Солнечный коллектор

А что если взять плоский лист металла и припаять к нему змейкой медную трубку нужного диаметра нужной длины?

 

Вот
А трубу, разных диаметров, припои, флюсы, горелки, краску термостойкую.... на любом базаре в сантех ряду.

 

Мне не нравится эта идея потому, что такой коллектор энергозависим, поскольку для змейки подойдет только принудительная циркуляция.

 

Постараюсь ответить на некоторые вопросы интересующие любителей мастерить гелиоколлекторы.
Рассмотрим вначале часто встречющиеся слова теплопроводность, сталь, медь и алюминий.
Если у алюминия теплопроводность выше чем у стали, а у меди выше чем у алюминия то это не
значит, что в конкретной конструкции гелиоколлектора это автоматически даст выигрыш в тепловых
характеристиках и стоимости. Такой прием хорош для рекламных проспектов.
Введем такой критерий - отношение цены к теплопроводности. В качестве примера взьмем сталь и
алюминий.
Сталь - цена 8 грн/кг, коэфф. теплопроводности 50 вт/(м*с) кст=8/50=0.16
Алюминий - цена 50 грн/кг, коэфф. теплопроводности 200 вт/(м*с) кал=50/200=0.25
По этому критерию алюминий проигрывает стали. Из этого следует вывод.
Если взять 2 полосы, одну из стали и другую из алюминия, то для передачи одного и того же
количества тепла при прочих равных условиях стальная пластина будет в 4 раза толще алюминиевой.
По цене она тоже будет дешевле в 1.56 раза.
Для других вариантов сталь-медь, алюминий медь каждый может просчитать самостоятельно.

ТЕПЕРЬ РАССМОТРИМ ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГОТОВЫХ
АЛЮМИНИЕВЫХ АККОРДОВ И БАТАРЕЙ ДЛЯ ГЕЛИОКОЛЛЕКТОРОВ
Здесь необходимо очень четко понимать, что от СОЛНЦА мы получаем только лучистую энергию и
собирать ее можно только поверхностью полностью поглощающей эту энергию. Степень черноты
такой поверхности должна быть максимально приближена к единице. Коэффициент теплопроводности
в этом физическом процессе ни при чем. Конструкция гелиоколлектора затем должна поглощенную
лучистую энергию в виде тепла использовать по назначению и с минимальными потерями.
Аккорды и батареи для отопления, за редким исключеним плохо подходят для сбора лучистой
энергии. Верхние ребра экранируют остальные и те подогреваются только теплым воздухом в основном за счет конвекции. А такая теплопередающая цепочка очень неэффективна.
Поэтому необходимо тщательно анализировать конструкции аккордов и батарей прежде чем использовать
их в гелиоколлекторах.

 

Приношу свои извинения. Были неверно посчитаны коэффициенты тепловой эффективности конструкционных материалов для теплообменников гелиоколлекторов.
Рассмотрим вначале часто встречющиеся слова теплопроводность, сталь, медь и алюминий.
Если у алюминия теплопроводность выше чем у стали, а у меди выше чем у алюминия то это не
значит, что в конкретной конструкции гелиоколлектора это автоматически даст выигрыш в тепловых
характеристиках и стоимости. Такой прием хорош для рекламных проспектов.
Введем такой критерий - отношение цены к теплопроводности. В качестве примера взьмем сталь и
алюминий.
Сталь - цена 8 грн/кг, коэфф. теплопроводности 50 вт/(м*с)
Удельный вес стали 7,8 Кг/литр
Алюминий - цена 50 грн/кг, коэфф. теплопроводности 200 вт/(м*с)
Удельный вес алюминия 2,7 Кг/литр
Расчет:
Задаем массу стали 1 кГ и тогда эквивалентная по теплопроводности масса алюминия будет равной
mal =2,7/7,8*(50/200)=0,0865 кГ
Теперь мы можем посчитать критерии тепловой эффективности стали и алюминия.
Kst= 8*1 = 8 [гривен*кГ]
Kal= 50*0.0865 = 4.33 [гривен*кГ]
Отсюда мы видим, что алюминий болееэффективен по критерию тепловой эффективности материала.
Для других вариантов сталь-медь, алюминий медь каждый может просчитать самостоятельно.

ТЕПЕРЬ РАССМОТРИМ ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГОТОВЫХ
АЛЮМИНИЕВЫХ АККОРДОВ И БАТАРЕЙ ДЛЯ ГЕЛИОКОЛЛЕКТОРОВ
Здесь необходимо очень четко понимать, что от СОЛНЦА мы получаем только лучистую энергию и
собирать ее можно только поверхностью полностью поглощающей эту энергию. Степень черноты
такой поверхности должна быть максимально приближена к единице. Коэффициент теплопроводности
в этом физическом процессе ни при чем. Конструкция гелиоколлектора затем должна поглощенную
лучистую энергию в виде тепла использовать по назначению и с минимальными потерями.
Аккорды и батареи для отопления, за редким исключеним плохо подходят для сбора лучистой
энергии. Верхние ребра экранируют остальные и те подогреваются только теплым воздухом в основном за счет конвекции. А такая теплопередающая цепочка очень неэффективна.
Поэтому необходимо тщательно анализировать конструкции аккордов, батарей и других теплообменников прежде чем использовать
их в гелиоколлекторах.

 

Это же скорость. Почему Вы не учитываете толщину стенки, то есть путь?
Вы очень, я думаю, много внимания уделяете теплопроводности конструкционного металла. У Вас же энергия не импульсами поступает, и толщина стенок не метровая. Уверен, при испытании на стенде, одинаковые коллекторы из трёх, Вами перечисленных, металлов покажут величину разницы с малой претензией на внимание, и за теплопроводностью будет только какая-то часть этой разницы.
Покрытие, чёрная "краска" - вот что достойно пристального внимания.
При пересчёте на деньги, лучше, я считаю, учитывать эксплуатационную стойкость и простоту технологий обработки. Медь - самая дешёвая. Пока отработает один медный теплообменник, Вам придётся раз пять снова сделать стальной, и раза три алюминиевый. С алюминием трудней работать, он активный, не очень пластичный....