Пропиленгликоль как теплоноситель для системы солнечных батарей

По своим физическим характеристикам (если обращать внимание только на них, оптимальным видом теплонесущей среды для коллектора солнечной батареи может выступать обычная вода.

У нее хорошие показатели теплоемкости и высокий коэффициент теплоотдачи. Кроме этого, вода - доступный ресурс, не требующий особых затрат для добычи.

Однако, наряду с преимуществами, у воды есть один существенный минус - склонность к замерзанию при низких температурах. По этой причине такой теплоноситель, не используют в ситуациях, когда существует возможность понижения температуры до критических значений. Превращаясь в лёд, вода может повредить элементы системы и спровоцировать её разгерметизацию.

Согласно множеству исследований, лучшая теплонесущая среда для коллектора солнечной батареи - антифриз, так как он не склонен к замерзанию.

В соответствии с климатическими особенностями нашей страны, оптимальной версией теплонесущей среды будет смесь воды с пропиленгликолем, содержание которого должно составлять не менее 40%. Данные параметры пропорционального соотношения обеспечат максимально низкие показатели точки замерзания раствора. Он остаётся жидким даже при -30°С. Сегодня купить пропиленгликоль оптом в Москве не составит труда, на рынке достаточно продуктов как напрямую от производителей, так и от поставщиков.

Особенности и свойства

Пропиленгликоль - субстанция с низким экологическим риском, минимальной вероятностью взрыва либо возгорания. Точка кипения пропиленгликоля - более 180°С, что делает возможным его применение в качестве высокотемпературного теплоносителя.

Сравнительно низкие показатели плотности (1,04г/ куб.см), облегчают циркулирование рабочей среды в системе, что позволяет снизить износ насосного оборудования.

Многоатомные спирты - субстанции с повышенной активностью участия в окислительных процессах. Для снижения коррозийной активности в растворы теплонесущих сред, помимо концентрированного пропиленгликоля, добавляются соответствующие присадки.

В случае, когда теплоноситель содержит значительную часть растворенного кислорода, возникают процессы термического разложения, результатом которых становится формирование накипи и твёрдого осадка. Негерметизированные гелиосистемы, с существующей вероятностью доступа кислорода, более подвержены коррозии, с активным её прогрессированием при повышении температуры.

Эффективным способом замедления коррозийных процессов выступает применение ингибиторов коррозии, в виде соединений органических, комбинированных и неорганических видов.

На современном рынке предлагается масса эффективных решений. Но наиболее популярный вариант - присадки а основе солей карбоновых кислот (органических).

Определение расхода рабочей среды в гелиосистемах

Основной задачей при выборе теплоносителя являются показатели его качества, и наличие соответствующих присадок.

Следующий шаг - определение удельного расхода теплоносителя. Для подобных систем он рассчитывается, исходя из числа литров, расходуемых за 1 час, по отношению к 1 кв. м пространства абсорбции.

Различия в работе систем могут быть обусловлены широтой допустимого диапазона расходования, строением конкретной системы, климатом или показателями активности солнца в регионе.

Перемещение теплонесущей среды внутри системы характеризуется (учитывая удельное расходование) ещё и разностью по температуре на выходе из системы и на входе в неё. В связи с этим рекомендуется определять для себя оптимальные показатели ещё на стадии проектирования. Это поможет обеспечить корректные параметры циркулирования гликолевой смеси.

Большинством производителей эти параметры уже учтены в различных видах конструкций, по соотношению к 1 кв.м поверхности абсорбции:

1. Коллектор солнечный плоский - до 25л/ час на 1 кв.м.
2. Коллектор трубчатый вакуумный - до 40 л/час на 1 кв.м.
3. Коллектор солнечный (с тепловыми трубками) - до 25л/час на 1кв.м.

Опытным путем был определена гелиосистема с максимальным уровнем производительности. В ней контроль расхода теплоносителя осуществляется регулируемо-переменным путем. Значения выставляются автоматически. Регулировка осуществляется специальным контроллером, автоматически определяющим уровень солнечной активности, и вносящим необходимые корректировки в интенсивность циркуляции теплонесущей среды. Диапазон регулировочного контроля может составлять 20-100% от первоначально определенных значений.