, медь, стекло).

Основными показателями эффективности поглощающих покрытий являются:

коэффициент поглощения (абсорбации – a, обычно от 0,8 до 0,98), характеризующий сколько энергии поглощается относительно падающего излучения;
коэффициент излучения (эмиссии – e, обычно от 0,95 до 0,02), показывающий сколько энергии излучается относительно поглощенной энергии;
коэффициент селективности (=a/e), для удобства сравнивания поглощающих покрытий, т.е. чем больше значение тем лучше.

В настоящее время почти все современные коллекторы выпускаются только с высокоселективными поглощающими покрытиями абсорберов, т.к. помимо своей высокой эффективности они обладают еще и высокой технологичностью и надежностью.

Источник: http://www.sintsolar.com.ua/info/theory-ru/coatings-absorbing-panels-ru.html

Характеристики селективных покрытий

Эффективность селективной поверхности измеряется коэффициентом поглощения (α) солнечной энергии, относительной излучающей способностью (ε) длинноволновой тепловой радиации и отношением поглощательной способности к излучательной (α/ε).

Селективные покрытия должны оцениваться по возможности их нанесения на определенный материал теплоприемника, по их стоимости, наличию и долговечности.

Каждое селективное покрытие предназначено для нанесения на определенный материал: селективные покрытия для меди, необязательно годятся для алюминия. Стоимость является важным фактором, поскольку применение селективных покрытий либо снижает затраты на другие элементы солнечного коллектора (например, устраняет необходимость в двойном остеклении коллектора), либо значительно улучшает характеристики коллектора (а это оправдывает затраты) путем повышения рабочей температуры, получаемой от солнечного коллектора, или путем увеличения общего количества поглощаемой энергии.

Не все селективные покрытия легко доступны. Иногда эти трудности связаны с высокими транспортными расходами до завода, где наносится покрытие, и обратно до потребителя. Ограничивает их применение и сложный процесс нанесения, требующий контроля качества. Обычными методами нанесения покрытий являются гальванические, химические и пароосадительные ванны. Микроскопические слои в полмикрона должны иметь равномерную толщину. В таблице приводятся некоторые характеристики селективных поверхностей.

Таблица 1. Свойства селективных покрытий
Поверхность	Поглощательная способность для солнечной энергии, α	Излучательная способность для длинноволнового излучения поверхностей, типичных для плоских солнечных коллекторов, ε
«Черный никель»; содержит окиси и сульфиды Ni и Zn на полированном Ni	0,91…0,94	0,11
«Черный никель» на оцинкованном железе	0,89	0,16…0,18
«Черный никель» 2 слоя поверх гальванопокрытия из Ni на мягкой стали (α и ε после 6-часового погружения в кипящую воду)	0,94	0,07
CuO на Ni; медь в качестве электрода с последующим окислением	0,81	0,17
Co₃O₄ на серебре; методом осаждения и окисления	0,90	0,27
CuO на Al; методом набрызгивания разбавленного раствора Cu(NO₃)₂ на горячую алюминиевую пластину с последующей горячей сушкой	0,93	0,11
«Черная медь» на Cu; методом обработки Cu раствором NaOH и NaClO₂	0,89	0,17
«Эбанол С» наCu; промышленная обработка чернением Cu, обеспечивающая покрытия в основном на CuO	0,90	0,16
CuO на анодированном Al; обработка Al горячим раствором Cu(NO₃)₂—KMnO₄	0,85	0,11
Горячая сушка Al₂O₃—Mo—Al₂O₃Mo—Al₂O₃Mo—Al₂O₃; промежуточные слои на Mo (ε измеряется при 260°C)	0,91	0,085
Кристаллы PbS на Al	0,89	0,20

При выборе селективного покрытия ключевым фактором является долговечность. Среди разрушительных факторов следует отметить влагу, высокие температуры и солнечный свет.

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.

Источник: http://www.mensh.ru/articles/harakteristiki-selektivnyh-pokrytiy

Селективные пленки

В последнее время поверхности тепловоспринимающих панелей большинства солнечных коллекторов стали покрывать селективно-поглощающими пленками с целью улучшить поглощение солнечных лучей и снизить теплопотери в результате излучения.

Благодаря этому достигается значительное повышение коэффициента полезного действия солнечного коллектора. Раньше обработка поверхности тепловоспринимающих пластин солнечных коллекторов состояла в окрашивании их в черный цвет, причем особенно удачным считалось покрытие предварительно полированных металлических плит слоем газовой сажи, вследствие чего коэффициент поглощения солнечного излучения возрастал до значений более 0,96.

Как известно, всякое физическое тело, имеющее собственную температуру, излучает тепло в окружающую среду, причем количество излучаемого тепла пропорционально коэффициенту излучения поверхности тела.

Абсолютно черное тело имеет коэффициент излучения 1, а у черной краски коэффициент излучения близок к 1. По мере нагревания солнечной панели увеличивается количество тепла, теряемого панелью за счет теплового излучения с ее поверхности в окружающее пространство, и снижается коэффициент усвоения тепла.

Однако, если отполировать поверхность медной или алюминиевой пластины, то при той же температуре теряется лишь 1/10 часть энергии, испускаемой черным теплом, и коэффициент излучения становится равным весьма малой величине — около 0,1.

Следовательно, если создать такую поверхность, которая обладала бы, подобно черному телу, коэффициентом поглощения 1 только в спектральной области солнечного излучения (0,3.3 мкм), а само излучало бы немного, подобно отполированной металлической пластине, имеющей малый коэффициент излучения в длинноволновой области спектра с максимумом излучения при длине волны 10 мкм, то мы получили бы идеальную тепловоспринимающую поверхность, которая обладала бы нужными селективно-поглощающими свойствами. Несколько десятков лет тому назад проф. Табор в Израиле впервые создал подобную селективно-поглощающую пленку.

Для получения таких свойств на металлическую полированную поверхность с низким коэффициентом излучения наносится тонкий слой оксида меди, черного хрома или оксидов других металлов, либо покрытие из полупроводников.

Коротковолновое солнечное излучение активно поглощается черной пленкой и на поверхности металлической плиты преобразуется в тепловую энергию, с другой стороны, вследствие наличия под тонкой пленкой поверхности с малым коэффициентом излучения длинноволновое излучение практически не испускается тепловоспринимающей пластиной и лишь незначительная его часть отражается от полированной поверхности.

Следует отметить, что в структуре селективной пленки обязательно должна присутствовать металлическая полированная подложка, т.к. одной лишь пленкой желаемый тепловой эффект не может быть достигнут.

В настоящее время при изготовлении селективно-поглощающих пленок для медных пластин используют черный хром и оксид меди, для алюминиевых пластин — оксид алюминия. Многие из этих материалов имеют коэффициент излучения 0,1…0,15. Кроме того, в последнее время используются красители с селективно-поглощающими свойствами, позволяющие получить коэффициент излучения около 0,3.

Источник: http://www.mensh.ru/articles/selektivnye-plenki

Мягкое селективное покрытие стекла: что это и где его купить?

Современное строительство предъявляет к пластиковому окну самые высокие требования по теплозащите, энергосбережению, звукоизоляции, экологичности, прочности и долговечности. Кроме того, для потребителей крайне актуальной остается защита от взломов и проникновения непрошеных гостей.

Для обеспечения этих функций были разработаны различные виды стекол. Некоторые необходимые свойства задаются стеклу еще на стадии его изготовления. Соответственно, прежде чем приступить к изготовлению стекла, нужно хорошо представлять, в каких условиях его будут эксплуатировать.

Флоат-стекло – наиболее распространенный вид стекла, получаемый флоат-методом, при котором стекло на выходе из печи плавления выливается на поверхность расплавленного олова и затем поступает через зону охлаждения для дальнейшей обработки. Флоат-стекло характеризуется исключительной ровностью и отсутствием оптических дефектов.

Армированное стекло – стекло с металлической сеткой, безопасное и пожаростойкое. При пожаре образует эффективную преграду на пути дыма и горячих газов. Хотя армированное стекло может треснуть, арматура все равно удержит его на месте, сдерживая распространение огня.

Ламинированное стекло, или триплекс – стекло, состоящее из нескольких слоев стекол, ламинированных вместе специальной пленкой, отличающейся высокой прочностью. При разрушении стекла оно остается на пленке. За это качество триплекс называют «стеклом безопасности».

Основная задача триплекса – препятствовать насильственному вторжению. Кроме того, триплекс снижает опасность от разлетающихся осколков (стекло разбивается, но остается в раме). Ламинированные стекла способствуют защите помещения от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей (предохраняют от выгорания мебель, обои и др.). Многослойное стекло также способно эффективно снижать воздействие нежелательных шумов.

Солнцезащитное стекло – стекло, способное снижать пропускание световой и солнечной тепловой энергии. Такими стеклами являются, например, окрашенные по всей массе стекла следующих цветов: промежуточный между бронзовым и коричневым, серый и зеленый. А также некоторые стекла с покрытиями.

Узорчатое стекло – листовое стекло, одна поверхность которого имеет декоративную обработку. Узорчатое стекло изготавливается разных цветов, рисунков, различной толщины, может иметь разную светопропускаемость.

Селективное стекло – стекло, которое имеет покрытие, обладающее низкой излучательной способностью (низкоэмиссионные). Теплоизолирующая способность селективного стекла намного выше обычного. Солнечное коротковолновое тепловое излучение проникает через стекло хорошо, а стремящееся выйти наружу длинноволновое излучение эффективно отражается от поверхности. Селективное покрытие можно наносить одновременно с процессом изготовления стекла либо методом плазменного напыления в вакууме.

Закаленное стекло – стекло, у которого по сравнению с обычным стеклом путем химической или термической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температуры. При разрушении закаленное стекло распадается на маленькие безопасные осколки.

Мягкое» самоочищающееся стекло. В 2002 году английская фирма Pilkington представила первое в мире самоочищающееся стекло. Стекло Pilkington Activ произведено методом магнетронного напыления тонкого прозрачного покрытия оксида титана.

Под воздействием ультрафиолетового излучения этот материал провоцирует химическую реакцию, разлагающую органические соединения на поверхности стекла. Во время дождя вся грязь смывается. Таким образом, этот вид стекол не нуждается в очистке специальными средствами.

Наиболее распространенным при изготовлении окон является флоат-стекло. Стекло, изготовленное этим методом, характеризуется равномерной толщиной, прекрасным качеством поверхности, отсутствием оптических дефектов.

Стеклопакет занимает практически всю площадь окна. Поэтому от качества изготовления стеклопакета в значительной степени зависят эксплуатационные свойства конструкции в целом.

Стеклопакет состоит из двух или более стекол, которые разделены воздушным или газовым промежутком и герметично соединены по контуру при помощи специальной (дистанционной) рамки. Такой своеобразный стеклянно-воздушный «бутерброд» обеспечивает современным окнам отличные теплозащитные и звукоизоляционные свойства.

Дистанционная рамка, которая разделяет стекла в стеклопакете, режется, как правило, из алюминиевого профиля. Эта полая рамка перфорирована. Внутрь засыпается специальное вещество – молекулярное сито, которое впитывает влагу из пространства между стеклами. Тем самым предотвращается запотевание стекол внутри стеклопакета. Новая влага внутрь не попадет, поскольку весь блок с торцов стеклопакета заливается герметиком.

Стеклопакеты могут быть одно-, двух-, трехкамерными. Что это значит? Под камерой в данном случае понимается промежуток (воздушный или газовый) между стеклами. Таким образом, однокамерный стеклопакет состоит из двух стекол с воздушным пространством между ними, двухкамерный стеклопакет включает в себя три стекла.

Кроме того, стеклопакеты имеют разную ширину (24 мм, 32 мм, 36 мм, 42 мм). Энергосберегающие свойства стеклопакета зависят от количества стекол и их вида. Так, например, на внутренней стороне однокамерного стеклопакета с обычными стеклами конденсат образуется уже при -8°С, на двухкамерном – при -18°С, при условии обеспечения в помещении оптимального температурно-влажностного режима эксплуатации.

Так что выбор стеклопакета полностью зависит от требований, которые предъявляет к нему заказчик. Следует отметить, что выбор конструкции стеклопакета может быть ограничен особенностями профильной системы и техническими условиями конкретного оконного производства.

Энергосберегающие и шумопонижающие свойства стеклопакетов могут быть улучшены за счет применения специальных видов стекла. Как показали исследования, основная доля теплопотерь приходится на тепловое излучение. Для уменьшения этого вида излучения были разработаны так называемые энергосберегающие стекла.

Придание стеклу специальных свойств обеспечивается с нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий. Такие покрытия позволяют проникать в помещение коротковолновому солнечному излучению, но препятствуют выходу наружу длинноволнового теплового излучения от отопительных приборов.

В настоящее время используются два типа покрытий: «твердые» (k-стекло) и «мягкие» (i-стекло). Для получения первого типа низкоэмиссионного стекла непосредственно при изготовлении на его поверхность методом химической реакции наносится тонкое прозрачное покрытие. Такое покрытие позволяет снизить потери за счет излучения примерно в 7–8 раз по сравнению с чистым стеклом.

Ко второму типу относятся стекла с покрытиями, наносимыми путем вакуумного напыления. Они позволяют уменьшить излучение в несколько десятков раз.

Низкоэмиссионное стекло в отопительный период «возвращает» в квартиру от 70 (k-стекло) до 90% (i-стекло) тепловых волн, исходящих от нагревательных приборов. Летом же оно отражает тепловую инфракрасную часть солнечного излучения. В результате зимой в комнате становится теплее, летом – прохладнее.

Кроме того, для понижения теплопотерь стеклопакет можно заполнить инертным газом. Для заполнения используются различные инертные газы или их смеси.

В замкнутом пространстве между стеклами может находиться осушенный воздух или инертный газ, например аргон или криптон. Поскольку газ имеет более высокую плотность, потери тепла, происходящие за счет конвекции и теплоотдачи внутри стеклопакета, снижаются. Таким образом, теплозащитные характеристики стеклопакета с инертным газом выше, чем у конструкции, заполненной воздухом.

Источник: http://library.stroit.ru/articles/steklopaket/index.html

Мягкое селективное покрытие стекла: что это, зачем применяется в стеклопакетах?