Google
 

Colectoare si panouri solare cu tuburi vidate

Soare 2 Colectoarele cu tuburi datorita formei geometrice, reusesc sa primeasca razele solare mereu perpendicular macar pe o axa, fapt care duce la un randament mare din constructie.
Marirea randamentului, a fost posibila prin mai multe metode, printre care, folosirea de straturi cu absorbtie marita, izolarea tubului de mediul inconjurator prin izolatorul cel mai eficient posibil, adica vidul. prin izolare, s-a reusit ca energia absorbita deja, sa nu fie degajata (radiata) decit intr-o mica masura.

Componentele la panouri si colectoare solare cu tub vidat:

  • Tubul vidat
  • Heat pipe
  • Metoda de asamblare in panou

Tubul vidat

Tubul vidat este cheia acestor colectoare. Primele cercetari au fost executate la Sydney University in Australia.
S-a constatat, ca o structura asemanatoare unui termos, da rezultate optime.

Partile tubului vidat sint reprezentate in figura de mai jos Principul heatpipe

  1. Tubul exterior
    fabricat din sticla borosolicata cu proprietati mecanice excelente pentru a rezista la grindina
  2. Tubul interior
    fabricat tot din sticla borosolicata
  3. Stratul de absorbtie
    un strat special cu continut de Al - N / Al care are proprietati excelente de a absorbi energia termica si lumina, atita timp, cit reflexia este mentinuta foarte mica

Pentru o evaluare cantitativa va prezentam citeva cifre ce ilustreaza proprietatile tubului.

Randamentul tubului vidat

Ca rezultat, se obtine un randament foarte mare, circa 80% din energie va fi utilizata.

Principul heatpipe 1 Principul heatpipe 2 Principul heatpipe 3

De ce se foloseste vid ? Toti am vazut un termos, datorita izolatiei termice perfecte, chiar daca in interior exista 150C putem atinge exteriorul, nu vom simti caldura.
Pentru a mentine vidul inalt, se foloseste o tehnica din domeniul lampilor electronice, de a umple spatiul cu o substanta numita gheter. Acest gheter are doua forme, pe deoparte exista un strat subtire depus in interiorul sticlei, pe de alta parte este de fapt, o bucata de bariu in forma de inel.
In imaginea de mai jos se poate vedea inelul de bariu impreuna cu suportul care il tine pozitionat in interiorul tubului vidat Inelul de bariu
Rolul bariului este de a absoarbe eventualele molecule de gaz CO, CO2, N2, O2, H2O si H2 care ar dauna vidului. In cazul in care nu mai exista vid, stratul de bariu se transforma din culoarea argintie in culoare alba, indicind ca tubul este defect (vezi imagine de mai jos). Indicatia gheterului

Heat pipe

Energia termica obtinuta in tub, se trasporta catre agentul termic, prin utilizarea unui tub termic, denumit azi heat pipe.

Acum va ginditi ca nu ati mai vazut asa ceva...
Am sa va dezamagesc, aplicatia cea mai domestica a fost la frigiderele vechi (si la Fram si la Arctic), unde exista o sirma ce se ducea din partea de congelare pina la termostatul cu care reglam temperatura. Acea sarma, era de fapt un astfel de tub heat pipe cu rorul de a trasporta informatia cit de rece este pina la termostat.

Heat pipe, este in general din cupru, iar in interior contine un lichid, cu punctul de fierbere mai redus decit apa. Este posibila si folosirea apei cu un aditiv.
Lichidul folosit in colectoarele solare cu tub vidat are o temperatura de fierbere de circa 30C.
Acest lichid se incalzeste, cind ajunge la fierbere se evapora si fiind fierbinte, urca in sus prin tub. In partea de sus, ia contact cu agentul termic, isi cedeaza energia termica agentului. Prin cedarea caldurii, agentul termic se va incalzi, iar lichidul din interior se va raci. Daca s-a racit, inseamna ca se trasforma inapoi in lichid, care se va scurge din nou in parte de jos al tubului. Procesul se reia pina cind in partea de jos exista o temperatura mai mare decit punctul de fierbere. Principul heatpipe 4 Sau schematic se regaseste in figura de mai jos Principul heatpipe schematic

Constructiv, tubul vidat se compune din urmatoarele elemente:

Constructie tub
O parte importanta a tubului vidat sint piesele care capteaza, trasporta si cedeaza caldura. In acest scop, se folosesc piese din cupru si aluminiu, datorita conductibilitatii termice excelente. Este nevoie de o suprafata mare gen radiator realizat din aluminiu pentru a culege eficient energia termica din interiorul tubului de sticla si de a transfera catre agentul termic care circula prin teava racordata la colectorul solar. Transferarea se realizeaza cu piese din cupru asemanatoare celei din imaginea de mai jos.
Principul heatpipe 6
Pentru a mentine pozitia tubului termic in interiorul tubului de sticla si a mari suprafata prin care se capteaza energia, din interiorul tubului de sticla se folosesc radiatoarele din aluminiu. Aceste radiatoare se pot observa in imaginea de mai jos.
Radiatoare heatpipe
Tubul gata asamblat arata ca in poza de mai jos : Principul heatpipe 7

Asamblarea tuburilor in panouri

Asamblarea tuburilor intr-un singur panou, se face cu piese din cupru ca in imaginea de mai jos, care permit insumarea caldurii de la patru tuburi, datorita celor patru orificii. Piesa asamblare tuburi Va rog sa observati tubul subtire, are rolul de a facilita montarea unui sesizor, pentru a comanda partea de automatizare Piesa de asamblare se poate observa si in imaginea de mai jos : Piesa asamblare tuburi 2 Tuburile individuale sint introduse in orificiile din poza, dupa ce au fost unse cu o pasta siliconica care conduce excelent caldura. Conectarea tuburilor vidate
Acest ansamblu este invelit in izolatie termica ca in figura de mai jos : Izolatia termica
Agentul termic circula prin interiorul tevii de conectare. Aceasta constructie permite, ca inlocuirea tuburilor eventual sparte sau defecte sa se faca fara golirea instalatiei.

Izolatia in final va fi invelita pentru a fi protejata, ca in imaginea de mai jos:
Izolatia termica finala

Asamblarea finala

O posibila metoda de asamblare se poate observa in figura de mai jos : Asamblare colector cu tub vidat

  1. Capac de protectie
  2. Teava cu agent termic, pentru insumarea tuburilor
  3. Izolatie
  4. Tub termic
  5. Radiator
  6. Tub vidat asamblat
  7. Suport
  8. Suport
  9. Racord intrare/iesire
  10. Racord senzor de temperatura

Colectorul si panoul solar cu tuburi vidate

Colectorul solar cu tuburi gata asamblat se poate observa in figura de mai jos, inlaturarea capacului se obtine cu mouse-ul :

Colector solar cu tuburi vidate, vedere schematica

  • Avantaje la panouri solare cu tuburi vidate

    • randament
      ridicat, la nivelul unui an intreg, poate furniza cu 30 % mai multa energie decit colectoare solare plane, iar surplusul o primim mai ales iarna
    • unghiul
      de incidenta a razelor solare este mereu de 90, datorita curburii suprafetei tevii
    • eficienta
      este incredibila, dar adevarat, iarna, si in temperaturi negative, daca apare un pic de soare deja se colecteaza energie
    • imunitate mai mare la vint
      comparativ cu cele plane, vintul poate sa treaca printre tuburi
  • Dezavantaje la panouri solare cu tuburi vidate

    • durata medie de functionare
      relativ redusa, se garanteaza uzual 15 ani
    • garantie limitata
      cu toate precautiile de la proiectare, uzual nu se acorda garantie pentru spargerea tuburilor cauzate de grindina sau de smulgerea de catre vint
    • sensibilitate la inzapezire
      inzapezirea este frecventa, si este mai persistenta decit la varianta plana, curatarea este mult mai greoaie si poate sa atraga spargerea tuburilor

Copyright © 2010 DigiPro. All rights reserved.
DigiPro | XHTML 1.0 | CSS 2.0