Prosty kolektor słoneczny

Awatar użytkownika
maszakow
Doświadczony
Posty: 340
Rejestracja: 07 cze 2006, 10:34
Lokalizacja: Gdańsk

Prosty kolektor słoneczny

Postautor: maszakow » 26 mar 2007, 10:44

Byłem niedawno u znajomego by wyrwać rurki z nierdzewki do elektrolizera (wątek ogniwo Joego - mam zamiar zrobić wariację na temat :) )
, gość pokazał mi swoje eksperymentalne podejście do ekonomiki ogrzewania.
Chodzi o prosty wymiennik ciepła pobierający ciepło z promieni słonecznych.
Konstrukcja panelu to płaska skrzynka 1.7x0.5x0.05 metra z przedziałami. W całości wypełniona drobnym węglem wstępnie przesianym i oczyszczonym. Całość zamknięta szybą i uszczelniona silikonem. wejście i wyjście wody - bezpośrednio w węgiel.
Konstrukcja oczywiście malowana na czarno.
Wkrótce mają odbyć się próby :).
podstawowe zagrożenia z których gość zdaje sobie sprawę to:
a) masa całości
B) ciśnienie które może rozwalić/wypchnąć mu szybę
jednak tu chodzi o eksperyment więc trzymajcie kciuki. :!:
Ostatnio zmieniony 26 mar 2007, 14:16 przez maszakow, łącznie zmieniany 1 raz.
maszakow

...A mój Jumper już nie pali - bo go ukradli ...:(

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 26 mar 2007, 12:23

Ot, ciekawostka.

Zmienię temat, bo to jednak kolektor słoneczny.
Interesują Cię alternatywne paliwa i odnawialne źródła energii? Na pewno zaciekawią Cię też przygotowania na trudne czasy (tzw. nowoczesny survival) :!:

Awatar użytkownika
maszakow
Doświadczony
Posty: 340
Rejestracja: 07 cze 2006, 10:34
Lokalizacja: Gdańsk

Postautor: maszakow » 27 mar 2007, 10:29

poniżej link jak zrobić kolektor z ...wymiennika ciepła z lodówki.
myślę że wart zainteresowania, bo rozwiązanie wygląda na tanie i przystępne.
http://www.thesietch.org/projects/solar ... /index.htm
maszakow

...A mój Jumper już nie pali - bo go ukradli ...:(

Darek
Doświadczony
Posty: 557
Rejestracja: 27 lut 2006, 18:16
Lokalizacja: Mazury

Postautor: Darek » 29 mar 2007, 18:16

Ciekawy ten pomysł z węglem. Na pewno zadziała, ale... Podstwawą wadą kolektorów z "czymś czarnym" jest to, że nie pracują w dni pochmurne. Aby kolektor wykorzystywał 110% promieniowania słonecznego powinien być zrobiony z czernionego metalu. Tyle tylko, że warstwa "czernidła" nie może być grubsza, niż długość łapanej fali. Robiłem kilka eksperymentów i do tej pory nie znalazłem dobrej metody oksydowania. Obecnie myślę o czernieniu powierzchni metalu przy pomocy soli chromowych tak, aby wytworzyć cienką i czarną powierzchnię chromu. Kolektory chromowane mają b. wysokie parametry, więc może coś mi się uda :) Chociaż i tak kolektory do swojego bojlera kupię w sklepie ;)

Awatar użytkownika
maszakow
Doświadczony
Posty: 340
Rejestracja: 07 cze 2006, 10:34
Lokalizacja: Gdańsk

Postautor: maszakow » 30 mar 2007, 08:11

O jakich grubościach mówimy ? jak gruba ma być zewnętrzna warstwa? są różne technologie obróbki pozwalające osiągnąć określoną grubość powłoki zewnętrznej.
Tradycyjne malowanie proszkowe daje ci powłokę 80-150um a jeśli to oszczędna firma z dobrym sprzętem to i 50um wyrobi bez widocznej różnicy w jakości.
maszakow

...A mój Jumper już nie pali - bo go ukradli ...:(

Darek
Doświadczony
Posty: 557
Rejestracja: 27 lut 2006, 18:16
Lokalizacja: Mazury

Postautor: Darek » 31 mar 2007, 15:42

Jeżeli dobrze zrozumiałem teorię kolektorów, to grubość oksydacji nie może być większa niż długość fali którą chcemy "złapać". W takim wypadku zewnętrzna warstwa jest przezroczysta dla fal dłuższych od tej grubości. W konsekwencji zewnętrzna czarna warstwa zamienia na ciepło promieniowanie widzialne, a promieniowanie podczerwone jest chwytane przez metal. Zwykłe malowanie to za grubo, nawet oksydowanie większością metod też daje zbyt grube powłoki. Promieniowanie poczerwone ma długość od 0.75 do 2.5 um i warstwa grubsza niż 2.5 um go nie złapie.
Dobry materiał na kolektor znacznie podnosi jego możliwości grzewcze. Np. "coś czarnego" pod szybą może osiągnąć temperaturę równowagi 113 stopni, a odpowiednio spreparowany metal 194 stopnie (dane z książki "Energia słoneczna w służbie człowieka"). Doskonały efekt daja też lustra - jeżeli stopień koncentracji wynosi 2, to możliwe do uzyskania temperatury odpowiednio 180 stopni i 320 stopni. Mam samodzielnie zrobioną słoneczną suszarkę do owoców i następną modyfikacją będzie dodanie luster :)
Wracając do kolektora z węglem - czy od spodu dał izolację? Bez warstwy styropianu lub wełny kolektor będzie miał znacznie gorsze parametry.

Darek
Doświadczony
Posty: 557
Rejestracja: 27 lut 2006, 18:16
Lokalizacja: Mazury

Postautor: Darek » 25 lip 2007, 10:59

Chyba coś pokręciłem :( Aby nie pozostawić żadnych wątpliwości o co
chodzi w absorberach selektywnych zacytuję w/w książkę:

Są to zazwyczaj wypolerowane powierzchnie metalowe pokryte dodatkowo
cienkimi warstewkami czarnych soli jak tlenki niklu czy miedzi. Mają one
duże współczynniki pochłaniania, rzędu 0.9 dla krótkofalowego zakresu
promieniowania. Jeżeli jednak warstwa jest dostatecznie cienka, to okazuje
się ona przezroczysta dla fal dłuższych niż jej grubość. Dla promieniowania
długofalowego, odpowiadającego temperaturom absorbenta, współczynnik emisji
jest więc bliski współczynnikowi emisji metalu znajdującego się pod jego
warstwą, tzn około 0.1. Zaś w takim selektywnym pochłaniaczu stosunek
(absorbcja/emisja) będzie wynosił około 9 i temperatura stanu równowagi w
warunkach uprzednio założonych wzrośnie do około 427 K (zakładając, że
natężenie długofalowego promieniowania atmosferycznegojest równe 200W/m2, a
współczynnik absorbcji tego promieniowania wynosi 0.1).

W/g tabeli w tej książce współczynnik absorbcji i emisji dla metalu wynosi
0.1. Sądzę, że ten cytat wskazuje, że grubość warstwy oksydacji (pokrycia) jest
kluczowa. Warstwy cieńsze od długości fali są przezroczyste. I dlatego
absorber selektywny "łapie" 0.1 promieniowania podczerwonego (co jest
współczynnikiem absorbcji metalu, a nie oksydacji) i emituje również 0.1
promieniowania podczerwonego (też wartość dla metalu a nie pokrycia). Gdy
pokrycie jest grubsze od długości fali, to absorbcja i emisja wynosi np. 0.9 i
iloraz absorbcja/emisja jest bliski jedności, czyli będzie to absorber
neutralny, a więc "coś czarnego". Mam nadzieję, że teraz niczego nie poplątałem :?:

W porównaniu do absorberów neutralnych zaletą absorberów selektywnych jest
nie tylko większa temperatura. Nawet jeżeli nie potrzebuję 100 stopni, to
dzięki większej mocy mam wyższą sprawność w przekazywaniu ciepła do wody.
Ale prawda jest, że gdy kolektor ma pracować głównie latem, to pchanie się
w drogie konstrukcje nie ma sensu. Zwykła czarna folia przykryta szybą daje
zadziwiająco dobre efekty (co sprawdziłem na własnej skórze, czyli
poparzyłem się ;)).

Darek
Doświadczony
Posty: 557
Rejestracja: 27 lut 2006, 18:16
Lokalizacja: Mazury

Postautor: Darek » 29 lip 2007, 17:30

Czarnej folii użyłem tylko dlatego, że była pod ręką. Pozatym ma same
wady. Nie wytrzymuje wysokiej temperatury i gdy nie odbiera się ciepła
dosyć szybko to się topi. I źle przewodzi ciepło, więc do kolektorów z
cieczą nie nadaje się. Ja używam jej w suszarce do grzania powietrza, ale
sądzę, że lepsza byłaby ceramika jak klinkier czy terakota. Albo wegiel jak
opisamo na początku wątku.
Zdecydowanie najlepiej używać metalu, ale oksydowanego. Niektórzy malują
metal farbą, a to ma tyle samo wad co folia. Oksydowanie jest tanie i
proste a efekt bardzo dobry. Szukając materiałów o oksydowaniu i barwieniu
metali w starym "Kalendarzu Młodego Technika" trafiłem na ciekawą metodę.
Polega to na elektrochemicznym barwieniu przy pomocy barwników
organicznych. Podobno otrzymana warstwa ma mikronową grubość i jest
niezwykle równomierna. Jednak w warunkach amatorskich elektrochemiczne
nakładnie powłoki na kolektor byłoby piramidalnie drogie. Swego czasu
próbowałem wytworzyć na stali cienką warstwę metalicznej miedzi. Była ona
matowa a skuteczność absorbcji porównywalna z "czymś czarnym". Sądzę, że
była nawet lepsza, ale nie robiłem bezpośredniego porownania, więc mogłem
się czymś zasugerować lub lepsze efekty wynikały z lepszego przewodnictwa
cieplnego. Jak tylko przywiozę swoje odczynniki to jeszcze poeksperymentuję.

Darek
Doświadczony
Posty: 557
Rejestracja: 27 lut 2006, 18:16
Lokalizacja: Mazury

Postautor: Darek » 03 lis 2007, 14:19

Jak na razie najlepsze czernienie uzyskałem przez wytworzenie tlenku
miedzi. Obecnie zbieram materiały do prob z siarczkiem miedzi. Słońca nie
ma, więc się nie spieszę.

Po co chcesz kupować układ skupiający? Doskonałe odbicie daje zwykła
polerowana blacha. Jeżeli to ma być skupianie w kształcie rynny, to
wyprofiluj arkusz blachy w parabolę. A jeżeli masz zamiar ogniskować, to
użyj starej anteny satelitarnej. Po wypolerowaniu powinna doskonale dzialać ;)

Darek
Doświadczony
Posty: 557
Rejestracja: 27 lut 2006, 18:16
Lokalizacja: Mazury

Postautor: Darek » 09 lis 2007, 09:37

Czerniłem w ogniu. Jednak słowo "czerniłem" nie oddaje koloru, jest on
ciemnoszary. Dlatego mam zamiar spróbować siarczku, podobno daje on głęboką
czerń. Muszę sobie tylko przygotować wielosiarczek.

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 22 lip 2008, 08:31

Jak tanio? Cena na stronie nie jest podana.
Interesują Cię alternatywne paliwa i odnawialne źródła energii? Na pewno zaciekawią Cię też przygotowania na trudne czasy (tzw. nowoczesny survival) :!:

stolec
Doświadczony
Posty: 546
Rejestracja: 02 maja 2008, 21:24
Lokalizacja: Rzeszów

Postautor: stolec » 22 lip 2008, 18:17

przecież chemiczne poczernienie miedzi jest banalnie proste, i można je wykonać już po lutowaniu bo wysoka temperatura nie uszkodzi lutów, w internecie można znaleźć różne przepisy, a odczynniki chemiczne kosztują mniej niż najtańsza farba.

Darek
Doświadczony
Posty: 557
Rejestracja: 27 lut 2006, 18:16
Lokalizacja: Mazury

Postautor: Darek » 27 lip 2008, 12:28

Ale w przypadku kolektora problemem jest jego wielkość. Do poczernienia 1-2
m2 w warunkach amatorskich możesz użyć co najwyżej tamponu i lutlampy. W
dodatku zbyt gruba warstwa tlenku czy siarczku nie pozwoli na uzyskanie
lepszych parametrów kolektora niż czarna farba. Jak na razie wypróbowałem
parę sposobów, lecz żaden mnie w pełni nie satysfakcjonuje. Może masz jakis
patent na wykonanie na miedzi czarnej warstwy odpornej na ciepło i UV o
grubości pojedynczych mikronów? Byłbym wdzięczny za podpowiedź.

stolec
Doświadczony
Posty: 546
Rejestracja: 02 maja 2008, 21:24
Lokalizacja: Rzeszów

Postautor: stolec » 27 lip 2008, 13:38

Myślałem raczej o pistolecie malarskim i palniku do przyklejania papy niż o tamponie, nie zajmowałem się nigdy tym więc nie mam doświadczenia, ale liczne przepisy są dostępne na internecie a najlepiej w literaturze wbrew pozorom widziałem to w książkach do galwanotechniki. Warstwa tlenku a na pewno siarczku zawsze będzie bardzo cienka, roztwór ma gęstość ok 1g/cm3 i zawiera kilka procent siarki, natryskując roztwór o znanym składzie pistoletem można dokładnie policzyć ile um miedzi mogło max ubyć i zmienić się w warstwę siarczku której grubość można wyliczyć. Wystarczy oszacować przebieg reakcji i odczytać gęstości z tablic. Na pewno związki mineralne miedzi będą lepszym przewodnikiem ciepła niż jakakolwiek farba polimerowa.

Marco
Doświadczony
Posty: 181
Rejestracja: 29 gru 2008, 16:55
Lokalizacja: Białystok

Postautor: Marco » 22 sty 2009, 14:36

Czy ktoś obiektywny mógłby się wypowiedzieć na temat użyteczności kolektorów słonecznych w naszym klimacie? Warto u siebie coś takiego zainstalować?


Wróć do „Ogrzewanie i klimatyzacja”

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość

cron