Heatpipe ALN/AIN-SS/CU Vaakumtoru tööpõhimõte

Heatpipe-vaakumtoru-150x150Vaakumtorud neelavad päikeseenergiat ja muundavad selle soojuseks, mida kasutatakse vee soojendamiseks küttesüsteemis. Iga vaakumtoru koosneb kahest klaastorust, mis on valmistatud tugevast boorsilikaatklaasist. Välimine toru on läbipaistev ja valguskiirgus läbib selle minimaalse peegeldusega. Sisemine toru on kaetud spetsiaalse 3-valentse 12-kihilise selektiivkattega, millel on suurepärased päikesekiirguse neeldumis- ja minimaalsed peegeldusomadused. Soojakao vältimiseks on kahe toru vahele tekitatud vaakum, mis on võrdne 5 × 10-3 pa. Tänu sellele ei mõju külmakraadid ja tuul vaakumtorukollektorile samal määral, kui plaatkollektorile. Vaakumi säilitamiseks kahe klaastoru vahel kasutatakse baariumi gaasiabsorberit (samasugust kasutatakse televiisoris olevates torudes).

All-Glass-Evacuated-Solar-Collector-Vacuum-Tube1-150x150

Tootmisprotsessil töödeldakse gaasiabsorber kõrgetel temperatuuridel, mille tulemuseks vaakumtoru alumine osa kattub puhta baariumi kihiga. Baariumi kiht neelab CO, CO2, N2, O2, H2O ja H2 gaase, mis eralduvad torude ladustamise ja ekspluatatsiooni ajal, säilitades seega vaakumi. Baariumi kiht on ka kindlaks visuaalseks indikaatoriks vaakumi seisundist vaakumtorus. Baariumi hõbedane kiht muutub valgeks juhul, kui vaakum kaob. (vaata pilt). DSCN5002-150x150Seega on baariumi kiht ideaalne indikaator süsteemi korrasoleku kontrolliks. Kõrgtehnoloogiliste vaakumtorude tööprintsiip põhineb soojustoru põhimõttel, mis kujutab endast vasksüdamikuga mõlemast otsast suletud toru, millel on ülaosas laiend. Selle toru sees on mittetoksiline vedelik, mille keemistemperatuur rõhu erinevuse tõttu on umbes 30 kraadi. Vedeliku keemistemperatuuri ületamisel soojenemise käigus hakkab see keema ja gaasilises olekus tõuseb toru ülemisse ossa, kus temperatuur võib ulatuda 250-300 °C-ni. Seal vedelik kondenseerub, andes soojust. Kondensaat voolab mööda toru seina alla ja protsess kordub.

Vaakumtoru-lige-300x1901 baariumi gaasiabsorber

2 Absorberi hoidik

3 Päikeseenergia neelamise kiht

4 Infrapuna peegeldus kiht

5 Peegeldusvastane kiht

Vaakumtorude tüübid

Kolb kolvisvaakumtoru-150x150

Kolb kolvis on üks kõigest levinumatest ja odavamatest vaakumtorudest, mida kasutatakse avakontuuri või madala rõhuga süsteemides. Soojuskandja soojenemine toimub kontakteerumisel klaaskolvi selektiivskattega. Soojuskandjana võib olla nii vesi kui ka antifriis (või tema seguvedelik). Sellised süsteemid töötavad  soojuskandja ülerõhu puudumisel, sest  neid  ei  ole võimalik efektiivselt hüdroisoleerida. Süsteemid on tihtipeale soojuskandja passiivse tsirkulatsiooniga. Selliste vaakumtorude põhjal on valmistatud mõned teised modifikatsioonid.

Kolb kolvis vasktoruga

U-tüüpi vaakumtorud

U_heat_pipe_solar_collector-150x1502011427171112-150x150  2011082416091670554-150x150u-type-300x112

Seoses sellega, et soojuskandja voolab U-tüüpi vasktorust läbi, tekivad raskused montaažitööga. Soojuskandja lekke vältimiseks tuleb süsteemis hüdroisoleerida iga toru eraldi.. See toob endaga kaasa  suured paigaldus- ja ekspluatatsioonikulud. Iga leke, mehhaaniline rike või vaakumtoru vahetus põhjustab  kollektori töö peatumise. U-tüüpi vaakumtorud on  välja töötatud 1 tüüpi vaakumtoru põhjal surve all töötavate süsteemide jaoks (pumbaga süsteemid). Vee puudumise tõttu, kollektor teoreetiliselt võib töötada temperatuuridel kuni -50°C, kuid antifriiside kõrge viskoossuse ja kollektori hüdraulilise takistuse tõttu (vasktorude diameeter on 5mm) süsteemi pump ei saa kollektori käivitamisega hakkama kuni soojenemise hetkeni (nii kaua, kui see soojeneb), mis võib omakorda põhjustada ülekuumenemist ja antifriisi süsteemist väljaviskamist. Antud kollektori ekspluatatsioon seepärast ei ole soovitatav madalamatel temperatuuridel (kuni     -25°C).

Heatpipe vaakumtoru

KD-HP-150x1502011082416083270554-150x150Heatpipe-vaakumtoru-150x150

Vaakumsoojustoru (Heatpipe) on autonoomne ja koosneb kahest torust, mis on tehtud ülivastupidavast boorsilikaatklaasist. Süsteem on kergesti hooldatav ja remonditav. Vajaduse korral sellist tüüpi vaakumtoru võib uue vastu vahetada kollektoritööd peatamata. Torusid võib juurde lisada (kui on soojuse hulk on ebapiisav) või osaliselt ära võtta (liigsoojuse puhul) suurendades või vähendades sellega pindalad. Tänapäeval soojusvaakumtorude (Heatpipe) variant on kõige levinuim. Ekspluatatsioonhooldus praktiliselt puudub. Turul leidub  kahte tüüpi vaakumtorusid, mis erinevad  teineteisest selektiivkatte poolest. Väliselt võib neid eristada värvi järgi  (ALN/AIN-SS/CU  on  tumedam), aga kui vaadata toru sisse, siis toru ALN/AIN-SS/CU kattega helendab punasega ja AL/N/AL kattega helesinisega. Soojusvaakumtoru ALN/AIN-SS/CU kattega on efektiivsem kui AL/N/AL kattega.

vaakumtoru2-150x150Vacuum-Tube1-150x150

Vakumeeritud toru Super Heatpipe

superheatpipe1

Super Heatpipe vaakumtorude tööprintsiip on sama, mis  tavalistel vaakumtorudel ja neil on kõik eelnevalt loetletud omadused, kuid neil on ka rida erinevusi, mis tõstavad oluliselt nende efektiivsust. Super Heatpipe torudes vaakumeeritakse toru terve sisemine ala, mitte ala kahe klaastoru vahel (Heatpipe), mille tulemuseks soojuskadu on minimaalne ning seade töötab efektiivselt temperatuuridel kuni -50°С. See tähendab ka seda, et kasuteguri koefitsient kasvab. Tänu kõrgselektiivsele absorbeerivale kattele sellised torud on tundlikud hajuvalguskiirguse suhtes ning töötavad ka pilvise ilmaga, omades väga väikest tootlikkuse kadu. See tähendab, et hajuvalguskiirgus neeldub ja  muundatakse soojusenergiaks. Super Heatpipe torude süsteem on valmis tööks kohe, kui päikesekiired langevad vaakumtorude pinnale. Super Heatpipe torude on  efektiivsus on 15 % võrra kõrgem kui Heatpipe torudel.