Konstrukce a princip fungování tlakového ohřívače vody
Konstrukce:
Solární kolektor se skládá z vakuových trubic vyrobených z borosilikátového skla. Vakuum nacházející se mezi dvěma vrstvami skla je vynikajícím izolantem a zabraňuje tepelným ztrátám. V procesu trojité magnetronové metalizace je nanesen absorbér (sloučenina pohlcující sluneční paprsky a přeměňující je na tepelnou energii). Dodatečné vrstvy absorbéru mají za úkol udržet co nejvíce energie uvnitř trubic a zabránit ztrátám tepla prostřednictvím infračerveného záření. Nová speciální absorpční vrstva ALN/AIN-SS/CU s přídavkem mědi představuje další generaci absorpčních vrstev. Nástupkyně vrstvy AL/N/AL se vyznačuje vyšší účinností (až o 12 %) a vynikajícími schopnostmi absorpce přímého i rozptýleného slunečního záření. Vnitřek vakuové trubice se může zahřát až na 300 °C.
Uvnitř vakuových trubic je montována tzv. „tepelná trubice“ (heat pipe). V souladu s principem snižování bodu varu spolu s poklesem tlaku se v případě „heat pipe“ postupovalo tak, že se snížil tlak uvnitř odčerpáním vzduchu. Kapalina uvnitř výměníku „heat pipe“ se díky tomu vaří již při teplotě 25 °C. Měď použitá k výrobě je bez obsahu kyslíku, což zajišťuje možnost dlouhého a spolehlivého provozu. Hliníkové radiátory umístěné uvnitř vakuových trubic pomáhají přenášet energii do měděných tepelných trubic.
Zásobník je vyroben z nerezové oceli SUS 304 o tloušťce 1,3 - 2,0 mm a je zaizolován polyuretanovou pěnou o tloušťce minimálně 50 mm. Celá sada je továrně testována při tlaku 10 barů a lze ji připojit přímo na vodovodní síť. Teplá voda vytéká ze zásobníku vytlačovaná studenou vodou (pod stejným tlakem, jaký je ve vodovodní síti).
Princip fungování:
Pod vlivem slunečních paprsků se vnitřek vakuových trubic zahřívá. Prostřednictvím hliníkových radiátorů se teplo předává do „tepelných trubic“. Jakmile je dosaženo teploty 25 °C, kapalina v „heat pipe“ se začne vařit a mění se v páru. Pára rychle stoupá vzhůru do hlavy výměníku, kde po odevzdání tepla zchladne a opět kondenzuje. Následně stéká zpět na dno „heat pipe“, aby se celý proces opakoval. Vysoká účinnost kolektoru vyplývá ze schopnosti absorbovat rozptýlené sluneční záření (např. v zamračených dnech) a maximálně omezit tepelné ztráty. Energie se získává nejen z přímo dopadajících slunečních paprsků, ale také ze světla odraženého od sněhu.
Systém pro správné fungování nevyžaduje čerpadla, řídicí jednotky ani expanzní nádoby, což jej činí velmi spolehlivým. Voda se nachází výhradně v zásobníku a vytéká z něj pod tlakem. Sadu lze umístit na zem a může dodávat vodu do vyšších pater budovy.
V případě poškození vakuové trubice celý systém stále funguje. Klesá pouze účinnost systému. Ve vakuových trubicích nejsou žádné kapaliny, což znamená, že trubici lze kdykoli demontovat bez nutnosti vypouštění systému.
Výhody:
- Vyšší účinnost vakuového kolektoru než u standardního plochého kolektoru.
- Jednoduchá konstrukce, nízká poruchovost - životnost trubic přes 15 let.
- Přímé spojení kolektoru se zásobníkem (žádné tepelné ztráty).
- Vynikající izolace zásobníku (denní ztráta teploty vody 6 - 10 stupňů C).
- Bez nutnosti použití čerpadel a řídicích jednotek.
- Jednoduchá montáž nevyžadující úpravu stávající instalace.
- Poškození vakuové trubice s „heat pipe“ nezpůsobí odstavení celého systému, ale pouze sníží jeho účinnost.
- Neexistuje možnost ucpání kolektoru (na rozdíl od plochých kolektorů nebo kolektorů založených na „U“-trubicích).
- Možnost snadného servisu a svépomocné montáže.