Vacuum buizen

Uit Pv en zonneboiler wiki
Ga naar: navigatie, zoeken

Vacuümbuis zonnecollector[bewerken]

Een compleet vacuum collector systeem
Een explodedview van een Vacuumcollector
Het warme einde van een vacuumcollectorbuis

Dit zijn hoog rendement zonnepanelen met heat pipes. Dit type zonnepanelen bestaan uit een verzameling naast elkaar geplaatste buizen van glas. De glazen buizen bestaan uit dubbel glas waartussen het vacuüm zich bevindt. Hierdoor wordt de warmte goed vast gehouden. Tevens is op de binnenwand van het glas nog eens een speciale absorptie coating aangebracht.


In de glazen buis bevindt zich een koperen absorber. De heatpipe geeft een extreme warmte geleiding en opname in de glazen buis, de warmte wordt verzamelt in de top van de heatpipe. De bovenste punt van de heatpipe wordt in de koperen zonnecollector geplaatst waar in alle warmte wordt overgedragen aan het circulerende water.


Zie ook een ander type van zonnecollector de Vlakke Plaatcollector

Soorten[bewerken]

Vacuüm is een nog betere isolator dan materialen zoals glaswol. Vacuümcollectoren hebben daarom minder stralingsverlies dan vlakke plaat collectoren, vooral bij hoge temperaturen is de uitstraling aanzienlijk minder. Nog een voordeel van de vacuüm buizen ten opzichte van vlakkeplaat collectoren is dat de ligging minder kritisch is. Doordat het een ronde vorm is valt het licht er onder bijna elke hoek goed op. In technische termen is dit de IAM. Alleen het optisch rendement is vaak wel lager dan vlakke plaat collector, waardoor bij kleinere temperatuurverschillen het rendement van een vacuum buis collector juist lager is dan die van een vlakke plaat collector. Daarnaast zijn alle opbrengsten van collectoren gebaseerd op apertuur oppervlak (het effectief oppervlak). Tussen de vacuüm buizen zit ook nog ruimte (niet effectief en wordt niet meegerekend). Het totale (bruto) oppervlak van vacuüm buis systemen is daardoor groter dan vlakke plaat collectoren bij dezelfde opbrengst (anders dus dan in meeste gevallen wordt geredeneerd). Er zijn verschillende types van vacuümcollectoren:

Buizen met heat pipe[bewerken]

Dit is het systeem wat u bovenop de foto ziet. In de vacuümbuis bevindt zich in het midden een heat pipe. Dit is een meestal koperen buis waarin zich een medium voor warmtetransport bevind. Dit kan een kleine hoeveelheid alcohol, aceton of iets anders zijn. Wanneer de buis warm wordt verdampt dit medium. Hierdoor zal de druk stijgen en bovenin waar de kop van de buis in het manifold steekt en gekoeld word condenseert het medium. Hier zal de druk dan ook dalen. Het drukverschil zal zorgen voor het stromen van het gas, waarmee ook de warmte verplaatst word. Het condensvocht kan door zwaartekracht of capillaire werking terug gevoerd worden naar het warme deel van de heat pipe.

In tegenstelling tot de algemene aanname dat het gas stijgt ten gevolge van de lagere dichtheid bij een hogere temperatuur stijgt het gas voornamelijk door het drukverschil. Het grote voordeel van een heat pipe is juist dat de opgenomen energie zit in de verdampingswarmte van het medium, waardoor een heat pipe over grote lengtes nagenoeg constante temperaturen kan hebben en toch efficiënt warmte verplaatst.

Voor meer informatie zie het artikel over heat pipes.

Vlakkeplaat vacuumcollector[bewerken]

Dit is een mengvorm van een vacuümcollector en een vlakkeplaatcollector. In dit geval is de doos waarin het leidingcircuit ligt hermetisch cq luchtdicht afgesloten en wordt de doos niet vacuüm gezogen maar wordt de gewone lucht vervangen door bijvoorbeeld het gas argon, hetzelfde als bij HR++ glas.

Buizen met pompcirculatie[bewerken]

In dit systeem loopt de collectorvloeistof rechtstreeks door de buizen heen om op te warmen. Dit systeem heeft als groot nadeel dat de rubberen pakkingen aan de randen van de buizen naar verloop van tijd gaan lekken, dit doordat de buizen tijdens de warmtebeveiliging zeer heet kunnen worden.

Enkelwandig / dubbelwandig[bewerken]

Er zijn enkelwandige vacuumbuizen en dubbelwandige vacuumbuizen op de markt.

Enkelwandige zijn volledig vacuüm. Dit wil zeggen dat de zonnestralen direct opgevangen worden door de absorbeerder.

Dubbelwandige zijn gemaakt van twee lagen glas die volledig uit 1 geheel bestaan. De enige mogelijkheid om hier het vacuüm op te heffen is door ze kapot te slaan. Maar de absorbeerder zit hier niet in het vacuüm. Daardoor hebben dubbelwandige een slechter absorptiecoëfficiënt dan de enkelwandige.

Je kan de enkelwandige herkennen doordat ze doorzichtig zijn, en je kan het absorptieoppervlak zien. De dubbelwandige zijn volledig donker van kleur.

Temperatuur beveiliging[bewerken]

Wanneer het boilervat volledig op temperatuur is zal de aansturing de pomp afzetten. In dit geval ligt het systeem dus stil. De buizen verwarmen in dit geval nog steeds de vloeistof die in de collector zit. Afhankelijk van de instraling zal de buis zo warm worden dat de collectorvloeistof gaat verdampen. Het systeem gaat in stagnatie. De collectorvloeistof verdampt volledig in de collector en de druk in het systeem zal worden opgevangen door het expansievat.

Wanneer de temperatuur zakt zal de vloeistof weer condenseren en gaat het systeem weer in bedrijf. Bij een vacuumbuis collector ligt de stagnatietemperatuur boven de 200 graden celcius. ( 204 - 270 graden celcius ).

Zie ook een ander type van zonnecollector de Vlakke plaatcollectoren

Leveranciers[bewerken]