Kolektory Suntask� :: Konstrukce a funkce
Vysvětlen� činnosti a funkčnosti vakuov�ho trubicov�ho kolektoru Suntask�
Jedn� se o �čelov� zař�zen�, kter� je schopno zdarma přeměnit světelnou energii na tepelnou s minim�ln�mi ztr�tami a zanedbateln�mi n�klady na provoz. Izolace trubic je zajištěna vakuem.
Jak toto zař�zen� pracuje?
Z�kladn�m komponentem a srdcem těchto zař�zen� jsou vakuov� trubice, kter� se skl�daj� ze dvou trubic (vnějš� a vnitřn�) tvoř�c�ch jeden celek.
Vnějš�
a vnitřn� trubice je ve spodn� č�sti každ� samostatně uzavřena zataven�m skla.
Na vnitřn� trubici je po venkovn�m průměru nanesena speci�ln� selektivn�
absorpčn� vrstva. Na tomto povrchu doch�z� k vysok�mu ohřevu vnitřn�
trubice (přeměně světla na teplo). Tato absorpčn� vrstva
je tvořena materi�ly, kter� zaručuj� nejvyšš� možn� pohlcen� vešker�ho
světeln�ho z�řen� - viditeln�ho, ultrafialov�ho a infračerven�ho (difůzn�
z�řen�).
Obě trubice jsou vloženy do sebe a ve spodn� č�sti jsou rozepřeny distančn�mi plechy, jejichž souč�st� je tzv. getter (chemick� sloučenina reaguj�c� se vzduchem). Spodn� č�st vnějš� trubice je pokovena a pokud dojde k porušen� vakua, zreaguje getter se vzduchem a kovovou vrstvou, kter� se touto reakc� zprůhledn� nebo zběl� a opticky n�s upozorn� na vadu trubice.
Horn� č�st obou trubic je ztavena k sobě a obě trubice tak tvoř� jeden kompaktn� celek. Vzd�lenost venkovn�ho a vnitřn�ho průměru skleněn�ch trubic je cca 5 mm. Vakuum v mezivrstvě venkovn� a vnitřn� trubice je vytvořeno při z�věrečn�m ztaven� obou trubic v jeden celek, kdy při teplotě taven� skla dojde k vyhořen� vzduchu mezi trubicemi. Vakuum je uzavřen� zataven�m v mezivrstvě trubic a je neměnn�.
Do prostoru vnitřn� trubice jsou vložena tepeln� žebra a kondenzačn� trubice.
Technick� řešen� vakuov�ch trubic (dilatace)
Tepeln� roztažlivost vakuov�ch trubic
Vlivem teploty okoln�ho venkovn�ho prostřed� a vlivem vysok�ch teplot uvnitř v pracovn� č�sti vakuov� trubice doch�z� k rozd�ln�mu pod�ln�mu prodloužen� obou trubic. Z tohoto důvodu nemohou b�t oba konce skleněn�ch trubic pevně spojeny - ztaveny dohromady, protože by došlo k destrukci trubic.
Toto řešen� je pro vakuov� trubice nejlepš� - lepš� neexistuje!
Trubice se d�ky tomuto řešen� mohou nez�visle na teplotě venkovn� a vnitřn� trubice bez poškozen� nez�visle na sobě pod�lně roztahovat a smršťovat. T�mto je zajištěna dilatace obou trubic. Trubice jsou spolu pevně spojeny pouze na jedn� straně.
I při teplotě nad 150 �C je trubice navenek studen�.
Odolnost vakuov�ch trubic je proti kroup�m do �3 cm!
Tepeln� žebro
Tepeln� žebro je zař�zen� slouž�c� k přenosu tepla z vnitřn� skleněn� trubice na kondenzačn� měděnou trubici (tyč), ve kter� je těkav� l�tka.
Kondenzačn� měděn� trubice (heatpipe)
Heatpipe kolektorů Suntask� obsahuj� protiz�mrazovou technologii. Při nepř�zni počas� a hlubok�ch m�nusov�ch teplot�ch nemůže doj�t k poškozen� heatpipes. sol�rn� okruh mus� b�t samozřejmě v naš�ch podm�nk�ch naplněn nemrznouc� směs�.
Kondenzačn� měděn� trubice slouž� k přenosu tepla z tepeln�ch žeber do v�měn�ku kolektoru. V horn� č�sti je měděn� trubice rozš�řena - tato č�st se naz�v� kondenz�r a slouž� k přenosu tepla z měděn� trubice do v�měn�ku kolektoru. Skl�d� se z uzavřen� měděn� trubice, kter� je naplněna speci�ln� teplonosnou těkavou l�tkou.
Tato l�tka se vlivem teplot začne odpařovat a stoupat měděnou trubic� do kondenz�ru trubice, kde se ochlad� vlivem tepeln� v�měny, kles� zpět dolů a dojde trval�mu prouděn� v měděn� trubici a před�v�n� tepeln� energie do v�měn�ku kolektoru. Poč�tek prouděn� je při 20�C uvnitř trubice bez ohledu na teplotě venkovn�ho prostřed�.
Z tohoto důvodu mus� m�t vakuov� trubice vždy minim�ln� sklon 20�, aby byla zajištěna spr�vn� funkce trubic.
Pokud bude vakuov� trubice postavena kolmo nebo položena vodorovně a bude vystavena slunečn�mu z�řen�, nebude v těchto př�padech spr�vně pracovat, bude doch�zet k rychl�mu najet� na stagnačn� teplotu a dojde n�sledně k poškozen� souč�st� trubice.
U kolektorů SR jsou vakuov� trubice zajištěny proti vniku nečistot do pracovn�ho prostoru trubic těsněn�m na v�měn�ku kolektoru.
V�měn�k kolektoru
Jde o zař�zen�, ve kter�m doch�z� k před�n� tepeln� energie do sol�rn�ho okruhu.
Vlastn� v�měn�k kolektoru je zhotoven z měděn�ho potrub�, ve kter�m jsou j�mky pro kondenz�ry vakuov�ch trubic.
V�měn�k m� tlakovou odolnost 6 Bar. Na v�měn�k se připojuje potrub� sol�rn�ho okruhu. Vstup a v�stup kolektorů SR je tvořen měděn�m potrub�m �22
R�m kolektoru
R�m kolektoru je tvořen jednoduch�mi profily z hlin�kov� slitiny.
Nastaven� sklonu kolektoru
Velk� přebytek slunečn�ho z�řen� je eliminov�n větš�m sklonem kolektoru (tzv. celosez�nn� nastaven�). T�m je sn�žen v�kon kolektoru v letn�ch měs�c�ch. Takov� nastaven� je velmi v�hodn�, protože v letn�ch měs�c�ch nepotřebujeme 100% v�konu kolektoru!
Toto nastaven� je velmi důležit�, protože v zimn�m obdob� je slunce nad obzorem n�zko a slunečn�ho z�řen� je m�lo. Nespr�vn�m nastaven�m sklonu kolektoru bychom znemožnili kolektoru pracovat v zimn�m obdob�.
Celosez�nn� provoz - podzim
V tomto obdob� se již v�ce projevuje celosez�nn� nastaven� sklonu a zv�š� se v�kon kolektoru �měrně sklonu slunečn�ch paprsků. Tepeln� zisk je vyšš� což pokr�v� i vyšš� spotřebu tepla.
Celosez�nn� provoz - zima
Slunečn� paprsky dopadaj� na trubice kolmo. T�m je zabezpečen maxim�ln� možn� v�kon vakuov�ch trubic.
Nasměrov�n� kolektoru k jihu
Pohled shora na kolektor
Nasměrov�n� kolektoru k jihu �10� = 100% využit� doby osvitu trubic.
V někter�ch př�padech instalace kolektorů se těmto postrann�m odchylk�m bohužel nevyhneme. Vakuov�m trubic�m postrann� odchylky nevad�. Ztr�ty nejsou velk�, zkr�t� se pouze doba osvitu trubic a mus�me tuto skutečnost vz�t v �vahu při dimenzov�n� syst�mu.
Vakuov� trubice n�mi dod�van�ch kolektorů maj� absorpčn� vrstvu nanesenu po cel�m povrchu průměru trubic, takže mal� odchylky od jihu nevad�.
Trubice n�mi dod�van�ch kolektorů se nemus� při mont�ži trubic nijak nat�čet jako u jin�ch trubicov�ch kolektorů, jejichž trubice nemaj� absorpčn� ani selektivn� vrstvu (jsou průhledn�) a uvnitř kter�ch je ploch� deskov� absorb�r.
Vakuov� trubice s kulat�m absorb�rem jsou sv�m proveden�m pro podm�nky v ČR t�m nejlepš�m řešen�m.
Z každ�ho dan�ho slunečn�ho osvitu a jin�ho z�řen� je tento kolektor schopen "vyžd�mat" t�měř 100% tepeln� energie.
V každ� lokalitě ČR je množstv� z�skan� tepeln� energie různ� a př�mo �měrně z�vis� na množstv� slunečn�ho a jin�ho z�řen�, kter� v dan� lokalitě dopad� na zemsk� povrch. Tepeln� energie je ud�v�na ve wattech na metr čtverečn�.
