Селективное покрытия для солнечного коллектора цена



Селективное покрытие стекла сделать самому своими руками: пошаговая инструкция

Для чего нужно селективное покрытие для солнечного коллектора?

Все дело в том, что селективный слой является самым важным элементом в системе, который отвечает за максимальное поглощение тепла.

А потому, если возникает желание сделать солнечный коллектор своими руками, вам потребуется найти этот химикат или селективную краску чтоб покрасить абсорбер коллектора.

От соблюдения технологии, правильного напыления светопоглощающей краски, отражение солнечных лучей будет минимальным. Это значит что ваш коллектор будет более эффективен.

Как правило в домашних условиях, используют селективную краску для солнечных коллекторов ILIOLAC,которая должна наносится на соответствующий грунт.

Обычно покрытие наносят

распылителем при давлении воздуха 3-5 bar. После окрашивания через несколько часов с материалом уже можно работать.

Селективная краска это по сути быстросохнущее промышленное покрытие для солнечных коллекторов с очень высокой степью поглощения.

Кроме основных специальных свойств, покрытие хорошо защищает изделие от коррозии, имеет отличную твердость пленки.

Таким образом, приобретая специальную краску, процедуру увеличения КПД солнечного коллектора можно сделать самостоятельно, своими руками.

Некоторые умельцы, делают селективное покрытие на объёмных плоскостях, такими формами они желают задействовать больше углов для попадания солнечных лучей в накопитель.

Селективные стекла для дома

Кроме применения в качестве покрытия солнечных панелей, селективное покрытие стеклопакета пользуется не меньшим спросом. Селективные стекла, или же мультифункциональные, как их еще называют, применяются для обычных домовых, для остекления коммерческих зданий, спортивных комплексов, муниципальных учреждений и т. д. Такие стекла способны обеспечить хорошую защиту от солнечных лучей и создать благоприятный микроклимат внутри помещения.

Селективное поглощающее покрытие, нанесенное на обычные стекла, создает хорошую защитную пленку. Основная задача таких элементов – это создание максимально благоприятных условий внутри помещения как в летнее время года, так и в зимнее. Суть их работы достаточно простая: летом стекла отсеивают некоторое количество солнечных лучей, чем не дает помещению сильно нагреваться, зимой же они будут служить отличным препятствием для тепловой энергии, не давая ей покидать комнату.

Селективное покрытия для солнечного коллектора- цена

Многих волнует вопрос:

селективная краска для солнечных коллекторов где купить?

Селективное покрытие для солнечных коллекторов можно купить в специализированных магазинах. Так же можно поискать информацию в интернете.

Стоимость селективной краски достаточно приличная, но как правило цена зависит от вашего региона проживания и жадности продавца.

К примеру в России, селективную краску для солнечных коллекторов можно купить в пределах 1000 рублей за банку.

В Украине такое покрытие обойдется покупателю примерно в 350 гривен.

На заметку о селективной краске!

Естественная окись меди (если у вас медный абсорбер) Cu2O -обладает поглощением 75% и отражением 33%. Значит имеем эффективность 75-33 = 42%. В 4 раза лучше, чем покраска черной краской.

Получается что сама медь обладает отличной селективностью, поэтому преимущество при изготовлении коллектора для нагрева воды, нужно отдавать именно этому материалу.

Так же существует специальное селективное покрытие с антиконвекционным эффектом. Такой чудо-химикат уменьшает конвективную теплоотдачу. Такое покрытие требует особой подготовки глянцевой поверхности, чтобы она хорошо отражала солнечные лучи.

Видео как работает солнечный коллектор зимой в -15 мороза.

Что такое селективное покрытие

Селективное покрытие – это слоистая структура из 3 или более слоев диэлектриков (могут использоваться оксид висмута, оксид титана, нитрид алюминия и т.д.)

Данное покрытие не только непонятно, это – важнейший элемент коллектора. Покрытие вбирает в себя солнечную энергию и превращает ее в тепловую (последняя аккумулируется и транспортируется). Эта «губка» черного цвета называется селективной (англ. Select – выбирать, избирать), потому что излучает в несколько раз меньше тепла, чем поглощает.

Обратите внимание! Избирательное покрытие прозрачно для инфракрасных лучей (оно свободно их пропускает и поглощает), но является своего рода отражателем для теплового излучения. Другими словами, оно «запирает» тепло внутри конструкции.

Интересно то, что подобное покрытие можно запросто купить (оно продается в жестяных банках) и нанести на любой материал за исключением алюминия. Сплошной слой площадью в 1 м² этого вещества стоит примерно 1800 рублей. И если добавить к этому стоимость аккумулятора, то становится очевидным, что гелиосистема – это не настолько дорогостоящее удовольствие, каковым его преподносят неосведомленным покупателям.

Селективное покрытие для солнечных коллекторов

Важнейшей частью любого коллектора – плоского, вакуумного, воздушного – является абсорбер. Именно абсорбер преобразует энергию солнечного излучения в энергию тепловую. В плоских водяных и в воздушных коллекторах абсорбер в общем случае представляет собой металлический лист, покрашенный в черный цвет селективной краской для солнечных коллекторов. Причем в воздушном коллекторе абсорбер может быть выполнен с ребрами для увеличения площади нагреваемой поверхности. В вакуумных коллекторах абсорберы представляют собой тонкие пластины в вакуумных трубках. В плоских водяных и в вакуумных коллекторах абсорберы передают накопленное тепло теплоносителю. В воздушных коллекторах просто нагревают до высокой температуры воздух, находящийся в коллекторе. Но в любом случае важнейшую роль в процессе нагрева играет покрытие абсорбера.

Каким должен быть самодельный солнечный коллектор?

Из-за невысокой эффективности воздушных коллекторов домашние мастера отдают предпочтение водяным устройствам, которые бывают вакуумными или плоскими, с замкнутой или открытой системой теплообмена.

Плоский коллектор – довольно простой для самостоятельного изготовления прибор. Состоит из металлического корпуса прямоугольной формы, внутрь которого интегрирован теплоприемник, чаще всего в виде медного или алюминиевого трубчатого змеевика.

Для лучшего поглощения солнечных лучей (абсорбции) его покрывают селективной краской черного цвета. Снизу обязательно укладывается слой теплоизоляционного материала или резины, а сверху конструкция накрывается крышкой, для изготовления которой используется стекло или, например, поликарбонат, хотя возможно применение и других светопропускающих материалов.

Принцип работы плоского коллектора довольно простой: поглощенное тепло передается теплоносителю (в данном случае жидкости), циркулирующему по змеевику.

Прозрачная крышка выполняет одновременно несколько функций: защищает теплообменник от негативных природных явлений (осадков, ветра), а также грязи и пыли, при этом свободно пропускает солнечные лучи.

Герметичность конструкции исключает возможность попадания грязи под стекло на теплоприемник и не допускает выветривания накопленного тепла через естественные щели.

Наиболее эффективен данный вид коллекторов при эксплуатации в теплое или межсезонное время года, зимой его КПД значительно снижается.

Проблема потери тепла решена в вакуумном коллекторе. В нем трубки помещаются в светопрозрачные стеклянные колбы, из которых предварительно выкачивается воздух. Трубки в этой конструкции обязательно имеют абсорбционное покрытие и дополнительно заполняются хладагентом.

Непосредственно трубки соединяются своими концами с магистралью, по которой движется теплоноситель. Под воздействием солнечных лучей хладагент закипает и превращается в пар, который, по законам физики, поднимается вверх по трубке и при контакте с теплоносителем остужается, отдавая накопленное тепло.

Следует отметить: вакуумный солнечный коллектор в сравнении с плоскими более эффективен за счет того, что удельная теплота вещества в парообразном состоянии выше, чем в жидком.

Именно из-за такой особенности вакуумные коллекторы эффективны и в зимнее время, при минусовых температурах, хотя их КПД может несколько снизиться за счет уменьшения светового дня и увеличения пасмурности.

Вариантом вакуумного коллектора можно считать и конструкции, в которых трубки сразу заполняются теплоносителем. Но они обладают одним существенным недостатком – сложностью проведения ремонтных работ. В этом случае, если из строя вышла какая-либо из трубок, потребуется полная замена всей конструкции.

Черный цвет — черному цвету рознь

Некоторые умельцы наносят селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, наивно полагая, что, покрасив металлический лист черной краской, они решат все проблемы. Но черная краска бывает разная. И как эффективно будет работать коллектор, в огромной степени зависит от того, какой именно краской покрыт абсорбер. Дело в том, что черные краски различных составов по-разному реагируют на солнечный свет. Какая-то часть солнечной энергии поглощается, а какая-то отдается в виде теплового излучения, а результирующая эффективность будет очень низкой. Так, например, эффективность абсорбера, покрытого обычной черной краской, составляет всего 11%, в то время, как при покрытии другими типами красок эффективность может превышать 90%. Кроме того, обычные черные краски не обладают термостойкостью и при длительном нагревании начинают слоиться, отставать от основы.

Как работают различные покрытия

Главных показателей, которые характеризуют ту или иную черную краску для покрытия абсорбера, всего два. Это, во-первых, способность поглощения солнечной энергии и, во-вторых, способность покрытия поверхности к излучению энергии в длинноволновом диапазоне. Чем выше первый показатель и ниже второй, тем эффективнее покрытие. Так, например, два слоя покрытия «Черный никель» поверх гальванопокрытия из никеля на мягкой стали (согласно технологии деталь была погружена на шесть часов в кипящую воду) показали способность поглощения, равную 0.94. При этом способность излучения составила всего 0.07. Или «Черный никель», содержащий окиси и сульфиды никеля и цинка, нанесенный на полированный никель, имеет способность поглощения, равную 0.910, при способности излучения 0.11.

Новые составы, новые методы получения высокоэффективных абсорберов

Над поиском составов термостойких красок, способных по максимуму поглощать солнечную энергию, работают многие ученые. В Германии в 1980 году доктор Вольфганг Цезиаль и инженер Густав Кроз получили патент на «Способ получения селективно поглощающих площадей поверхности для солнечных коллекторов и устройство для реализации этого способа». Их работа получила дальнейшее развитие и была подкреплена патентами, полученными в 1998 и в 2001 годах. Целью этих и других аналогичных разработок являются, во-первых, достижение высокой степени поглощения, а следовательно, и высокой степени конверсии падающего солнечного света в полезное тепло, а во-вторых, достижение минимальной излучательной способности, то есть низкое тепловое излучение.

Для изготовления высокоэффективных абсорберов с нанесенным покрытием разрабатываются специальные технологии получения селективных красок и методы их нанесения на поверхности абсорберов, которые, к тому же, могут изготавливаться из различных материалов. К концу девяностых годов прошлого века это были, в основном, гальванически нанесенные слои так называемых «черного хрома» или «черного никеля». При этом были получены достаточно обнадеживающие результаты для указанных покрытий, а именно качество поглощения до 96%, процент излучения около 10%. Это были очень хорошие показатели.

Разработанные в середине девяностых годов в Германии методы нанесения селективного покрытия использовали процесс вакуумного напыления на основу. Были проведены эксперименты с нанесением на медную основу титаново-оксинитридных, а также керамических покрытий. Позднее были проведены эксперименты с алюминиевыми листами. Эти покрытия при контрольных замерах показали значение поглощения солнечного излучения, превышающее 95%, а значение излучательной способности — в пределах от 3% до 5%. Но, несмотря на такие высокие показатели, которые были получены для «Черного никеля» и «Черного хрома», эти покрытия не нашли применения на европейском рынке, так как при производстве этих напылений происходило довольно заметное загрязнение окружающей среды от использования гальваники в производственном процессе. Та же участь постигла и разработанное в США селективное покрытие «Черный кристалл».

Пленка для панелей

Есть другой вариант нанесения селективного поглощающего покрытия. Для этого была разработана специальная пленка, которая в настоящее время представлена в двух типах: однослойная и многослойная на металлизированной подложке.

Что касается эффективности пленок, то коэффициент достаточно высок и сравним с этим же показателем у красок, однако если говорить о стоимости, то она сильно отличается. Качественная пленка характеризуется тем, что ее излучательная способность составляет 5% и менее.

Источник

Селективное покрытие солнечных коллекторов своими руками

Селективное покрытие солнечных коллекторов своими руками – это реально. Сушествует много действенных способов, начиная от создания самодельной краски, заканчивая обработкой поверхностей.

Основная проблема с которой сталкиваются те, кто решил самостоятельно собрать солнечный коллектор – выбор абсорбера. От его качества и характеристик зависит эффективность работы и тепловая производительность панелей. Неправильный подбор уменьшит энергоэффективность гелиоколлектора в разы, особенно в холодное время года. В этой статье мы расскажем про селективные покрытия, их особенности. Вы получите реальные пошаговые рецепты и инструкции их изготовления.

Виды селективных покрытий

Существует три варианта абсорберов – краски, химически обработанный металл и готовые пленки. Они отличаются тремя показателями:

• Поглощательная способность
• Излучательная способность
• Общая эффективность

Поглощательная способность определяется тем, какое количество солнечного излучения материал может преобразовать в тепловую энергию. Она играет большую роль, но не главную.

Излучательная способность характеризует количество тепла, которое отдает абсорбер в окружающую среду в виде излучения. Чем она выше, тем больше теплопотери и ниже эффективность работы солнечного коллектора.

Общая эффективность – отношение первых двух показателей. Это относительный коэффициент, он не характеризует реальную тепловую производительность, но показывает эффективность селективного покрытия.

Таблица эффективности селективных покрытий для солнечных коллекторов

Селективная краска для солнечных коллекторов

Многие считают, что поверхность коллектора достаточно покрыть черной краской – она максимально поглощает солнечное излучение и хорошо нагревается. Такая солнечная панель будет неэффективной потому что:

1. Краска поглощает в основном видимую часть спектра, остальное излучение не используется;
2. Она излучает тепло в инфракрасном спектре в атмосферу;
3. Большинство красок выцветают под воздействием солнечного ультрафиолета и теряют способность поглощать излучение;
4. При высоких температурах краска рассыхается, снижая эффективность абсорбера в разы(!);
5. Покрытие обычной краской действует как теплоизоляция, не пропуская тепло внутрь панели.

Поэтому для самостоятельного изготовления солнечного коллектора нужно использовать селективные краски, специально для этого предназначенные. Их стоимость зависит от:

• Коэффициента эффективности;
• Термостойкости;
• Срока службы;
• Раскрученности бренда.

Самостоятельное нанесение селективной краски

Идеальной подложкой для краски является алюминий или медь. Металл является отличным проводником тепла и эффективно отдирает его у абсорбера и отдает внутренней части панели гелиоколлектора.

Перед окрашиванием медные или алюминиевые листы обязательно надо отполировать механическим способом и пастой ГОИ. Чем меньше шероховатости на поверхности металла, тем ниже его излучательная способность – дополнительные неровности увеличивают площадь, через которую уходит тепло.

Самый простой способ нанесения краски – окрашивание краскопультом. Толщина слоя может быть неравномерной, не соответствовать стандартам. Если слой толще указанного производителем – снизится общий коэффициент поглощения, если тоньше – повысится коэффициент теплоотдачи.

Идеальный вариант – заказать окраску листов металла на производстве, где есть оборудование для окрашивания металла путем напыления, гальванической окраской или электромагнитным способом.

Селективные пленки

Альтернатива окрашиванию – использование селективной пленки. Она бывает двух видов – однослойной и многослойной на металлизированной подложке.

Коэффициент эффективности пленки высок и сравним с селективными красками, хотя стоимость в перерасчете на квадратные метры гораздо выше. Качественные селективные пленки имеют излучательную способность 5% и менее.

Однослойная самоклеящаяся пленка наносится на лист металла (меди, цинка, никеля, алюминия). Металлический абсорбер должен быть предварительно подготовлен так же, как для нанесения краски.

Многослойная пленка крепится с натяжением на рабочую поверхность солнечной панели. Отдельные полосы спаиваются между собой с внутренне стороны. При выборе высокоселективной пленки надо учитывать температуру пайки, а при монтаже придерживаться ее. В противном случае образуются мостики холода и панель гелиоколлектора будет терять тепло.

Многослойная пленка не требует подложки или металлического абсорбера для гелиоколлектора.

Селективное покрытие меди

Оксидная пленка на меди изначально черного цвета, имеет хороший коэффициент поглощения солнечного излучения (см. таблицу). Чтобы оксид не распадался и не позеленел, его защищают покрытием с хорошим соотношением поглощения и излучения.

Перед началом любых работ с медью, листы абсорбера необходимо очистить. Разводим соль или соду из расчета 1 чайную ложку на 1 литр воды и промываем лист губкой. После всего смываем остатки раствора, желательно дистиллированной водой.

Химическую обработку меди нужно производить максимально равномерно, чтобы толщина окисла была одинаковой по площади абсорбера.

Окисление меди персульфатом калия

Смешать до полного растворения:

1. Сода каустическая, химически чистая (едкий натр NaOH) – 50-60 грамм;
2. Калия персульфат (K₂S₂O₈) – 14-16 грамм;
3. Вода – 1 л.

Чернение медного покрытия аммонием

Смешать до полного растворения:

1. Сода Каустическая, химически чистая (едкий натр NaOH) – 50-60 грамм;
2. Аммоний надсернистокислый ((NH₄)2S₂O₈) – 14-16 грамм;
3. Вода – 1 л.

Образование оксидной пленки хлоритом натрия

Смешать до полного растворения:

1. Сода каустическая, химически чистая (едкий натр NaOH) – 100 грамм;
2. Хлорит натрия (NaClO₂) – 50-60 грамм;
3. Вода – 1 л.

Кухонный способ оксидирования

Добавить в готовый щелочной раствор для очистки канализационных труб (продается в любом супермаркете или магазине сантехники) медицинскую перекись водорода. От концентрации зависит скорость образования оксидной пленки, подбирать надо в зависимости от типа раствора для очистки труб.

Наносить раствор губкой или тряпкой на медный лист, после того как выделение кислорода закончится – наносить заново. Повторять до образования черной оксидной пленки.

Каление металла

Качественное и прочное селективное покрытие своими руками можно сделать путем нагревания медного листа до 1200 градусов и быстрого охлаждения в воде. Увы, для этого нужно соответствующее оборудование – неравномерный прогрев не даст однородной пленки одинаковой толщины.

Каление имеет преимущества по сравнению с химической обработкой – пленка образуется равномерная и устойчивая к повреждениям.

Другие способы

• Жидкости для чернения (воронения) меди;
• Обработка газовой горелкой (коэффициент поглощения ниже на 10-12% чем при химической обработке);
• Протравки самостоятельного приготовления.

Цинковое покрытие для солнечных коллекторов

Цинк – хороший материал в качестве селективной поверхности для солнечных коллекторов. Есть три способа его обработки чтобы достичь максимальной эффективности абсорбера.

Обмеднение и оксидирование

Листы цинка необходимо промыть раствором 20 гр. фосфата натрия и 20 гр. мыла в 1 литре воды. Раствор предварительно подогреть до температуры кипения. После обезжиривания работать с листом можно только в резиновых перчатках.

Для снятия окислов обработать раствором 5 гр. соляной или серной кислоты в 100 мл. воды. Температура раствора должна быть 18-24 градуса, время обработки – 1 минута. После протравки промыть лист водой и высушить.

Для обмеднения готовим раствор:

• Медный купорос (CuSO₄) – 10 грамм;
• Серная кислота концентрированная (H₂SO₄) – 10 мл;
• Вода – 1 литр.

Обработать лист раствором на 2-5 минут (смотреть по результату), после чего промыть его водой. После процедуры обмеднения поверхность можно обрабатывать как обычный медный лист.

Нанесение порошковой краски

В качестве селективной краски для солнечных коллекторов можно использовать тонер для ксерокса или принтера. Лист цинка или оцинковки необходимо прогреть строительным феном, после чего равномерно покрыть его порошком.

Тонер припаивается к цинку не теряя матовости, что обеспечивает хорошие поглощение солнечного света. Если порошок оплавляется и образуется глянцевая поверхность, ее обрабатывают мелкозернистой наждачной бумагой.

Тонер для принтера или ксерокса также используется для повышения качеств цинка как абсорбера.

Чернение оцинковки

Цинк можно чернить химическим способом для повышения поглощающей способности. Химические реактивы собственного приготовления малоэффективны – полученное селективное покрытие быстро разрушается. Аналогом служат готовые смеси и реагенты, доступные в свободной продаже.

Селективное покрытие алюминия

Алюминий привлекателен как абсорбер для солнечного коллектора, но создать качественную оксидную пленку на листе сложно. Причина – сильное уменьшение толщины металла при кустарной обработке.

При наличии доступа к промышленным мощностям можно использовать анодирование, чернение купоросом, хлоридом натрия, хлорным железом.

Защита абсорбера для солнечного коллектора

Покрытие солнечных коллекторов необходимо защитить от внешнего механического воздействия. С этой целью абсорбер закрывают стеклом, оргстеклом, металлическими и пластиковыми сетками.

Лучший вариант – стекло с высоким содержанием железа и других металлов. Оно относительно мягкое, не трескается при большой нагрузке и стойко к точечному воздействию.

Под влиянием осадков (снег, град) поверхность становится матовой. Это снижает производительность панелей, особенно в холодное время года. В целях профилактики стоит периодически проверять их, при необходимости шлифовать механически или с помощью пасты ГОИ.

В статье мы постарались максимально полно рассказать об видах селективных покрытий, которые можно выполнить своими руками. Если у вас есть замечания или вы хотите задать вопрос – пишите в комментариях. Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!

Источник

Селективное покрытие своими руками для солнечного коллектора

Самодельный солнечный коллектор это едва-ли не самая интересная тема в контексте энергоэффективного дома. Для изготовления солнечного коллектора не требуется высокотехнологичного производства и если разобраться в теории и не бояться практики — можно обеспечить семью горячей водой, подогретой солнцем.

Изготовление коллектора проходит в несколько этапов, один из которых — выбор и нанесение селективного покрытия на поглощающие панели (абсорберы). Отмечу, что затраты на селективное покрытие незначительно увеличивают общую стоимость проекта, но играют важную роль.

Абсорберу (поглощающей панели) нужно покрытие, которое будет эффективным теплоприемником, прозрачно для инфракрасного излучения.

На какие характеристики селективных покрытий нужно ориентироваться?

Мерилом эффективности селективного покрытия является:

• Коэффициент поглощения солнечной энергии(α)
• Относительная излучающая способность (ε)
• Отношение способности поглощения к излучению

Начнем с самого простого и доступного селективного покрытия: краски.

Селективная краска

Обычные черные краски не годятся, так как являются теплоизоляторами и не обладают термостойкостью. Матовая автокраска не обладает необходимой термостойкостью, хотя светопоглощение у них хорошее (в испытаниях дают 65-70°С при 70-80°С у коллектора с покрытием тонером по лаку).

Лаки, посыпанные тонером для лазерных принтеров, дают правильное покрытие с точки зрения матовой поверхности, но так же плохо проводят тепло. Смешивать лак и тех. углерод — идея еще хуже, так как получается очень толстый слой покрытия с глянцем. Нам нужно добиться толщины селективного покрытия в несколько микрон.

Подходят аэрозольные и баночные термостойкие матовые краски для мангалов, печей, каминов черного цвета. Под некоторые краски требуется нанесение специального антикоррозийного грунта, кислотного грунта.

Есть подходящие краски не в форме аэрозоля, но которые можно наносить краскопультом. Напоминаю, толщина слоя очень важна для эффективности селективного покрытия.

Нашел в продаже специализированные краски для солнечных коллекторов с заявленными 99% поглощения.

Готовая селективная пленка или металлическая лента

Селективными пленками пользуются мелкие производители коллекторов. Это термопленки для наклеивания на абсорбер или рулонная медь/алюминий с готовым селективным покрытием, нанесенным в условиях вакуума. Достать такой материал в розницу сложно.

Селективное покрытие на алюминий

Идеального тонкого покрытия графитового цвета на алюминии добиваются тем же методом, что и с оцинковкой — чернение купоросом/хлоридом натрия. Это спорный вариант самодельного селективного слоя, так как истончает металл.

Промышленные доступные абсорберы в основном алюминиевые, толщиной 0,2 мм, крашеные матовой термокраской. Учитывая это, мудрить с чернением алюминия всяким хлорным железом и анодированием не имеет смысла в масштабах самодельного солнечного коллектора. Наиболее быстро окупаемым в самоделках является именно крашеный алюминий, который уступает в теплоотдаче и только черненой меди. Но у алюминиевого абсорбера есть свои недостатки.

Селективное покрытие на медный абсорбер

Перед оксидированием медную поверхность нужно тщательно очистить кислотой (горячий уксус, лимонная кислота, сульфаминовая кислота). Шкурить перед чернением щетками по металлу или какими-либо абразивами не дает никаких преимуществ в абсорбции энергии в дальнейшем.

Очистить медь можно солью/содой по чайной ложке на 100 г. воды.

Прочную оксидную пленку можно получить температурой красного каления — 1200°С с последующим охлаждением. Делать такое оксидирование нужно до момента спайки. В домашних «каминных» условиях такое не провернуть, нужно нести медь к кузнецу.

Оксидирование меди серной мазью дает рыхлое неустойчивое селективное покрытие.
Естественная окись меди имеет поглощающую способность в четыре раза большую, чем у термостойкой краски: 75% поглощения, 33% эмиссии, что дает 42% эффективности.

Чернение меди делают также электролитическим способом, рецепты и технологический процесс есть в сети.

Жидкости для воронения (чернения) хорошо работают, но дорогие. Протравки можно делать самостоятельно, рецепты есть по этой ссылке. Хочу отдельно остановиться на паре способов. В способе с серной печенью — оксид меди в составе полученного покрытия может быть в меньшей концентрации, чем сульфид меди, а это может влиять на селективную способность покрытия, но я не химик и не уверен.

Промышленный метод оксидирования меди с помощью едкого натра опасен для здоровья, не применяйте его в гаражных условиях. Вместо NaOH+NaClO2 пользуются содой, которая в промышленных масштабах неудобна и дорога для чернения меди.

Хотя образцы, черненные NaOH показывают лучший результат (подробнее о тестах самодельных селективных покрытий на меди и алюминии здесь) чернение содой — процесс медленный, на глубокий черный цвет уходит около 2-х суток в растворе без подогрева. Концентрация раствора: 2 чайные ложки на 100 грамм воды.

Формирование оксида проходит медленно, поэтому нужный оттенок и равномерность получить гораздо проще таким методом. Раствор нужно периодически помешивать а детали переворачивать.

Солнечный свет ускоряет процесс оксидирования меди. Толщина покрытия в несколько микрон, что нам и нужно. Очень стабильное, не смывается и не сцарапывается.

Встречал советы с парами аммиака (нашатырного спирта), якобы приводят к быстрому потемнению меди в закрытой емкости. Однако это скорее патинирование, придающее меди синеву, нестойкое покрытие.

Прожиг меди газовой горелкой дает на 10-12°С меньше селективности, чем оксидирование химическими способами.

Для коллектора лучше выбрать медь. Простая пайка, долговечность работы даже при утрате селективного покрытия (с алюминием все в разы сложнее), хотя медь и получится раза в 4 дороже алюминия.

Термокраска на медь тоже наносится, но раз уж вы теперь знаете, как ее оксидировать, то браться за покраску точно не стоит.

Селективное покрытие на оцинковку

Химическое меднение (и последующее оксидирование) оцинковки можно провести в гаражных условиях с помощью пентагидрата сульфата меди (медного купороса).

Химическое чернение раствором медного купороса и натриевой соли соляной кислоты (хлорид натрия) получается не стойким. Чернить оцинковку лучше готовым промышленным чернителем, с которым можно работать без гальваники холодным способом, он создает на поверхности прочную оксидную хроматную пленку. Оксидный слой поглощает максимум излучения в пасмурный день.

Вариант нанесения на оцинковку порошковой краски для лазерных принтеров (технического углерода) не менее популярен. Пластины оцинковки прогреваются строительным феном и посыпаются тонером. Слой краски получается тонким, матовым, прочным — порошок приплавляется к металлу сам. Если пластина слишком горячая и порошок оплавился — обрабатывают мелкозернистой наждачной бумагой. В солнечную погоду такое селективное покрытие более чем эффективно.

Другие технологии селективных покрытий:

• Гофрированная селективная поверхность
• Углеродный войлок
• Селективное бархатное (флок) покрытие, нанесенное плазмой

Несколько обобщающих моментов о селективных поглощающих покрытиях:

прекрасно греют воду с любым самодельным селективным покрытием.
1. Абсорбер с матовым черным покрытием и двумя стеклами поверх имеет примерно те же температуры, что и теплоприемник с селективной краской и одним стеклом.
2. Чернение меди гораздо долговечнее красок, а стоимость оксидирования не дороже покрытия термостойкой краской. Красить медь не стоит.
3. Быстрее всех окупается крашеный алюминиевый абсорбер.

Книги по солнечным коллекторам:

Дмитрий Тенешев «Сделай сам солнечный коллектор из полимеров»
Н. В. Харченко «Индивидуальные солнечные установки»

Целый архив документации по технологии производства селективных покрытий скачивайте тут (ссылка на яндекс.диск)

Источник

Правила выбора краски и обработки глушителя

Глушитель – важная часть выхлопной системы автомобиля. Она предназначена для бесшумного вывода отработанных газов из камеры сгорания, обеспечивает корректную работу двигателя. Элементы выхлопной системы должны выдерживать большие перепады температур, потому что в процессе работы за секунды нагреваются до нескольких сотен градусов. Выхлопной узел находится под автомобилем, постоянно подвергается воздействию влаги. Вода и сырость негативно воздействуют на металл, являются причиной ржавчины.
Если глушитель не защищен от разрушающих покрытие металла факторов, то быстро изнашивается. Срок службы детали значительно сокращается. Вовремя не были предприняты необходимые меры по защите целостности выпускного коллектора? Скоро потребуется ремонт или замена узла.
Существует несколько способов продлить срок службы детали. Один из них – покрыть специальным антикоррозийным составом. Не знаете, чем покрасить глушитель автомобиля, чтобы не ржавел? Воспользуйтесь советами специалистов.

Выбор термостойкой краски для глушителя авто

При производстве автомобилей обычно используется антикоррозийная краска для глушителя. Она на некоторое время предохраняет металл от появления ржавчины. Однако в процессе работы выхлопной системы заводское покрытие быстро обгорает, поэтому элемент снова нуждается в покраске. Чем обработать деталь, чтобы продлить срок ее службы?
Так как выпускной коллектор в процессе эксплуатации автомобиля может нагреваться до 700-800 °С, красить его нужно только таким ЛКМ, который обеспечит высокую термическую и коррозийную устойчивость детали. Для этих целей рекомендуют использовать термостойкую кремнийорганическую эмаль.
Однокомпонентный ЛКМ предназначен для нанесения на поверхности, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию экстремально низких или высоких температур: от – 60 °С до + 600 °С. Покраска глушителя органической эмалью, содержащей кремний, предохраняет деталь от коррозии, способствует увеличению продолжительности срока службы выпускного коллектора. В составе ЛКМ содержатся специальные добавки, благодаря которым обеспечиваются отличные малярно-технологические свойства. Грунтовать обрабатываемую поверхность перед нанесением кремнийорганической эмали не нужно.
Покрытый высокотемпературной краской глушитель устойчив к солевому туману, воздействию бензина, масел и влаги, резкой смене температурного режима. Эмаль хорошо транспортируется. При хранении не теряет первоначальные свойства. Ее легко можно нанести на предварительно подготовленную поверхность при помощи кисти или валика, распылить пневматическим и безвоздушным методом распыления. От воздействия высоких температур она не разрушается. Показатели прочности выпускного коллектора, наоборот, улучшаются.
Покрывать глушитель кремнийорганической эмалью можно даже при отрицательной температуре. Главное условие – краска должна наноситься в несколько слоев, каждый раз – после полного высыхания при t от 160 до 200 °С. Для термообработки подойдет строительный фен или сушильный шкаф.
Покраска глушителя термостойкой краской – процесс, который требует соблюдения инструкции. При неправильном применении ЛКМ не обеспечит ожидаемый эффект.

Инструкция покраски глушителя

Прежде чем покрасить глушитель автомобиля, чтобы не ржавел узел, необходимо тщательно очистить поверхность от старого покрытия. Это обязательный этап, от которого зависит прочность и надежность последующего покрытия, эффективная защита от коррозии и износа.
Особое внимание при окраске важнейшей детали выхлопной системы следует уделить качеству ее очистке от ржавчины, грязи и старого покрытия. Термостойкий состав идеально ложится только на хорошо подготовленную поверхность.

Подготовка

Для зачистки можно использовать:
– жесткую щетку с щетиной из проволоки;
– химические смывки;
– фигурный скребок;
– тепловую пушку.
При использовании щетки с жесткой проволочной щетиной нередко под слоем краски, грязи можно обнаружить ржавчину, область которой необходимо дополнительно обработать эпоксидной шпаклевкой.
Перед нанесением на глушитель жаростойкой (термостойкой) аэрозольной краски можно использовать химические смывки. Эти активные вещества прекрасно подходят для очистки поверхности детали от старого органического или водорастворимого ЛКМ. Их наносят толстым плотным слоем на деталь. Для этого используют кисть с натуральной щетиной. Затем краска снимается при помощи шпателя или деревянной лопатки. После этого поверхность следует насухо вытереть чистой ветошью или салфетками.
Фигурный скребок применяют при подготовке элемента выхлопной системы к окрашиванию. Им удобно пользоваться. Для достижения идеально ровной поверхности необходимо провести шлифовку при помощи среднезернистой наждачной бумаги или специальной машинки.
Термостойкая аэрозольная краска для глушителя хорошо ложится на поверхность, очищенную от слоя старой эмали при помощи тепловой пушки. Пользоваться этим инструментом нужно с максимальной осторожностью, соблюдая режим пожарной безопасности. Для этого рекомендуют во время термообработки подложить под деталь кусок влажной ткани.

Важно! Тепловую пушку нельзя использовать, если она изготовлена с применением большого количества свинца. Этот химический элемент при нагревании испаряется, поэтому может навредить здоровью.

Покраска

Если вы уже определились с тем, чем покрасить глушитель автомобиля, чтобы он не ржавел, можно приступать к окраске. На этом этапе существуют свои трудности. В процессе окрашивания глушителя нередко образовываются подтеки. Они способны ухудшить эксплуатационные характеристики узла и выглядят совсем не эстетично.
Чтобы предупредить образование наплывов, необходимо придерживаться простой технологии:
– эмаль нужно наносить тонкими слоями, каждый раз после полного высыхания;
– краскопульт следует удерживать на одном и том же расстоянии от поверхности;
– нельзя передвигать распылитель под наклоном или дугообразно;
– распыляемая субстанция должна захватывать не только края детали, но и заходить за ее границы;
– каждую полосу необходимо накладывать равномерно на предыдущие окрашенные участки.

Термическая обработка

После покрытия поверхность нуждается в дополнительной термической обработке. Проще всего сделать это при помощи строительного фена. Чтобы в процессе сушки образовалось действительно термостойкое покрытие, необходимо периодически пропускать горячий воздух сквозь деталь в обоих направлениях. Некоторые специалисты советуют также предварительно прокалить внешнюю часть выпускного коллектора. Однако часть автомобилистов считает, что этот этап не является обязательным. Согласно их мнению, глушитель нагревается в процессе эксплуатации техники, поэтому в дополнительном прокаливании не нуждается.

Покраска глушителя продлевает срок службы детали

Уверенность на дороге зависит от многих факторов. Один из них – состояние выпускного коллектора. Исправная деталь обеспечивает бесшумное комфортное движение на дороге. «Рычащий» звук воспринимается другими участниками движения неоднозначно, привлекает внимание сотрудников дорожной полиции.
Хотите ездить безопасно и с комфортом? Выбирайте «правильную» краску для выпускного коллектора.

Свойства термостойкой краски: достоинства и область применения, виды составов и технология покрытия

Чем покрасить металлическую печь в бане?

Технология покраски дымовых труб своими руками: выбор краски и пошаговая инструкция по окрашиванию из разных материалов

Выбор краски в баллончике для покраски автомобиля: основные проблемы и методы выбора состава

Источник

Селективное покрытие для солнечных коллекторов

Важнейшей частью любого коллектора – плоского, вакуумного, воздушного – является абсорбер. Именно абсорбер преобразует энергию солнечного излучения в энергию тепловую. В плоских водяных и в воздушных коллекторах абсорбер в общем случае представляет собой металлический лист, покрашенный в черный цвет селективной краской для солнечных коллекторов. Причем в воздушном коллекторе абсорбер может быть выполнен с ребрами для увеличения площади нагреваемой поверхности. В вакуумных коллекторах абсорберы представляют собой тонкие пластины в вакуумных трубках. В плоских водяных и в вакуумных коллекторах абсорберы передают накопленное тепло теплоносителю. В воздушных коллекторах просто нагревают до высокой температуры воздух, находящийся в коллекторе. Но в любом случае важнейшую роль в процессе нагрева играет покрытие абсорбера.

Черный цвет — черному цвету рознь

Некоторые умельцы наносят селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, наивно полагая, что, покрасив металлический лист черной краской, они решат все проблемы. Но черная краска бывает разная. И как эффективно будет работать коллектор, в огромной степени зависит от того, какой именно краской покрыт абсорбер. Дело в том, что черные краски различных составов по-разному реагируют на солнечный свет. Какая-то часть солнечной энергии поглощается, а какая-то отдается в виде теплового излучения, а результирующая эффективность будет очень низкой. Так, например, эффективность абсорбера, покрытого обычной черной краской, составляет всего 11%, в то время, как при покрытии другими типами красок эффективность может превышать 90%. Кроме того, обычные черные краски не обладают термостойкостью и при длительном нагревании начинают слоиться, отставать от основы.

Как работают различные покрытия

Главных показателей, которые характеризуют ту или иную черную краску для покрытия абсорбера, всего два. Это, во-первых, способность поглощения солнечной энергии и, во-вторых, способность покрытия поверхности к излучению энергии в длинноволновом диапазоне. Чем выше первый показатель и ниже второй, тем эффективнее покрытие. Так, например, два слоя покрытия «Черный никель» поверх гальванопокрытия из никеля на мягкой стали (согласно технологии деталь была погружена на шесть часов в кипящую воду) показали способность поглощения, равную 0.94. При этом способность излучения составила всего 0.07. Или «Черный никель», содержащий окиси и сульфиды никеля и цинка, нанесенный на полированный никель, имеет способность поглощения, равную 0.910, при способности излучения 0.11.

Новые составы, новые методы получения высокоэффективных абсорберов

Над поиском составов термостойких красок, способных по максимуму поглощать солнечную энергию, работают многие ученые. В Германии в 1980 году доктор Вольфганг Цезиаль и инженер Густав Кроз получили патент на «Способ получения селективно поглощающих площадей поверхности для солнечных коллекторов и устройство для реализации этого способа». Их работа получила дальнейшее развитие и была подкреплена патентами, полученными в 1998 и в 2001 годах. Целью этих и других аналогичных разработок являются, во-первых, достижение высокой степени поглощения, а следовательно, и высокой степени конверсии падающего солнечного света в полезное тепло, а во-вторых, достижение минимальной излучательной способности, то есть низкое тепловое излучение.

Для изготовления высокоэффективных абсорберов с нанесенным покрытием разрабатываются специальные технологии получения селективных красок и методы их нанесения на поверхности абсорберов, которые, к тому же, могут изготавливаться из различных материалов. К концу девяностых годов прошлого века это были, в основном, гальванически нанесенные слои так называемых «черного хрома» или «черного никеля». При этом были получены достаточно обнадеживающие результаты для указанных покрытий, а именно качество поглощения до 96%, процент излучения около 10%. Это были очень хорошие показатели.

Разработанные в середине девяностых годов в Германии методы нанесения селективного покрытия использовали процесс вакуумного напыления на основу. Были проведены эксперименты с нанесением на медную основу титаново-оксинитридных, а также керамических покрытий. Позднее были проведены эксперименты с алюминиевыми листами. Эти покрытия при контрольных замерах показали значение поглощения солнечного излучения, превышающее 95%, а значение излучательной способности — в пределах от 3% до 5%. Но, несмотря на такие высокие показатели, которые были получены для «Черного никеля» и «Черного хрома», эти покрытия не нашли применения на европейском рынке, так как при производстве этих напылений происходило довольно заметное загрязнение окружающей среды от использования гальваники в производственном процессе. Та же участь постигла и разработанное в США селективное покрытие «Черный кристалл».

Селективные покрытия в домашних условиях

Прежде чем решиться на самостоятельное нанесение селективного покрытия на абсорбер, нужно тщательно изучить характеристики доступных покрытий и взвесить свои возможности. Если вас что-то не устраивает, лучше отказаться от этой идеи и купить уже готовые коллекторы. Способов нанесения покрытий достаточно много, но не все они могут подойти. Например, некоторые умельцы, не вдаваясь в детали, просто покрывают металлический лист обычной черной краской только потому, что эта краска, во-первых, черная, а во-вторых, дешевая. Но такая краска принесет мало пользы, так как она не термостойкая, а при высыхании становится еще неплохим теплоизолятором. Черная матовая автомобильная краска обладает достаточно неплохим светопоглощением, достигающим 70%. Недостатком этой краски является слабая термостойкость.

Лакокрасочной промышленностью выпускаются черные матовые краски, обладающие повышенной термостойкостью. Такими красками покрывают грили, мангалы, изготавливаемые различными фирмами. Эти краски могут быть как в банках, так и в аэрозольной упаковке. Предпочтительнее, конечно, краски в аэрозольной упаковке, так как в этом случае можно нанести селективное покрытие, не превышающее нескольких микрон по толщине. При покупке нужно особо обращать внимание на способ нанесения покрытия, так как применение некоторых видов красок требует предварительной обработки поверхности, на которую они будут наноситься. В некоторых случаях требуется антикоррозийная обработка поверхности, а в некоторых случаях и кислотная грунтовка.

Краска Iliolac

В настоящее время наибольшей популярностью для нанесения селективного покрытия пользуется краска «Iliolac» («Илиолак») производства греческой компании Stancolac. Производители утверждают, что эта краска обладает поглощающей способностью, равной 99%. Краска эта выпускается в баночной фасовке, поэтому для нанесения ее на поверхность абсорбера лучше пользоваться краскопультом, чтобы получить слой не толще пятидесяти микрон.

Селективная пленка в рулонах

И, наконец, для покрытия абсорбера можно использовать селективную пленку. Эта тонкая термостойкая пленка, выпускаемая в рулонах, наклеивается на предварительно обезжиренную и очищенную поверхность абсорбера. Пленка эта представляет собой медную или алюминиевую фольгу с готовым селективным покрытием, нанесенным на нее методом вакуумного напыления.

Особых сложностей в нанесении селективных покрытий нет, и если вы решились сделать солнечные коллекторы своими руками, то добротно выполненное устройство будет работать ничуть не хуже своего промышленного собрата.

Источник