Vakuumröhrenkollektor

Röhrenkollektor

Die Vakuumröhrenkollektoren sind eine Bauweise von Solarkollektoren und Teil einer thermischen Solaranlage. Ein Vakuum-Röhrenkollektor für Ihre Solaranlage? Zusätzlich wird die Umgebung der Rohre in einem Vakuumröhrenkollektor evakuiert. Der Vakuumröhrenkollektor ist hocheffizient.

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Ein Vakuumröhrenkollektor ist eine Bauart von Solarkollektoren und Teil einer Solarthermieanlage. Der Wärmeträger wird durch ein Unterdruck von der Umgebung getrennt. Vakuumröhren-Kollektoren sind im Wesentlichen aus Glasröhrchen aufgebaut, die ein luftdichtes Gehäuse umhüllen. Es wird unterschieden zwischen dem älteren Rohrsystem mit direktem Durchfluss und den modernen Rohren mit "Heatpipe". Aufgrund der verschiedenen Expansionskoeffizienten von Scheibe und Dichtmasse tendieren diese Rohre zu Rissen und damit zum Eindringen von Luft.

In modernen Anlagen mit "Sydney"-Röhren werden zwei konzentrisch angeordnete Glasrohre wie eine Thermoskanne miteinander verbunden; der Zwischenraum zwischen den Rohren wurde entleert. 1985 fand die weitere Entwicklung für den Einsatz der Leuchtstoffröhre als Vakuumröhrenkollektor in China statt, wo sie ebenfalls zum Patent angemeldet wurde. Bei zu dicken Beschichtungen lässt sich das Material bei Schwankungen der Temperatur besser ablösen, während zu dünnes Material den Nutzungsgrad verringert.

Ist eine der Schichten aus Messing, sind die Rohre etwas effizienter. Dies hat den Nachteil, dass ein defekter Vakuumschlauch einfach ausgetauscht werden kann, ohne die Flüssigkeit abzulassen und das System nachzufüllen und zu belüften. Der isolierende Effekt von Vakuumröhren-Kollektoren wird durch ein Unterdruck in einem Glasrohr oder im Raum zwischen zwei zentrisch zueinander liegenden Glasrohren errreicht.

Besonders im winterlichen Bereich erzielen Vakuumsammler aufgrund ihrer sehr gut isolierenden Eigenschaften deutlich bessere Ergebnisse als Flachsammler, allerdings mit Schnee oder Eis bedeckt, ist das Auftauen etwas milder. Der durchschnittliche Widerstand gegen sehr niedrige Temperatur liegt bei -30 Grad C. Es ist unerheblich, wie die Sammler aufgebaut sind.

2] Der Schlauchdurchmesser jedoch schon. Manche Produzenten spezifizieren den Wert für 70er Rohre bei -50°C. Bei Außentemperaturen unter -10 °C ist jedoch prinzipiell ein Schutz gegen Frost zu gewährleisten. Fällt die Rücklauftemperatur auf ca. 4 °C, wird die Abwärme entweder aus dem Pufferspeicher oder dem Alternativ-Heizsystem in das Rohrsystem der Anlage abgepumpt.

Die Effizienz von Vakuum-Röhrenkollektoren ist von mehreren Einflussfaktoren abhängig. Grundsätzlich gilt: Je grösser der Rohrdurchmesser, umso besser der Nutzeffekt anderer vergleichbarer Rohre. Die Rohre sind in ihrem Aussendurchmesser und ihrer Baulänge nicht genormt, jedoch sind Rohre mit 48 und 58 Millimetern sehr gebräuchlich. Direktdurchflussrohre haben einen höheren Nutzeffekt als Heatpipe-Rohre mit dem gleichen Rohrdesign.

Rohre mit direkt strömendem U-Rohr weisen einen Wirkungsgradverlauf zwischen Wärmerohr und direkt strömendem O-Rohr auf. In einem Röhrenkollektor mit integriertem Spiegelsystem wird die Röhre vor einen Spiegelsystem gestellt, was die Leistungsfähigkeit bei diffusem Strahlungsverhalten (Streulicht) erheblich steigert. Im Vergleich zu luftgefüllten Flächenkollektoren der gleichen Baugröße erzielen Vakuum-Röhrenkollektoren erheblich erhöhte Arbeitstemperaturen und sind damit auch für die industrielle Prozesswärmeerzeugung geeignet.

Die Vakuum-Röhrenkollektoren können daher vor allem im Hochsommer das Heizmedium zum Sieden oder Verdunsten bringen. 2. Bei nicht rechtzeitiger Wärmeabfuhr (z.B. in einen Pufferspeicher) verdunstet die Lösung in den Auffangbehältern. Zur Vermeidung von Überdrücken oder Platzen wird ein System in der Regel so konzipiert, dass der resultierende Wasserdampf die Sonnenflüssigkeit aus den Solarkollektoren drückt.

Das Volumen der Flüssigkeit wird von einem solaren Ausdehnungsgefäß aus den Sammlern aufgenommen, die durch Wasserdampf (gefüllt mit Wasserdampf) fast entleert werden. Nachdem die Kollektoranlage abgekühlt ist, wird die Wärmeträgerflüssigkeit aus dem solaren Ausgleichsbehälter in die Solarkollektoren zurückgepresst und die Anlage ist wieder einsatzbereit. In solchen Anlagen wird heißes Brauchwasser aus dem Vorratsbehälter in die Sammler geleitet, um ein Gefrieren und Bersten der Leitungen und Sammler bei zu niedrigen Aussentemperaturen zu vermeiden.

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