2.1. Основные требования, предъявляемые к материалам элементов СК

Главными конструкционными материалами СК в настоящее время являются металл (теплопоглощающая панель (ТПП), корпус) и стекло (прозрачная теплоизоляция (ПТИ)). Лишь в качестве общей теплоизоляционной защиты наряду со стеклом - и минеральной ватой иногда используются полимерные материалы (вспененные и ячеистые).

[РОССИЙСКАЯJ ГОСУДАРСТВЕННАЯ! БИБЛИОТЕКА |

главными из которых является высокая стоимость, повышенный вес, подверженность коррозии.

Возможность улучшения потребительских свойств СВУ за счет применения современных пластмасс реально возникла лишь в последние годы вследствие бурного развития технологий производства и обработки пластмасс [61]. Современные пластмассы характеризуются широким диапазоном физико-химических свойств, что служит основанием для поиска необходимых материалов, отвечающих требованиям, предъявляемым к различным элементам СК.

Все элементы СВУ должны обладать высокой химической стабильностью и не выделять токсических веществ в воду при эксплуатации, постепенном старении и разрушении. Механические свойства этих материалов, как правило, должны обеспечивать работу элементов коллектора под повышенным рабочим давлением при разумной толщине стенок. Кроме того, они должны обладать низкими водопоглощением, газо- и влагопроницаемостью.

Общим требованием к полимерам, используемым в любом из элементов коллектора, является долговечность, т.е. способность сохранять основные химические, оптические и прочностные показатели в течение не менее 10 лет в характерных условиях эксплуатации СВУ [4].

Механические характеристики полимеров оцениваются множеством показателей [62, 63]. Полимеры имеют весьма специфическую особенность разрушения по сравнению с другими твердыми телами, а именно, резко выраженную зависимость прочности от времени действия нагрузки и температуры.

Получить материал, одновременно максимально удовлетворяющий всем противоречивым требованиям, невозможно принципиально. Для правильного компромиссного решения необходимо оценить свойства полимерных материалов по ряду показателей и выбирать несколько с наилучшей совокупностью свойств. Однако такой выбор в любом

случае будет достаточно условным и потребует для окончательного решения натурных испытаний.

Из всего набора термических, механических и химических характеристик наиболее существенными для достижения необходимых параметров элементов солнечного коллектора являются следующие:

Для прозрачной теплоизоляции - высокий коэффициент пропускания излучения в видимом и ближнем ИК-диапазоне водо- и влагостойкость, стойкость к действию УФ-излучения, низкая теплопроводность, противостояние ударным нагрузкам.

Для теплопоглощающей панели - водо- и влагостойкость, химическая стойкость, высокая температура плавления, высокий предел прочности на растяжение, желательна высокая теплопроводность. Пластмассы должны быть достаточно технологичны, легко подвергаться надежной сварке или склейке и механической обработке.

Для пластмасс, задействованных в конструкции СК, важна близость коэффициентов термического расширения.