Структура и принцип работы | Умный Дом - Нижний Новгород


Структура и принцип работы

Полая тепловая трубка наполнена вакуумом по принципу вакуумной трубки. Но в данном случае вакуум нужен не для изоляции, а для изменения состояния жидкости внутри. Внутри тепловой трубки содержится небольшое количество очищенной воды со специальными добавками. На высоте уровня моря вода закипает при 100oC (212oF), но на вершине горы температура кипения будет меньше 100oC (212oF). Это связано с разницей атмосферного давления.
Исходя из принципа, что вода закипает быстрее при низком давлении, мы можем добиться такого же результата с помощью вакуума в тепловой трубке. Тепловые трубки в солнечных коллекторах AP имеют точку кипения 30oC (86oF). То есть когда трубка нагревается более 30oC (86oF), вода испаряется. Этот пар быстро поднимается вверх к наконечнику (конденсатору) трубки, отдавая тепло. Отдав тепло, пар конденсируется в жидкость (воду) и стекает обратно, вниз по тепловой трубке, где процесс повторяется заново.
При комнатной температуре вода принимает форму маленького шарика, как и ртуть на плоской поверхности. Если потрясти тепловую трубку, то будет слышно, как шумит шарик внутри. Несмотря на то, что шарик состоит из воды, звук схож с перекатыванием металлического шарика.
Из объяснения создается впечатление, что структура тепловой трубки очень проста: полая медная трубка с небольшим количеством воды и вакуумом внутри! Это действительно так, но для того чтобы добиться такого результата требуется более 20 производственных операций под строгим контролем качества.
Контроль качества
Качество материала и очистка очень важны для производства качественной тепловой трубки. Загрязнения в трубке влияют на ее производительность. Медь должна быть без примесей, только с кислородом и необходимыми элементами. Если содержание кислорода и таких элементов превышает норму, то это приведет к образованию воздушной пробки в наконечнике трубки. Тогда самая горячая точка в тепловой трубке сместится ниже конденсатора. Что в свою очередь снизит производительность, поэтому необходимо использовать медь высокого качества.
Часто в тепловых трубках используется фитиль или система капилляров, чтобы помочь движению жидкости. В тепловых трубках солнечных коллекторов «Санрэйн» такая система не требуется, так как внешняя поверхность меди очень гладкая, и достаточный поток жидкости стекает на дно. В «Санрэйн» тепловые трубки установлены не горизонтально. Тепловые трубки, которые перемещают тепло горизонтально, стоят дороже.

солнечных водонагревателей, Солнечный коллектор, Солнечные коллекторы, Вакуумные трубки

Тепловые трубки в солнечных коллекторах «Санрэйн» состоят из двух элементов: стержня и конденсатора. Конденсатор спаивается со стержнем перед вакуумированием. У конденсатора диаметр больше чем у стержня, чтобы площадь поверхности была больше для  теплопередачи в наконечник. Использованная медь не содержит примесей кислорода, тем самым ее срок службы больше, а производительность выше.
Перед допуском к использованию каждая тепловая трубка прошла проверку на теплопередачу и подверглась воздействию температуре 250oC (482oF). Из-за этого медные тепловые трубки относительно мягкие. Твердые тепловые трубки не прошли контроль качества, и со временем в наконечнике может возникнуть воздушная пробка, которая сократит производительность трубки.   
Несмотря на то, что в тепловой трубке находится вакуум, и точка кипения уменьшена до 25-30oC (86oF), точка замерзания остается прежней 0oC (32oF). Так как тепловая трубка находится внутри вакуумной стеклянной трубки, непродолжительные ночные заморозки до -20oC (14oF) не повлияют на тепловую трубку. Обычные водяные тепловые трубы могут быть повреждены повторяющимися заморозками. При пониженной температуре вода замерзнет в тепловых трубках «Санрэйн», но это не приведет к вздутию медной трубки.