吸热体的材料
一般说来,在通常的温度范围内,金属的热传导能力很强,而非金属的热传导能力较差。所以,吸热体多采用金属材料,表2-1给出了几种主要吸热体材料的物理性能。
表2-1 吸热体材料的物理性能(常温)
在金属材料中,铜、铝的导热性能又优于钢材,因此,目前国内大多数管板式、翼管式吸热体大都采用铜、铝作为吸热体材料。这里需要说明的是,由于铝材(尤其是纯铝)易腐蚀,不宜在水中含碱高的地区作为管材使用。钢材由于成本较低,具有较强的抗拉强度,多作为扁盒式、瓦楞式吸热体的主要材料。
(3)吸热体的表面涂层
金属材料虽然比非金属材料具有较强的热传导性能,但是在通常的温度下,一般金属对光的吸收能力低于非金属,这是因为金属的反射率高于非金属。为了降低金属表面的反射率,提高吸收率,需要在金属吸热体表面制备一层黑色涂层,叫做吸热体的表面涂层。有了这层涂层,可以使金属的光吸收率提高到90%以上,从而改善集热器的吸热效果。吸热体的表面涂层有选择性和非选择性两种。
选择性涂层是一种对光的短波辐射[(0.3~3)×10-6m]具有高吸收率(>0.90),而对光的长波辐射(>3×10﹣6m)则具有低发射率(<0.3)的涂层。这也是说,选择性涂层几乎吸收全部太阳辐射,而发射出的能量却非常少。
非选择性涂层是一种表面呈黑色的吸光涂层。它对光不具备选择性,亦即吸收的能量多,发射的能量也多。例如黑板漆,它虽然具有高吸收率(>0.90),但发射率也很高,通常在0.50~0.90之间。
商品太阳能集热器一般选用选择性表面涂料,自制低温太阳能集热器为了降低成本,通常可选用非选择性涂料。例如,黑板漆或沥青漆加1%炭黑(农村也可用锅底烟灰代替炭黑)制备。
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