Солнечные коллекторы с тепловыми трубами

В последние годы разработаны конструкции КСЭ с использованием тепловых труб. Как известно, тепловая труба представляет собой вакуумированное герметичное устройство в виде трубы или плоского канала с продольными канавками или капиллярно-пористым телом-фитилем на внутренней поверхности канала, частично заполненного рабочей жидкостью. При подводе теплоты жидкость в одной части тепловой трубы - в испарительной зоне - испаряется и образующиеся пары переносятся в зону отвода теплоты (в зону конденсации), где они конденсируются, и по капиллярной структуре жидкость возвращается в зону испарения.

Возможен широкий выбор рабочих жидкостей, в частности могут использоваться дистиллированная вода, ацетон и хладагенты при низких температурах.

Рис. 16. Конструкция солнечного коллектора с плоской тепловой трубой

Рис. 16. Конструкция солнечного коллектора с плоской тепловой трубой

1 - остекление; 2 - тепловая труба (испарительная зона); 3 - конденсационная зона; 4 - труба для отвода теплоты; 5 - теплоизоляция; 6 — корпус

В тепловой трубе без фитиля, называемой термосифоном, возврат конденсата в зону испарения происходит под действием силы тяжести, поэтому тепловая труба этого типа может работать лишь при условии расположения зоны конденсации выше зоны испарения. Для КСЭ с тепловой трубой характерны:

  • высокая плотность потока передаваемой теплоты и большая компактность устройства

  • передача теплоты в одном направлений - из зоны испарения в зону конденсации

  • отсутствие расхода энергии на перенос среды

  • передача теплоты при малой разности температур, саморегулируемость.

Поскольку в низкотемпературных гелиотермических установках используются в основном плоские КСЭ, в них целесообразно использовать плоские тепловые трубы - термосифоны. Выбрав должным образом заполнитель, можно полностью исключить проблемы, связанные с коррозией и замерзанием системы. На рис. 16 показан пример конструктивного выполнения КСЭ с тепловой трубой. Масса КСЭ 25 кг на 1 м2 площади поверхности.