Kolektory próżniowe

Przewagą kolektorów próżniowych nad płaskimi jest ich skuteczniejsza izolacja cieplna, którą stanowi próżnia - tym samym pracują z wyższą sprawnością.

montaż kolektora próżniowegoPrzykładowo, aby pokryć zapotrzebowanie na ciepłą wodę dla rodziny 3-4 osobowej wystarczy zazwyczaj instalacja jednego kolektora próżniowego o powierzchni około 3 m².
To samo zapotrzebowanie pokryją natomiast dwa kolektory płaskie o łącznej powierzchni ok. 4,5 m². Kolektory próżniowe są więc wydajniejsze od płaskich, zwłaszcza w warunkach jesienno-wiosennych i zimowych - pochłaniają nie tylko promieniowanie bezpośrednie (jak kolektory płaskie), ale również rozproszone przez chmury. Latem więc pokrywają zapotrzebowanie na ciepłą wodę w niemal 100%, zaś zimą - nawet w 30%. Ponieważ są wydajniejsze od kolektorów płaskich, wykorzystuje się je częściej także do wspomagania ogrzewania centralnego. Trzeba jednak dodać, że kolektory próżniowe są droższe od płaskich, a sama instalacja nieco bardziej skomplikowana do wykonania.

kolektor próżniowy na stelażuRodzaje kolektorów próżniowych
Najpopularniejsze są dwa typy kolektorów rurowych:

  • z bezpośrednim przepływem czynnika grzewczego - w rurkach, zamkniętych w rurze próżniowej, przepływa czynnik grzewczy - zimny rurą wewnętrzną wpływa do absorbera, a następnie ogrzany wraca do instalacji (rurą zewnętrzną);
  • z rurkami cieplnymi (typu heat-pipe) - to rozwiązanie jest bardziej zaawansowane technologicznie, a kolektory skonstruowane w ten sposób są najsprawniejsze.

Heat-pipe
Podstawowym elementem kolektora są specjalne, dwuścienne rury (ciepłowody) ze szkła boro-krzemowego (wytrzymałego mechanicznie, np. na gradobicie), między którymi jest próżnia (0,005 Pa).  Kolektor zbudowany jest z kilkunastu do kilkudziesięciu takich rur. Każda rura próżniowa ma w swoim wnętrzu specjalny krążek z rzadkiego, aktywnego chemicznie metalu (boru), który utrzymuje wewnątrz rury idealną próżnię, pochłaniając wszelkie aktywne chemicznie gazy. Wszystkie rury próżniowe wyposażone są często w wizualny wskaźnik szczelności próżni. W przypadku uszkodzenia, końcówka rury zmienia kolor z srebrno-lustrzanego na biały-matowy.

budowa rury próżniowej kolektora

Przykładowo, jedna rura może mieć średnicę 58 mm, zaś druga 47 mm. Rury te są zamknięte na zasadzie termosu. Na powierzchnię wewnętrznej rury napylona jest selektywna warstwa absorbera (AL-N/AL.), dzięki temu, kiedy bezpośrednie nasłonecznienie jest słabe albo nawet nie ma go wcale (bo jest pochmurny dzień) ciepło nadal jest pochłaniane, choć oczywiście mniej intensywniej. Energia ta, już w postaci energii cieplnej, przekazywana jest umieszczonej w szklanym "termosie" miedzianej rurce typu heat-pipe, wypełnionej czynnikiem roboczym.

W kolektorach rurowych absorbery (rury) obracają się - każdy z nich można więc ustawić ręcznie w pozycji optymalnej dla pracy systemu solarnego, pamiętając o utrzymaniu jednakowego kąta nachylenia wszystkich absorberów. W ten sposób można maksymalnie wykorzystać energię promieniowania słonecznego. Dzięki temu możliwa jest zmiana kąta nachylenia absorberów w zależności od pory roku, bez potrzeby zmiany położenia całego kolektora.

Zasada działania
działanie kolektora słonecznegoCzynnik roboczy przy ogrzewaniu rur przez słońce zaczyna parować. Punkt wrzenia - moment parowania rozpoczyna się, gdy czynnik grzewczy podgrzany zostanie do temperatury 25ºC. Para konwekcyjnie unosi się do kondensatora rurki cieplnej - ma on postać zgrubienia na końcu rurki. Kondensatory wszystkich rurek podczas montażu umieszczane są w zaizolowanym i zabudowanym (obudowa ze stali kwasoodpornej) miedzianym rozdzielaczu. Podczas pracy zestawu przez rozdzielacz przepływa ciecz solarna, która odbiera ciepło od rurek, opływając ich kondensatory.
Para w kondensatorach schładza się, zamienia w ciecz (kondensuje) i spływa do ponownego nagrzania. Jednocześnie rura pozostaje całkowicie przenikliwa dla promieniowania słonecznego.

Oceń artykuł
4,22 / 9 głosów
Co sądzisz na ten temat
Zaloguj się i skomentuj pierwszy

Opracowanie: Ewa Kulesza

Źródło: Ulrich

Data publikacji: 28.09.2009

Polecamy Ci również

Zobacz także