Solar-Vakuumröhren mit Wärmerohr – wie sie funktionieren

[Abstrakt]

Die Solarvakuumröhre mit Wärmerohr ist der effizienteste Solarwarmwasserbereiter auf dem Markt. Heatpipe-Technologie und Vakuumröhren sind nichts Neues. Tatsächlich nutzt die Internationale Raumstation beide Technologien gleichzeitig. Die meisten Laptop-Computer verwenden Wärmerohre zur Kühlung des Motherboards, während Vakuumröhren in elektronischen Produkten wie Fernsehern und Radios verwendet werden. Tatsächlich sind Vakuumröhren immer noch die erste Wahl für High-End-Verstärker. Wie funktionieren diese beiden Technologien also in solaren Warmwasserbereitungssystemen? Beginnen wir mit Solarvakuumröhren oder auch Vakuumröhren genannt.

[Text]

Was ist eine Vakuumröhre?

Die Vakuumröhre besteht aus Borosilikatglas, das einen sehr geringen Eisengehalt hat, sodass es mehr Sonnenstrahlung durchlässt als gewöhnliches Glas und daher auch sehr stabil ist. Das Herstellungsverfahren der Glasröhre ist das gleiche wie das Herstellungsverfahren der Thermoskanne, die eine äußere Glasschicht und eine innere Glasschicht aufweist. Zwischendurch wurde die Luft entfernt bzw. „evakuiert“, um ein Vakuum zu erzeugen. Da sich im Inneren keine Luft befindet, kann die Wärme nicht auf beide Seiten übertragen werden. Das Glasinnenrohr ist mit einem patentierten 3-Schicht-Kupfer-, Aluminium- und Aluminium/Stickstoff-Schichtverfahren beschichtet. Diese selektiven Beschichtungen sind für die Absorption und Weiterleitung der solaren Wärmestrahlung verantwortlich und beeinflussen dadurch die Leistung der Röhre. Da zwischen beiden ein Vakuum herrscht, kann die Wärme nicht abgeführt werden, sodass der Wirkungsgrad dieser Röhren 97 % beträgt. Bei der Herstellung dieser Röhren wird ein Bariumabsorber installiert, der jegliches Gas absorbiert und so sicherstellt, dass das Vakuum aufrechterhalten bleibt. Der Getter wird auch verwendet, um die Integrität des beeinträchtigten Vakuums anzuzeigen. Wenn das Vakuum des Reagenzglases bricht, führt der Bariumgetter dazu, dass die Metallbeschichtung am Boden des Reagenzglases weiß wird, was anzeigt, dass sie ersetzt werden muss.

Nachdem die selektive Beschichtung die Wärmeenergie der Sonne absorbiert hat, wird die Energie über die Aluminiumlamellen, die in die Vakuumröhre gewickelt sind und die selektive Beschichtung vollständig berühren, auf das zentrale Wärmerohr übertragen. Das Zentrum des Aluminium-Kühlkörpers ist ein Kupfer-Heatpipe. Das Wärmerohr ist ein langes Rohr, das sich über die gesamte Länge der Vakuumröhre erstreckt. Im Hohlraum des Röhrchens befindet sich eine kleine Menge Flüssigkeit. Das Innere des Kupfer-Wärmerohrs befindet sich ebenfalls in einem Vakuumzustand, das Vakuum unterscheidet sich jedoch vom Vakuum im evakuierten Rohr. Aufgrund dieses Vakuums siedet die Flüssigkeit bei einer Temperatur von etwa 200 °C. 30 Grad Celsius (86 Grad Fahrenheit). Dies ist das Hauptprinzip der Heatpipe-Technologie. Im Vergleich zum Meeresspiegel siedet Wasser unter Vakuum bei einer niedrigeren Temperatur, während Wasser unter hohem Druck bei einer höheren Temperatur siedet.

Wenn das Wärmerohr vorgeheizt ist, wird die Flüssigkeit im Wärmerohr schnell erhitzt und wird zu Dampf. Der Dampf steigt entlang des Rohrs auf, bis er den Kondensatorkolben erreicht, wo seine Wärme über den Wärmetauscher im Verteiler an die Solarheizflüssigkeit übertragen wird. Im Kondensatorkolben verliert der Dampf Energie und wird wieder flüssig. Durch die Schwerkraft fließt die Flüssigkeit nach unten zurück zur Innenwand des inneren Wärmerohrs und der Zyklus wiederholt sich.

Das Kupfer-Wärmerohr in jedem Rohr wird in die Kupferhülse im abgedichteten Verteiler eingeführt. Diese Wärme wird durch die Leitfähigkeit indirekt an die Solarheizflüssigkeit übertragen. Daher ist der Verteiler auf diese Weise unabhängig vom Wärmerohr und es tritt keine Leckage auf, selbst wenn das Wärmerohr entfernt wird. Der Verteiler ist hochisoliert und es gibt eine kleine Hülse zum Einsetzen des Temperatursensors in den Kupferverteiler. Auf diese Weise wird die Innentemperatur der Heizflüssigkeit zurück an den digitalen Regler übertragen. Wenn die Temperatur im Kollektor höher ist als die des Wassers im Wassertank oder Pool, sendet die Steuerung ein Signal, um die Pumpe anzuweisen, sich einzuschalten und die Heizflüssigkeit umzuwälzen. Am Abend, wenn die Sonne untergeht, kühlt sich der Verteiler auf eine Temperatur ab, die niedriger ist als die des Wassers oder des Pools, wodurch die Pumpe angehalten wird, anzuhalten.

【Abschluss】

Wenn Sie ein Heatpipe als Ersatz kaufen möchten, überprüfen Sie bitte:

https://www.1stsunflower.com/SFVB-Vaccum-Tube-With-Heat-Pipe-pd71647387.html