Вакуумные трубки Heat Pipe

Описание и принцип работы

Вакуумные трубки «Heat Pipe» солнечного коллектора полые и изготовлены по принципу колбы термоса, запаянной с обоих сторон.

Стандартная вакуумная трубка имеет 1800 мм в длину, внешний диаметр - 58 мм, внутренний - 47 мм. Конструкция двухстеночная.

Стенки стеклянных цилиндров имеют различную толщину: внешний более прочный - 1,8±0,15 мм, внутренний - 1,6±0,15 мм.

Цилиндры вставлены один в другой и запаяны в верхней части (устье) трубки.

Противоположный конец внутренней колбы удерживает в центре четырех лепестковая пружина.

Пространство между стеклянными стенками заполнено техническим вакуумом (менее 5х10-3 Па) и создает преграду для потерь тепла (принцип работы колбы термоса).

В верхней части трубка закрыта пробкой с отверстием 8 мм.

Внутри вакуумной трубки «Heat Pipe» находится медная трубка диаметром 8 мм, запаянная на нижнем конце и имеющая расширение до 14 мм (конденсатор-теплообменник) на верхнем конце.

Внутри медной трубки находится теплоноситель - пропиленгликоль имеющий температуру кипения +35°С.

Медная трубка располагается в центре внутренней стеклянной колбы при помощи алюминиевой пластины-пружины, которая передает тепло от внутренней колбы к медной трубке.

Вакуумные трубки «Heat Pipe» выполнены из прочного боросиликатного стекла, стойкого к граду и механическим повреждениям. Специальное абсорбционное покрытие, нанесенное на наружную поверхность внутренней колбы (от нижнего конца до устья), поглощает солнечное излучение и передает его в виде тепла теплоносителю, находящемуся во внутренней трубке. Абсорбционное покрытие, которое наносит производитель на поверхность внутренней трубки, обеспечивает максимальную эффективность поглощения солнечного излучения. Абсорбционное покрытие делается многослойным.

Первый слой на стекле - это теплопередающий слой напыления меди, М-AL-N / Cu, который имеет низкий коэффициент эмиссии и высокую теплопередачу через внутреннюю стеклянную стенку к теплоносителю. Эффективная работа диапазоне от 30°С до 35°С.

Второй слой (антиэмиссионный) - это пленка нитрида алюминия Al-N-Al служит для предотвращения перекрестной миграции энергии. Этот слой позволяет меди первого слоя нагреваться до температур свыше 40°С за счет предотвращения потерь тепла.

Третий слой металлокерамический (высокоселективный абсорбирующий) - напыление нитрида алюминия AL-N/M-AL-N распыленных одновременно в газовой смеси аргона и азота для получения покрытия, которое поглощает солнечное излучение с очень низкой теплоотдачей. Эффективность не менее 95%; Эмиссия не более 5%.

После откачки воздуха до технического вакуума из межстеночного пространства колбы через технологическое отверстие в нижней части колбы, перед закрытием колбы внутрь впрыскивается газообразные соли бария, которые оседают на стенках внешней и внутренней колбы и образуют зеркальный индикатор вакуума. При нарушении вакуума индикатор становится мутного белого или желтоватого цвета.

Верхние концы трубок вставлены в бак-термос, расположенный над ними, через уплотнители и образуют внутри бака-термоса линию батареи водонагревательных элементов из конденсаторов-теплообменников.

Вакуумные трубки «Heat Pipe» кроме безнапорных солнечных водонагревателей из-за высокой цены чаще используются в напорных солнечных коллекторах, которые используются в сплит – системах круглогодичного использования как хозяйственно-бытового так и промышленного назначения для горячего водоснабжения и/или отопления помещений.