Kako rade vakuumski solarni kolektori?

Uvod

Iako vakuumski solarni kolektori prevazilaze pločaste solarne kolektore pri gotovo svakoj upotrebi za grejanje vode, razlika zaista dolazi do izražaja kada se koriste za klimatizaciju, grejanje ili industrijsku upotrebu. Za potrebe u domaćinstvima vakuumski solarni kolektori se najčešće koriste za grejanje sanitarne vode ili ispomoć grejanju.

To je zbog toga što vakuumski solarni kolektori mogu mnogo lakše dostići visoke temperature koje su potrebne, oni mogu da sakupe i zadrže toplotu čak i kada je veoma hladno napolju, a zbog svoje visoko efikasne konstrukcije sakupljaju sunčevu toplotu znatno ravnomernije tokom dana.

Solarni kolektori se sastoje iz: vakuumskih cevi, bakarne glavne cevi, bakarnih grejnih cevi, aluminijumskog kućišta, izolacije od staklene vune, i rama od nerdjajućeg čelika.

Vakuumske cevi

Vakumske cevi se prave od nisko emisionog borosilikatnog stakla (stakla sa veoma niskim sadržajem gvoždja koje ima superiornu dugovečnost i otpornost na toplotu) i presvučeni su AL/N ili AL slojem, koji omogućava iskorišćenje kompletnog spektra Sunčevog zračenja za generisanje toplote.

Na taj način se dobija veća toplotna iskorišćenost tokom sunčanih dana ali takodje se dobija i visoka efikasnost i po oblačnim i poluoblačnim vremenskim uslovima. Vakuumske cevi u sebi imaju barijumski gasni apsorber (indikator vakuma) koji menja boju od srebrne ka beloj ukoliko je iz nekog razloga ugrožen vakum u cevi.

Ispitivanjem se može jasno videti da se cevi sastoje od dva sloja stakla i vakuma koji je kreiran izmedju njih. Dobar način da vidite delotvornost ovog vakuuma je da uzmete vakusku cev i napunite je vrelom vodom a potom uhvatite cev i držite. Videćete da će cev ostati hladna i da se neće zagrejati, to je zbog vakuma izmedju dva sloja stakla.

Glavna bakarna cev

Cev je napravljena od bakra jer je bakar odličan provodnik toplote a otporan je na koroziju. Vakuumske cevi se lako i jednostavno ugradjuju u glavnu bakarnu cev, što samu montažu čini brzom i jednostavnom.

Aluminijumsko kućište oko glavne bakarne cevi

Kućište oko glavne bakarne cevi pravi se od aluminijuma kako bi se povećala izdržljivost i održala mala težina solarnog kolektora.

Mala težina solarnog kolektora je bitna zbog lakoće instalacije i smanjenja zbirnog pritiska koji treba krovna konstrukcija da izdrži, ovo posebno dolazi do izražaja kada se montira veća količina solarnih kolektora.

Glavna bakarna cev obmotana je staklenom vunom i zapečaćena specijalnom silikonskom gumom, koje mogu izdržati temperaturu i do 250C.

Grejne cevi

Grejne cevi dozvoljavaju brži transfer toplote. Sama grejna cev je od bakra, sadrži vakum i  malu količinu tečnosti.

Niži pritisak (vakum) u bakarnoj cevi znači da tečnost ključa na niskoj temperaturi (oko 30C), isparava i prenosi toplotu na glavnu bakarnu cev kroz koju protiče tečnost za transfer toplote. Potom se ponovo kondenzuje tečnost, vraća se na dno grejne cevi i proces se ponavlja. Grejne cevi se prave od bakra u kome nema kiseonika, bakra velike čistoće, a ovo je bitno da bi se osigurala dugovečnost grejnih cevi.

Kako za pravo vakuumski solarni kolektor radi?

Sunčevo zračenje dolazi do vakuumskog solarnog kolektora, vakuumska cev sa visokom efikasnošću apsorbuje ove zrake. Unutar vakuumske cevi je grejna cev koja se zagreva i u kojoj se nalazi mala količina tečnosti koja isparava kako teperatura u grejnoj cevi raste. Vodena para koja isparava ide na gore i prenosi toplotu na glavnu bakarnu cev na koju je prikačena. Glavna bakarna cev je priključena za vodovodnu instavaciju i kroz nju protiče tečnost za transfer toplote. Ta tečnost za transfer toplote se zagreva svaki put kada vodena para iz grejne cevi prenese toplotu. Vodena para iz grejne cevi po prenovu toplote se ponovo kondenzuje i vraća na dno cevi gde se ponovo zagreva i ciklus se ponavlja.