[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Szczegóły budowy kolektora próżniowego typu HeatPipe. Część 2.

Opublikowano: 27.01.2014
image

Uszczelnienie przejścia rury miedzianej przez szkło.
Dużym wyzwaniem jest szczelne połączenie szkła i metalu. W rurach typu HeatPipe z pojedynczym przeszkleniem można spotkać dwa rozwiązania: termokompresja, oraz przejście bezpośrednie (połączenie fizyko-chemiczne). Proces termokompresji stanowi bardzo stabilne połączenie metalu i szkła i jest z powodzeniem stosowany na rynku już od ponad 25lat. Proces ten został opatentował przez firmę Donier-Prinz, a na szeroką skalę po raz pierwszy zastosowała go firma Philips przy produkcji telewizorów kineskopowych.

 

Technologia bezpośredniego przejścia przez szkło jest również stosowana od wielu lat, a charakterystycznym elementem tego rozwiązania jest elastyczne połączenie z kondensatorem znajdującym się na zakończeniu rury w jej górnej części. Elastyczne połączenie jest wymagane z uwagi na występujące w czasie pracy kolektora naprężenia, które związane są ze zmianami temperatur i specyficznym ukształtowaniem rury szklanej w miejscu przejścia rury miedzianej.

 

Termokompresja: połączenie o dużej powierzchni styku i dużej wytrzymałości mechanicznej. Stosowane od lat nie tylko przy produkcji rur próżniowych.

Termokompresja: połączenie o dużej powierzchni styku i dużej wytrzymałości mechanicznej.
Stosowane od lat nie tylko przy produkcji rur próżniowych.

 

Bezpośrednie przejście rury miedzianej przez szkło. Technologia z powodzeniem stosowana przy produkcji solarnych rur próżniowych – wymaga elastycznego połączenia z kondensatorem z uwagi na geometrię połączenia i zastosowane materiały.

Bezpośrednie przejście rury miedzianej przez szkło. Technologia z powodzeniem stosowana przy produkcji solarnych rur próżniowych – wymaga elastycznego połączenia z kondensatorem z uwagi na geometrię połączenia i zastosowane materiały.
 

Dodatkowe rozwiązania dla utrzymania głębokiej próżni wewnątrz rury.
Nieco chemii i fizyki: skład powietrza to mniej więcej 78% azot, 21% tlen, 0,9% argon, oraz 0,1% pierwiastki śladowe jak 0,038% CO2, czy 0,000524% Hel.

 

Przez szkło oraz metal, w istotnej mierze mogą dyfundować jedynie małe atomy / cząsteczki i są to Wodór (H2) oraz Hel (He). Cząsteczki H2 oraz He dyfundują z otoczenia do wnętrza rury próżniowej poprzez szkło, oraz metal (rura miedziana). Dodatkowo, cząsteczki Wodoru H2 związane w metalu (rura miedziana oraz absorber) dyfundują także do wnętrza rury próżniowej – w tym przypadku ruch odbywa się wewnątrz rury, ale również stanowi zagrożenie dla utrzymania niskiego ciśnienia wewnątrz rury.

 

Przed montażem absorbera do rury szklanej, miedź poddawana jest wygrzewaniu do temperatury około 600°C, którą utrzymuje się przez co najmniej 30min. Wygrzewanie miedzi powoduje usunięcie z metalu do 90% cząstek wodoru i tym samym redukuje się do minimum ilość cząstek, które mogą w późniejszym czasie dyfundować do wnętrza gotowej już rury próżniowej. Niewielka ilość cząstek wodoru, które pozostały związane w metalu mimo wszystko również stanowią zagrożenie dla utrzymania głębokiej próżni. Dlatego też wewnątrz rury montuje się specjalne tabletki tzw. gettery zawierające bar – metal bardzo aktywny chemicznie, którego zadaniem jest wiązanie (adsorbowanie) gazów resztkowych w tym cząstek wodoru H2 z wnętrzna rury próżniowej. Producenci rur próżniowych montują jeden lub dwa gettery – im więcej tym trwałość próżni powinna być zachowana przez dłuższy czas. Dodatkowo napylana jest warstwa gettera na wewnętrzną część rury – zabarwienie srebrne pochodzi od baru, który reagując z powietrzem zabarwia się na biało, tym samym można bardzo łatwo ocenić szczelność rury.

 

Widoczna w środkowej części srebrzysta warstwa, zwana testerem próżni. Zmiana barwy na białą jest oznaką nieszczelności.

Widoczna w środkowej części srebrzysta warstwa, zwana testerem próżni. Zmiana barwy na białą jest oznaką nieszczelności.
 

Typy kondensatorów
Rury HeatPipe dostępne są w rozwiązaniach z kondensatorem w postaci rozszerzonej miedzianej rury, będącej przedłużeniem rury biegnącej pod absorberem lub w postaci nakładanej aluminiowej tulei. W obu przypadkach kondensator styka się z kolektorem zbiorczym, przez który płynie czynnik solarny. Rozwiązanie z aluminiową tuleją obniża nieco sprawność kolektora z uwagi na dodatkowy materiał przekazujący ciepło, pozwala jednak na większe możliwości dotyczące montażu kolektora. Rurka miedziana na całej długości jest o takiej samej średnicy, co pozwala na montaż kolektora z rurami skierowanymi pionowo lub poziomo na fasadzie budynku a także montaż płasko na podłożu czy dachach płaskich. W rzeczywistości oryginalne elementy montażowe gwarantują zachowanie minimalnego, niezauważalnego kąta pochylenia rur (kolektor zbiorczy jest około 1cm).
 

Schemat pracy rury typu HeatPipe do uniwersalnego montażu

Schemat pracy rury typu HeatPipe do uniwersalnego montażu

 

Schemat pracy rury typu HeatPipe z rozszerzanym zakończeniem rury miedzianej (kondensator).

Schemat pracy rury typu HeatPipe z rozszerzanym zakończeniem rury miedzianej (kondensator).
 

Kolektory próżniowe typu HeatPipe, dobrej klasy są techniczne bardzo zaawansowanym produktem – stąd różnica cenowa w stosunku do kolektorów płaskich. Rura, która pozytywnie przeszła badania szczelności, powinna przy prawidłowej eksploatacji gwarantować długie lata pracy bez strat ciepła. Minimalna pojemność cieczowa kolektora to mniej płynu solarnego w instalacji, łagodniejsze skutki ewentualnej stagnacji i mniejsze naczynia przeponowe. Także instalator ma prościej – układ można napełnić i odpowietrzyć nawet przed montażem rur próżniowych. Próżniowy kolektor to również lepsze rozwiązanie do wspomagania centralnego ogrzewania i wspomagania ogrzewania wody basenowej – mam tu na myśli tylko i wyłącznie instalacje gdzie obie te funkcje występują jednocześnie. Również dachy budynków wysokich lepiej wyposażać w kolektory próżniowe, o ażurowej konstrukcji nie stwarzającej bariery dla wiatrów i nie wymagających tak dużych obciążeń balastowych jak to jest w przypadku kolektorów płaskich. Kolektory płaskie, pionowe montowane pod kątem 35° na budynku o wysokości około 20m w zależności od strefy wiatrowej i śniegowej mogą wymagać obciążenia do 400kg, natomiast kolektory próżniowe z uwagi na możliwość montażu płasko na podłożu (obrócenie rur pozwoli na dopasowanie kąta padania promieni słonecznych) będą wymagały 4-krotnie mniej.

 

Autor: Dawid Pantera
Akademia Viessmann

 

Szczegóły budowy kolektora próżniowego typu HeatPipe. Część 1. >>



KONTAKT wyślij zapytanie ofertowe

Viessmann

E-mail: info@viessmann.pl

Tel: +48 801 00 2345
Adres:
Karkonoska 65
53-015 Wrocław

Katalog firm

  • Hewalex

    Ponad 25 lat rozwoju – od wizji do wiodącego producenta Rozwó…
    Hewalex
  • Galmet

    Galmet jest największym polskim producentem urządzeń grzewczych, z blisko 35-…
    Galmet
  • De Dietrich

    De Dietrich to jedna z najstarszych marek w branży grzewczej na świecie. W 20…
    De Dietrich

Kolektory słoneczne

Forum