солнце

Ну да. Просто это в конструкции не упоминалось. То есть, нужно ещё стекло (или прозрачный пластик).

Нельзя. Один из самых устойчивых к свету доступных пластиков (поликарбонат) живёт в таких условиях 10-15 лет и к концу срока выглядит уже дерьмово. Мутнеет. Что напрямую сказывается на эффективности. Кстати, поликарбонат - весьма недёшев.
Единственный надёжный способ защиты пластиков от света - добавление непрозрачного пигмента (технический углерод обычно).

Дело в С-С (С=С) связи, которая разбивается светом, а она имеется в любом пластике.
Плюс нагрев. Плюс доступ воздуха (что в совокупностти со светом даёт активный кислород). Все главные факторы деструкции пластика в наличии.

Не нравятся, да... А вот если брать стеклянные, то изначальная дешевизна сразу уходит (зато остаётся, например, большая площадь контакта трубки с воздухом при небольшой апертуре). Плоское стекло - оно куда дешевле, да и лист металла совсем недорог...

КРАЙНЕ неэффективно: вода испаряется и охлаждается. А конденсироваться она будет на наружнем стекле парника. Получается тепловая труба, которая очень эффективно отводит тепло от теплоносителя в холодный воздух снаружи. Плюс излишние расходы на перекачку.

Солнечные коллекторы - очень непростое дело (если, конечно, пытаться достичь максимальной прибыли с вложеного рубля).

В какой-то момент - да, конечно. Но эта функция вовсе немонотонна и вовсе не столь тривиальна, как Вы думаете.

"Копеечные панели" площадью в 20 квадратов уже не кажутся такими копеечными, а если учесть установку...
Да и с КПД всё очень непросто. КПД "копеечной" панели зимой будет не то что нулевой, он будет отрицательный: ни за какое время при -30 снаружи Вы не нагреете воду хотя бы до 20С внутри. То есть, энергия, собраная такой панелью, для Вас полгода будет бесполезна. А жарким июльским днём Вы будете иметь 20кВт тепловой мощи, из которой используете на нагрев полезной Вам горячей воды от силы тот же киловатт. И ещё хорошо, если Вам не придётся думать, куда девать лишнюю (например, если они стоят на крыше, они Вам принесут лишь минус по энергии - придётся кондиционировать верхний этаж).

Если один квадратный метр вакуумного коллектора обошёлся Вам в ту же сумму (что легко), то он тупо экономичнее: работает круглый год и круглый год его энергия полезна.

А не всё так просто.

Если энергию предполагается использовать только пару месяцев летом и только днём, то да: можно идти в предельную дешевизну (и то, там вовсе не всё так просто, ибо коллектор - лишь один из компонентов системы). А чуть дальше/больше - уже нужно думать и считать для конкретного случая.

 

Я предложил не готовую конструкцию, а принцип поглощения энергии. А Вы сразу переключились на сравнение с отработанными технологиями.
Ладно, немножко усложнимся.
1. Поликарбонат "труба в трубе" с вакуумированным промежутком Вас устроит? Технологично. Пластик сам по себе еще и отличный изолятор. Нижнюю часть внешней трубы можно дополнительно металлизировать- получится концентратор. 10 лет отслужит как миленький.

2. "Парник". Также можно сделать двух-трехслойным. "Тепловой насос" будет перекачивать ровно столько, сколько будет лимитировано теплопередачей. В этом смысле без разницы: прямой контакт жидкости со стенкой, или паровая фаза.
Расходы на перекачку мизерные, это простая безнапорная циркуляция фактически.
Безусловно, при минус 20-30 градусов работать не будет, но:
Я живу на Севере, но даже у нас сейчас такие морозы не длятся больше месяца в году.
Для более южных регионов это не вопрос. Если и бывает неделя-другая морозная- ну что ж... Дровишками на зиму тоже немножко нужно запастись на всякий случай... Да и самые супер-пупер коллекторы в декабре-январе не смогут полностью обеспечить теплом по причине просто короткого светового дня. К тому же это в прямом смысле "копеечный" вариант. Зачем от него требовать работы в экстремальных условиях? Но с марта по ноябрь он будет работать вполне прилично. Зачем сравнивать "Бентли" с "Окой"?
Вопрос "летнего избытка" можно решить двумя путями: или просто отключить ненужную мощность, или... аккумулировать на зиму. Можно в тех же кристаллогидратах. Но это уже другая тема. Кстати, летом любой коллектор будет давать избыток, если он рассчитан на работу в "средненьких" условиях.

Конечно же все нужно считать и прикидывать конструктив, но...

 

Принцип везде один и тот же - солнце светит, что-то греет. Разница именно в деталях конструкций.

Не устроит. И Вас не устроит тоже. Потому что чтобы держать вакуум, поликарбонат должен быть толстым, а значит - дорогим, при равном объёме он примерно в 40 раз дороже стекла. То, что пластик теплоизолятор - несущественно, по сравнению с вакуумом это совершенная фигня. Стекло тоже не шибко теплопроводно, кого это волнует.
Уходите в сторону подорожания.

Ну да, без разницы. Но зачем тогда парник и фонтан? Плоский коллектор будет меньше (значит - меньше материалов, значит - дешевле).

Для фонтана? Значительные... зря Вы так пренебрежительно... Вся работа против силы тяжести на создание струи будет диссипирована.

А при нуле?
Через одинарное стекло без селективного покрытия и 30С теплоносителя теплоотток порядка 400Вт/м2. Это значит, что коллектор будет давать полезную энергию только в солнечный день при установке на нормаль к солнцу. И то - лишь 60% от исходного. Чуть слнце в сторону - увеличится отражение и проекция площади на нормаль, и все КПД резко пошёл вниз.

Отопление только СК сделать ОЧЕНЬ у нас сложно в любом случае: слишком мало солнца зимой, слишком холодно.
А для горячего водоснабжения нужно хотя бы градусов 50.

Ну, бак с теплообменником и теплоизоляцией Вам тоже обойдутся в какие-то деньги. Установка, трубы с теплоизоляцией... а если коллектор стоит ещё и выше бака (что легко), то ещё и насос, и расходы на циркуляцию.
Поэтому и не ставят в России коллекторы, что хлопотно. И хотят все отдачу с денег и хлопот своих поболее.

Накрывать чем-то надо. Следить за температурой (в жаркий день и закипеть может, давлением порвёт все к черту). Возня.

На зиму? Неее... это ненаучная фантастика. Вот сейчас как раз считаю себе аккум на (частично) ацетате натрия. На 10 кубов объёма (из них - 3 куба ацетата). Это на 2-3 месяца потребления горячей воды при идеальной теплоизоляции. Реально (полметра минваты) - где-то на полтора месяца. Но это, конечно, не для сезонного хранения, а просто для отопления (включать ТЭНы (или в будущем тепловой насос) по ночам, пока энергия дешевая). Где-то на сутки хватать должно.
С 20 квадратов с лета энергию просто негде хранить.

Угу. Нужно...
Если инженерная фантазия есть, вариантов можно накидать миллион.
А вот как только к реальности приближаешься, они отсеиваются с приводящей в ужас скоростью.

 

Безусловно отсев будет. И немалый.
Но когда фантазии ноль, то и отсеивать нечего...

 

Дело в том, что фаназии-то у многих дофига... а вот жизнеспособных типов конструкций коллекторов на рынке и крышах очень мало.
Чтобы прочувствовать тонкости, нужно себе поставить систему.
Обязательно - за свои бабки. И желательно - своими руками.

 

Фантазия фантазии рознь. Согласитесь, что идея сделать поглощение в самом теплоносителе не совсем стандартная.
Конечно, любая идея должна быть испытана и проработана. Прежде всего адекватно оценены как достоинства самой идеи, так и рамки ее рационального применения. Найти свою нишу.
Относительно отсутствия на рынке- так причины здесь скорее не технические, а социально- экономические. Реально человеку, не имеющему возможности самостоятельно запустить в производство свою пусть самую гениальную идею, практически невозможно никого заинтересовать. Кому нужны какие-то идеи, если можно поехать в Китай, купить всякое барахло и ТОРГОВАТЬ!...

 

Ну, может быть именно так в России... но не во всем мире точно. Как минимум, с Ваших же слов, Китай - должен быть исключением.

Что касается черного теплоносителя... Увы, но эта мысль приходит в голову одной из первых.
Просто она тут же уходит: те самые фильтры реальности.
Да, наверняка для СК ещё есть прекрасные, простые и гениальные решения... но на поверхности всё уже перебрали, выбрали и отсеяли.

Торговцев сам не очень люблю... но если смотреть на вещи реально: я никогда своими руками не сделаю нечто подобное китайской вакуумной трубке за 1.5$. Никогда. Мне материалы дороже встанут. Даже если этим материалом будет кусок картона площадью с ту трубку.

 

Для каких-то пластиков возможна реполимеризация и восстановление (полиэтилен/кевлар облучением сшивают, получают больше связей - только прочнее становится). Но это очень не для всех и больше теоретически, на заводах. Полипропилен перерабатывают просто добавляя старый в новую пластмассу (качество несколько снижается, но остаётся приемлимым для большинства применений). Вообще сейчас этим пока мало занимаются: переработка пластмасс по сравнению с их произвдством - капля в море.

Ну и если есть доступ воздуха, и идёт частичное окисление... ну фига там потом уже "отбеливать"?

 

Насчет Китая отчасти соглашусь (в большей части). Причин много, и дешевая раб сила, и политика государства, и менталитет... И то, что у них за взятки все-таки ПУБЛИЧНО РАССТРЕЛИВАЮТ! А слова "пенсия" нет даже в обиходе...

Часто то, что лежит на поверхности и многими "пересеяно и отбраковано" на поверку получается очень эффективным. Просто взглянуть на него нужно немножко под другим углом.

 

Поглотить излучение - пол дела. А как "удержать его"? Нагретая жидкость сама "светит" в тепловом ИК-диапазоне.
Можно еще и целину распахать - а смысл?
Смысл повышения КПД понятен - при малых уровнях освещенности получить тепло. А какой смысл городить гектары плохих неработающих гелиоколлекторов? Какой срок окупаемости у неработающего устройства?
И считайте пожалуйста в Джоулях/$ или кВт*часах/рубль -как Вам удобнее - тогда сразу все станет на свои места - нужна селективная поверхность, или не нужна, играться с "фонтаном" или делать серьезную тепловую машину.

 

Плохо считаете! Двигаетесь в правильном направлении!
Ацетаты ( натрия и др.) имеют кристаллогидратную форму - проще говоря, может быть растворенным в воде и холодным, а тепло выделять во время кристаллизации - что успешно используется в некоторых типах гелиоколлекторов, производимых во Франции, Италии, Израиле и конечно в Китае!
Так-что храните себе на здоровье без потери температуры - т.е. в холодном виде - сколько угодно долго. Только делайте блок батарей, что-бы не разрядить все сразу. И не забывайте об расширении - кристаллическая форма занимает больше места, чем раствор.

 

Каковы условия хранения в таком переохлажденном состоянии?
Чем инициируется процесс кристаллизации?
Как он регулируется?
Как происходит смена циклов растворения-кристаллизации?...

 

Почему же "плохо считаю"? ПОкажите на ошибку, что ли?

А то я не в курсе...
Только тут проблема с инициацией кристаллизации. И такая, вполне серьёзная на мой взгляд техническая проблема: ацетату лучше не контактировать с металлом теплообменников, только с пластиком. У меня пока идея такая: в мой бетонный куб ставятся герметичные полиэтиленовые бочки из-под химикатов по 200л (по 80кг ацетата в каждой). Любая разница между температурой кристаллогидрата и чистой воды сильно усложняет накопление тепла и работу автоматики, причём потери на этом могут быть даже более, чем на охлаждении. Потому что подлый ацетат из раствора имеет свойство организоваться ещё и в гексагидрат с температурой плавления поболее, и его оттуда хрена потом вытащишь, что ведет к тому, что по мере циклов разряда-заряда аккум теряет емкость.
Чем в бочках (которые ещё и сами внутри герметичного бака) _надёжно_ инициировать _правильную_ кристаллизацию кроме наличия затравок в насыщеном растворе, я не придумал.
Поэтому для себя я принял, что проще и выгоднее держать раствор перенасыщеным вместе с фазой кристаллогидрата и работать всегда в равновесии. Это ещё решает проблему с передачей тепла изнутри бочек в объём чистой воды, где теплообменники: при плавных процессах вполне достаточно теплопроводности стенок бочек. Иначе очень существенное время может уйти на передачу тепла.

Используется - знаю. Успешно - ну, НЯЗ, проблемы имеются. Я не хочу наступать на чужие грабли (у меня своих будет хватать с избытком ).

Это не проблема.

 

Да никаких особых условий: ацетат натрия по природе своей легко переохлаждается.
Как обычно: наличием затравки или неоднородности. Можно просто стукнуть.
Не-ее... если уж кристаллизация пошла - она пошла. ЕСли в переохлаждённой жидкости уже есть кристалл, он будет расти, и расти быстро. Никаких там регуляций, скорость определяет химия и термодинамика.
Нагрели - пошло растворяться. Остудили... ну, вот тут тонкий момент. И по большому счёту - малопредсказуемый. Ненасыщеный раствор ацетата без затравок легко пропускает точку замерзания. И _надёжно_ управлять началом кристаллизации - это требует гладких стенок сосуда, отсутсвия вибраций и вообще - это гемморойно.

 

... И _надёжно_ управлять началом кристаллизации - это требует гладких стенок сосуда, отсутсвия вибраций и вообще - это гемморойно...

Вот поэтому я и задал все эти вопросы предыдущему автору. Не все так просто с неуправляемыми превращениями.

 

Гугл Вам в помощь!
Начало кристаллизации - разрядом, звуком-стуком, механическая активация, пузырьки и т.д.
Замедлитель - любой гелеобразователь.
Тугоплавкий он только если дегидратируется, а если не давать испаряться воде - все нормально. Не давайте испаряться - подлейте сверху масла - воска - парафина ....
В бочках будет ну слишком медленный теплообмен. Чего вы боитесь использовать обыкновенные теплообменники? Главное - что-бы не было гальванической пары - все должно быть из одного металла.
В 200 литровую бочку вместится 280 кг. ацетата натрия.

 

Насчет скорости кристаллизации - сам не пробовал, но теория говорит, что можно все-таки управлять скоростью химических реакций. Ультразвук повышает скорость течения химических реакций существенно - так-же как и нагревание. Еще есть возможность менять давление, проводить электролиз, применять центробежное расслоение раствора. Может чья-то светлая голова осуществит управление скоростью и направлением кристаллизация/растворение?

 

Ну вот именно, что как эти все вещи надежно контролировать?
Где гарантия, что оно само по себе в какой-то момент не поедет?

Не. Я не про обезвоженый ацетат. Я про гексагидрат. Не тригидрат, который нам интересен, а альтернативную более тугоплавкую конфигурацию.

Несколько кВт с десятка бочек всяко будет. Более уже не нужно.

Вот именно коррозии и боюсь. Отсутствие гальванической пары в километре вокруг не гарантируешь, равно как и достаточно качественной изоляции. А воздух в систему проникать будет, как ни обескислороживай. Ну и зачем мне самому себе засаду устраивать?

А нафига мне в бочке ацетат?
Мне ещё вода нужна, исходя из расчёта три моля воды на моль ацетата. И чутка воздуха - как пространство для расширения, что при фазовых переходах, что просто при температурных перепадах. Бочки-то герметичные, а полиэтилен - не резина.