В вакуумных трубчатых солнечных коллекторах SHC в качестве термоизолятора используется вакуум, образованный между двумя стеклянными трубами. На внутреннюю трубу наносится высокоселективный абсорбционный слой. Полученное тепло при помощи специальных алюминиевых пластин переходит в медные трубки, в которых протекает нагреваемая жидкость.
Благодаря такому решению теплопотери трубчатых коллекторов очень низкие, и коллекторы могут извлекать тепло даже при совсем слабом солнечном свете (солнце за тучей – диффузионное излучение) или при экстремальных температурах (низкая температура воздуха и высокая температура нагреваемой жидкости).
Их преимущества особенно проявятся:
Благодаря этим свойствам трубчатые коллекторы используются:
В чем секрет исключительности параметров трубчатых коллекторов SHC?
Вакуумная изоляция стеклянных труб. Труба образована двумя стеклянными коаксиальными трубками, между которыми вакуум. Концы трубок запаены одна в другую, поэтому стабильность вакуума гарантируется на продолжительное время. Таким образом абсорбер коллектора окружен вакуумом, являющимся идеальным изолятором и теплопотери сводит до минимума также, как, например, термос. Благодаря этому даже минимальные извлечения тепла при плохой погоде не теряются и нагревают жидкость в коллекторе.
Абсорбционная поверхность, которая попадающую на нее радиацию преобразует в тепло, имеет цилиндрическую форму. Освещаемая солнцем поверхность коллектора постоянна и утром, и в полдень и вечером. Его производительность не уменьшается из-за маленького угла падения солнечного излучения, как это бывает у плоских коллекторов. Цилиндрическая абсорбционная поверхность позволяет с пользой извлекать тепло даже с косвенного рассеянного солнечного излучения. По сравнению с прямым солнечным излучением при рассеянном излучении абсорбционная поверхность бывает более чем в три раза больше.
Солнечная жидкость протекает по медной U-образной трубке вниз в трубу и, нагревшись, возвращается наверх в распределитель коллектора. Алюминиевая пластинa собирает тепло со всей внутренней поверхности вакуумной трубки и передает его солнечной жидкости в медной трубке. Пластинa плотно прилегает к стеклянной трубе и прочно сжимает медную трубку с солнечной жидкостью. За счет этого и очень короткого расстояния между абсорбером и солнечной жидкостью теплопередача отличается такой высокой эффективностью.
Для термоизоляции распределителя коллектора использован слой минеральной ваты толщиной 3 см с поперечными волокнами и алюминиевая светоотражающая пленка для минимизации теплопотерь распределителя.
Распределитель коллектора образуют две медные трубки. По нижней трубке жидкость поступает в коллектор, по верхней трубке нагретая жидкость уходит из коллектора.
Коллекторы удобно соединяются и в большие коллекторные поля. Солнечная жидкость во все
Схема соединения трубки с коллектором
Части устройства коллектора и конденсатора
Фирма выпускает две модельные серии вакуумных коллекторов с U-образной трубкой: SHC и SHC R.
Коллекторы типа SHC R имеют большой фасонный рефлектор, концентрирующий солнечное излучение с большой поверхности на абсорбционную поверхность трубок. Коллекторы SHC R отличаются высшей пиковой мощностью.
Коллекторы типа SHC рефлексной пластиной не оснащены, зато имеют большее количество трубок, которые всей абсорбционной поверхностью широким углом 110° поглощают солнечное излучение. Коллекторы SHC отличаются более стабильной мощностью в течение всего года.
Вакуумный коллектор
Коллектор с 20 вакуумными тепловыми трубками
Модель |
Площадь, (м2) |
Тепловые трубки |
Тип абсорбера |
Размеры, мм |
Масса, кг |
||
диам. |
длина |
кол-во |
|||||
IMHPC47/12 |
1.26 |
ф47 мм |
1500 мм |
12 |
AI/N/AI |
870?1950 |
28 |
IMHPC 47/18 |
1.8 |
18 |
AI/N/AI |
1450?1950 |
42 |
||
IMHPC 47/20 |
2.1 |
20 |
AI/N/AI |
1970х1950 |
46 |
||
IMHPC 47/30 |
3.15 |
30 |
AI/N/AI |
2150х1950 |
69 |
||
IMHPC 58/18 |
2.57 |
ф58 мм |
1800 мм |
18 |
AIN/AIN-SS/CU |
1584?2000 |
60 |
IMHPC 58/24 |
2.88 |
24 |
AIN/AIN-SS/CU |
2064?2000 |
64 |
||
IMHPC 58/30 |
4.32 |
30 |
AIN/AIN-SS/CU |
2544?2000 |
98 |
||
IMHPC 58/36 |
5.32 |
36 |
AIN/AIN-SS/CU |
3254?2000 |
112 |
Число труб |
18, 24, 30, 36 |
Длина трубы |
1800 мм |
Внешний диаметр трубы |
58 мм |
Внутренний диаметр трубы |
47 мм |
Толщина стекла стенки трубы |
1.6 мм |
К-т тепл. расширения материала трубы |
3.3 X 10 -6 oC |
Материал стеклянной трубы |
Боросиликатное стекло 3.3 |
Поглощающее покрытие |
AIN/AIN-SS/CU |
Коэффициент поглощения |
> 96% |
Излучательная способность |
7 % (100 °C) |
Вакуум |
P < 0.005 Па |
Температура стагнации |
< 220 oC |
Теплопотери |
< 0.8 Вт/м2. °C |
Отражатель |
Алюминиевый отражатель, Al |
Материал рамы |
Алюминий, Al |
Давление испытания |
1.0 МПа |
Рабочее давление |
0.6 МПа |
Материал покрытия теплопровода |
Ламинированный алюминий |
Материал рамы |
Алюминий, Al |
Материал трубы тепловой трубки |
Медь С12200, Cu |
Материал трубы теплосборника |
Медь С12200, Cu |
Изоляция |
Базальтовая вата (Каменная вата) |
Резиновые уплотнители и кольца |
Стабилизированная термостойкая силиконовая резина |
Оптимальный угол установки |
30° – 70° вертикально, 0° горизонтально |
Оптимальная скорость потока |
0.1 л/труба – 0.026 G/мин/труба |
Вакуумные трубки типа SUPER HEAT PIPE
Модель
|
Спецификация
|
Площадь, м2
|
Для систем, л
|
701910
|
Размер коллектора (мм): 1120*160*160
Кронштейн (мм): 1980*100*100 10 трубок (1.9 м) |
1.87
|
100
|
701912
|
Размер коллектора (мм): 1320*160*160
Кронштейн (мм): 1980*100*100 12 трубок (1.9 м) |
2.23
|
120
|
701915
|
Размер коллектора (мм): 1620*160*160
Кронштейн (мм): 1980*100*100 15 трубок (1.9 м) |
2.29
|
150
|
701918
|
Размер коллектора (мм): 1920*160*160
Кронштейн (мм): 1980*100*100 18 трубок (1.9 м) |
3.37
|
180
|
701920
|
Размер коллектора (мм): 2120*160*160
Кронштейн (мм): 1980*100*100 20 трубок (1.9 м) |
3.78
|
200
|
Характеристики вакуумных трубок типа SUPER HEAT PIPE
Размеры: |
|
длина |
1700 мм |
диаметр |
70 мм |
толщина стенки |
2,5 мм |
Материал: |
|
трубки |
боросиликатное стекло (класс 3.3) |
поглощающей пластинки |
алюминий (Al) |
селективного покрытия пластинки |
нитрид алюминия (AlN) |
теплообменного наконечника нагревательной трубки |
медь (Cu) |
Вес |
2,2 кг |
Вакуум |
5 х 10-3 Pa |
Коэффициент поглощения солнечного излучения |
0,94 |
Коэффициент эмиссии |
0,08 |
Устойчивость: |
|
к перегреву |
до +420 °С |
к замерзанию |
до -50 °С |
к ветру |
до 30 м/сек |
к граду |
до 35 мм |
максимальное давление |
1 MPa |
Стартовая температура |
менее 25 °С |
Температура стагнации |
< 300 °С |
Время старта |
не более 2 минут |
Мощность 1 вакуумной трубки (при интенсивности солнечной радиации эквивалентной 800 Вт на 1 м2) |
76 Вт |