ГОСТ Р 55617.1-2013 (ЕН 12975-1:2006) Возобновляемая энергетика. Установки солнечные термические и их компоненты. Солнечные коллекторы. Часть 1. Общие требования

Приложение А
(справочное)

     
Описание материалов и оборудования солнечных коллекторов

А.1 Общие положения

Функциональные возможности и продолжительность срока службы солнечных коллекторов зависит от правильного выбора соответствующих материалов. Испытание материалов, включая ускоренные ресурсные испытания, имеет очень важное значение для разработки новых коллекторов и прогнозирования срока службы. Ссылки на соответствующую литературу приведены в разделе "Библиография".

Солнечные коллекторы могут использовать переносимый видимый свет и ближнее инфракрасное излучение. При производстве солнечных коллекторов следует использовать негорючие материалы. Солнечные коллекторы должны соответствовать законодательству по пожарной безопасности.

Короб коллектора должен быть водонепроницаемым во избежание проникновения дождевой воды. Короб коллектора должен быть сконструирован таким образом, чтобы сконденсированная вода не накапливалась в коллекторе, поскольку это может нанести вред его функциональным характеристикам и уменьшить срок службы. Для достижения этой цели коллектор должен быть сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать вентиляцию воздуха через короб коллектора.

Конструкция коллектора должна гарантировать, что никакой неожиданный удар не деформирует покрытие, даже при максимальной равновесной температуре коллектора. Материалы компонентов коллектора должны быть выбраны и скомпонованы так, чтобы они могли противостоять максимальной равновесной температуре (которая может возникнуть в условиях прекращения циркуляции жидкости) и термоудара, которым коллекторы могут подвергаться во время летнего периода. Предпочтительно, чтобы материалы коллектора были устойчивы к воздействию ультрафиолетовой (УФ) радиации, а в случаях, когда выбраны неустойчивые материалы, они должны иметь защиту от прямой и отраженной УФ радиации.

Втулки и каналы, проведенные через короб, должны быть спроектированы таким образом, чтобы в результате теплового расширения не возникла утечка теплоносителя. Втулки коллекторного короба должны быть устойчивы к повреждению, если они будут в спаянной сборке. Конструкция коллектора должна быть такой, чтобы исключить возникновение "тепловых мостиков" между коробом коллектора и абсорбером.

Компоненты и материалы коллектора должны выдерживать механические нагрузки, вызванные нагревом и охлаждением коллектора. Также они должны быть стойкими к нагрузкам воздействия окружающей среды, вызываемым такими факторами, как дождь, снег, град, ветер, высокая влажность и загрязнители воздуха.

А.2 Поглотители

Поглотители должны быть произведены из материалов, удовлетворяющих механическим, тепловым и химическим требованиям. Следует учитывать воздействие на свойства поглотителя побочных эффектов производственных процессов, таких как резка, пайка твердым припоем, пайка мягким припоем и т.д.

Каналы поглотителя, проводящие теплоноситель, включая соединительные линии, должны быть разработаны и сконструированы таким образом, чтобы в собранном состоянии обеспечивать вентиляцию, гарантируя, таким образом, функциональные характеристики коллектора.

Размеры поглотителя должны определяться на основе расчета давления, соответствующего допустимому рабочему избыточному давлению, указанному изготовителем, принимая запас прочности равным 1,5. Также должны быть учтены свойства теплоносителя.

При выборе материала нужно учитывать равновесную температуру поглотителя.

В случае материалов с характеристикой прочности, которая существенно изменяется под воздействием температуры и/или УФ радиации, критерии оценки должны определяться индивидуально для каждого случая.

Влажная сторона поглотителя должна противостоять коррозии в нормальных условиях эксплуатации, при этом следует учитывать добавки возможных примесей в теплообменной жидкости. Стены коллекторов плавательного бассейна, которые смачиваются водой бассейна, должны быть устойчивы к примесям, используемым для обработки воды плавательного бассейна.

Покрытия поглотителя должны сохранять свои оптические свойства при высокой температуре, высокой влажности и конденсации; и содержание диоксида серы при высокой влажности.

А.3 Прозрачные (защитные) покрытия

Солнечные коллекторы обычно имеют стеклянное или прозрачное пластиковое покрытие. Срок службы стекла или закаленного стекла в солнечных коллекторах в целом достаточен, однако сопротивление пластика и стекла обработанного специальным покрытием из-за комбинированного воздействия УФ радиации и температуры может снижать срок их службы. Со временем может произойти существенное ухудшение их эксплуатационных свойств, и в случае сниженной передачи солнечного излучения приведет к ухудшению эксплуатационных качеств коллектора в целом. Снижение предела прочности или сопротивления удару материала покрытия может привести к повреждению покрытия коллектора.

Прозрачность покрытий не должна существенно снижаться в течение срока службы коллектора. Покрытия должны быть стойкими к ультрафиолетовой (УФ) радиации, загрязнителям воздуха, высокой влажности и конденсации, так же как и к высоким температурам, в зависимости от конструкции коллектора.

А.4 Изоляционные материалы

Изоляционные материалы должны противостоять температуре, возникающей в условиях равновесной температуры коллектора. При этой температуре не должно произойти какого-либо оплавления, отщепления или дегазации изоляции с последующей конденсацией внутри покрытия коллектора или снижения эксплуатационных качеств поглотителя или коррозии металлических поверхностей вплоть до серьезного снижения характеристик коллектора.

Воздействие воды или поглощение влаги изоляционным материалом может привести к временному или постоянному ухудшению его эксплуатационных характеристик.

Принимая во внимание широкий диапазон температур, следует учитывать температурное расширение материала, используемого в коллекторе, и рассматривать различные коэффициенты теплового расширения. Кроме того, использующиеся прозрачные изоляционные материалы или тефлоновые покрытия не должны значительно снижать как механические, так и технические характеристики в течение срока службы коллектора под воздействием ультрафиолетового излучения, высокой температуры и влажности.

А.5 Отражатели

Отражатели диффузные или зеркальные - это отражающие поверхности, используемые для увеличения радиации, падающей на поглотитель. Отражающая поверхность должна быть стойкой к воздействию таких факторов окружающей среды, как загрязнение воздуха, и к коррозии, образующейся под воздействием влажности или дождя. Вне короба коллектора отражатели должны также быть устойчивыми к воздействию механических нагрузок, появляющихся во время ветра, снега и града, притом, что внутренние отражатели должны противостоять высоким температурам.

А.6 Диффузионные барьеры

Диффузионные барьеры - это материалы, используемые между поглотителем и изоляционным материалом, чтобы предотвратить диффузию в или из изоляционного материала. Они должны противостоять высоким температурам поглотителя и падающей УФ радиации без сжатия, а также высокой влажности или скопленному конденсату, оставаясь непроницаемыми.