Теоретические основы

Типы вакуумных коллекторов и их устройство.

Среди всего многообразия различных конструкций вакуумных коллекторов следует выделить 3 основных типа по виду конструкции:

1. Колба в колбе.
2. Колба в колбе с тепловой трубкой.
3. Вакуумированная колба с тепловой трубкой.

Рассмотрим конструктивные особенности каждого из этих видов коллекторов.

Колба в колбе.

Название конструкции говорит само за себя. Колбы данного типа позволяют достичь высокой степени теплоизоляции поглощающего покрытия, при этом не мешая прохождению солнечных лучей. Как правило поглощающее покрытие наносится на внутреннюю поверхность внутренней колбы. В этом случае, теплоноситель, напрямую контактирующий с поглощающей поверхностью, нагревается без промежуточных преобразований.

Как правило трубки такого типа применяются либо в безнапорных системах, либо в системах с очень малыми напорами и естественной циркуляцией теплоносителя. На приведенных ниже рисунках представлены схемы работы подобных установок.

Колба в колбе с тепловой трубкой.

Вакуумные трубки данного типа несколько сложнее в устройстве, но зато отличаются большей производительностью при низких температурах. Как и в предыдущей конструкции, абсорбирующая поверхность находится на внутренней стеклянной трубке. Далее через металлические ребра тепло передается на медную тепловую трубку. Тепловые трубки являются чрезвычайно эффективными устройствами для передачи тепла. Принципиальная схема коллектора и колбы данного типа представлена на следующих рисунках.

Вакуумированная колба с тепловой трубкой.

Колбы данного типа наиболее сложны в изготовлении и эксплуатации, так как в данной конструкции вакуумная теплоизоляции обеспечена по всему объему колбы. Такое решение позволяет обеспечить наибольший КПД среди рассмотренных конструкций колб. В данном случае в качестве абсорбера выступает пластина покрытая светопоглощающим селективным покрытием. К этой пластине жестко прикреплена тепловая трубка, передающая полученную энергию в верхнюю часть трубки - конденсатор. В дальнейшем конденсатор подключается к теплообмениику коллектора, где происходит нагрев теплоносителя. Принципиальная схема колбы представлена на следующем рисунке.