Na rynku kolektorów próżniowych rurowych od dłuższego czasu toczy się spór o to jaki typ kolektora jest lepszy czy ten wykorzystujący przepływ bezpośredni czynnika grzewczego przez rurę czy ten oparty o ciepłowód ang. heat – pipe (tak heat pipe to po polsku ciepłowód lub gorąca rurka mamy piękny odpowiednik więc nie jest konieczne używanie angielskich makaronizmów) Linia sporu przebiega dokładnie według producentów jednego bądź drugiego rozwiązania. Wiele przytaczanych argumentów pasuje do przysłowia „przyganiał kocioł garnkowi”
Poniższy obrazek przedstawia schematycznie omawiane dwa typu kolektorów
Najwięcej uwag krytycznych pod adresem kolektorów wyposażonych w ciepłowód dotyczy możliwości skutecznego odbioru ciepła z absorbera z uwagi na:
Poniższy obrazek przedstawia schematycznie omawiane dwa typu kolektorów
Najwięcej uwag krytycznych pod adresem kolektorów wyposażonych w ciepłowód dotyczy możliwości skutecznego odbioru ciepła z absorbera z uwagi na:
- 1 Niedokładne przyleganie blachy do ściany szklanej rury
- 2 Niewystarczające chłodzenie skraplacza
- 3 Bezwładność cieplną ciepłowodu
Porównując rysunki łatwo zauważyć, że problem 1 dotyczy obydwu rozwiązań w równym stopniu. Problem 2 jest tylko kwestią właściwego projektowania a problem 3 jest mało istotny.
Niezależnie od sposobu odbioru ciepła (ciepłowód, przepływ bezpośredni) oba rozwiązania mają jedną wspólna wadę, o której producenci nie lubią mówić. Kolektory te zbudowane są z podwójnej rury szklanej (tzw budowa termosowa). Absorber zaznaczony na rysunku na czerwono oddzielony jest szklaną ścianką od metalowej blachy, która odbiera od niego ciepło. Nie trzeba być ekspertem, aby zauważyć, że takie rozwiązanie w żadnym wypadku nie gwarantuje efektywnego odbioru ciepła z absorbera. Dodatkowo tylko absorber jest izolowany próżniowo, gdyż w rurze od wewnątrz próżni niema.
O tym, że spór ten jest bezzasadny najlepiej mówią badania, które pokazują bardzo podobne uzyski energii z obu typów kolektorów.
Rozwiązaniem, które z punktu widzenia energetyczno deklasuje oba omówione wcześniej typy kolektorów próżniowych sprowadza się do zastosowania pojedynczej rury próżniowej i płaskiego absorbera.
W tym typie kolektora próżniowego rurowego absorber przymocowany jest bezpośrednio do ciepłowodu a całość znajduje się w próżniowej rurze. Badanie SPF-u pokazują, że ten typ kolektora uzyskuje nawet 30% więcej energii niż kolektory o budowie termosowej.
W mojej ocenie kwestia efektywności kolektorów próżniowych w głównej mierze nie leży w sposobie odbioru ciepła, lecz w budowie rury.
Niezależnie od sposobu odbioru ciepła (ciepłowód, przepływ bezpośredni) oba rozwiązania mają jedną wspólna wadę, o której producenci nie lubią mówić. Kolektory te zbudowane są z podwójnej rury szklanej (tzw budowa termosowa). Absorber zaznaczony na rysunku na czerwono oddzielony jest szklaną ścianką od metalowej blachy, która odbiera od niego ciepło. Nie trzeba być ekspertem, aby zauważyć, że takie rozwiązanie w żadnym wypadku nie gwarantuje efektywnego odbioru ciepła z absorbera. Dodatkowo tylko absorber jest izolowany próżniowo, gdyż w rurze od wewnątrz próżni niema.
O tym, że spór ten jest bezzasadny najlepiej mówią badania, które pokazują bardzo podobne uzyski energii z obu typów kolektorów.
Rozwiązaniem, które z punktu widzenia energetyczno deklasuje oba omówione wcześniej typy kolektorów próżniowych sprowadza się do zastosowania pojedynczej rury próżniowej i płaskiego absorbera.
W tym typie kolektora próżniowego rurowego absorber przymocowany jest bezpośrednio do ciepłowodu a całość znajduje się w próżniowej rurze. Badanie SPF-u pokazują, że ten typ kolektora uzyskuje nawet 30% więcej energii niż kolektory o budowie termosowej.
W mojej ocenie kwestia efektywności kolektorów próżniowych w głównej mierze nie leży w sposobie odbioru ciepła, lecz w budowie rury.
Jeśli pomysł z jedną rurką jest taki rewelacyjny to może firma Watt, która buduje w Sosnowcu największą halę produkcyjną w Polsce i jedną z większych w Europie może coś pomyśli o badaniach i uruchomieniu produkcji nowej wersji kolektora. Wzrost o 30 % wydajności jest ogromny, zmniejszyłaby się liczba kolektorów na dachu do ogrzania wody, zmniejszyła cena dla klientów a i koszt produkcji wydaje się mniejszy, tylko jedna rurka a nie podwójna.
OdpowiedzUsuńA co do kolektorów heat–pipe nie do końca rozumiem procesu chłodzenia skraplacza...
Celowo zaznaczyłem ze kolektory o pojedynczej rurze są lepsze pod względem uzysku energii nie oznacza to że ogolenie są lepsze. Jak każde rozwiązanie mają swoje wady wynikające z połączenia metalowo - szklanego które przy dłuższej eksploatacjo może powodować rozszczelnienie.
OdpowiedzUsuńZasada działania ciepłowodu w innym wpisie
Koncepcja rur próżniowych jest w swej istocie bzdurna i nie ma przyszlości. Ta należy do kolektorów plaskich z wykorzystaniem jako izolatora próżni-coś w rodzaju szyb zespolonych tyle,że ne wypelnionych argonem lub innym gazem ale z usuniętym powietrzem.Innym zagadnieniem jest poprawa próżni np poprzez dodakowe, co kilka lat, odpompowanie powietrza dostajacego się na skutek niedokladnego uszczelnienia lub helu, którego atomy przedostaja się poprzez szklo. Może warto temu zagadnieniu poswięcić kolejny felieton.pozdrawam tadeusz/YATA/
OdpowiedzUsuńWitam.
OdpowiedzUsuńW końcowej części artykułu pisząc o kolektorze z płaskim absorberem wykazał Pan (za SPF)o 30% większej skuteczności tego rozwiązania. Jeżeli miał Pan na myśli wyliczoną sprawność to nie bardzo się z Panem zgadzam. Otóż sprawność nie jest jednostką "mierzalną" choć tak wszyscy sądzimy a wyliczoną na podstawie pomiaru. W danych prezentowanych przez SPF można łatwo to sprawdzić. Otóż sprawność jest iloczynem maksymalnej mocy kolektora zmierzonej przy promieniowaniu 1000W oraz różnicy temperatur Tm-Ta=0 stopni kolektora a powierzchnią apertury.
I tu powstaje pewien problem: w kolektorze próżniowym o płaskim absorberze wyliczenie tej powierzchni nie stanowi problemu, ale za to przy próżniówce z warstwą napyloną na rurę (tubus) powstał problem jak dużą część powierzchni tegoż należy wziąć pod uwagę. Czy powierzchnię całkowitą, ale od spodu rury nie pada promieniowanie i tak się nie liczy czy tylko jej wycinek. Zauważyłem, że bierze się powierzchnię całkowitą rury podzieloną przez ok. 2,7. Przyjmując ten wycinek powierzchni rury jako powierzchnię apertury do obliczeń sprawności dla kolektorów bez lustra. Inaczej sprawa przedstawia się jeżeli pod rury wsuniemy lustro. Jeżeli paraboliczne (przy prawidłowo dobranym kształcie paraboli)to z dużą dozą prawdopodobieństwa promienie padające między rurami przy każdym kącie padania trafi na rury od spodu (ale czy w 100% w efekcie pochłaniania promieniowania przez lustro?) Ponieważ rura zewnętrzna jest przeźroczysta to przy pewnych kątach następuje załamanie na jej ściankach (szczególnie przy podwójnym przejściu przez rurę)i również na szkle następuje odbicie ale w stronę padającego promieniowania lub na boki. Jeszcze inaczej sprawa wygląda przy lustrze płaskim, gdzie po sprawdzeniu tylko 1/3 promieniowania dociera do rur od spodu a prawie całkowicie promienie wracają z powrotem przy padaniu prostopadłym przy którym się bada kolektory a również tą powierzchnię zalicza się do powierzchni apertury.
Więc powstaje pytanie jaką miarę należy przyjąć wyznaczając powierzchnię apertury a jest to kluczowy czynnik do wyznaczania sprawności.
Widać to wyraźnie na prezentowanych wykresach: kolektory próżniowe - klsyfikacja
Porównanie kolektorów o różnej budowie przypomina mi porównanie kotłów gazowych kondensacyjnych i zwykłych co prowadziło błędnych stwierdzeń , że te pierwsze mają ponad 100% sprawności.
Przepraszam, na początku wkradł się błąd: sprawność jest nie ilorazem a iloczynem maksymalnej...
OdpowiedzUsuńEch ten pośpiech.
Pisząc efektywność miałem na myśli uzysk energii a nie sprawność. Generalnie sprawność optyczna jest tylko jednym z parametrów decydujących o uzysku energii z kolektorów.
OdpowiedzUsuńW przypadku kolektora próżniowego o napylonym absorberze wokół rury powierzchnią efektywną która powinna być powierzchnia apertury jest zawsze średnica rury wewnętrznej (kolektor bez luster) można to udowodnić matematycznie kiedyś to liczyłem.