Vacuümbuis collectoren behalen bij een lagere buiten-temperatuur een beter rendement
De theorie:
Licht dat op een zwart vlak valt wordt omgezet in warmte. Denk daarbij aan een zwarte auto die in de zon staat.
Dit zwarte vlak, een absorber, gaat vervolgens warmte uitstralen om af te koelen. Als je deze warmte wilt gebruiken kun je achter de absorber buisjes monteren waardoor water stroomt. Het water wordt verwarmd door de warmte die de absorber afstaat. Nu heb je al een zonnecollector. Dit eenvoudige principe wordt bv. gebruikt bij het hobbymatig verwarmen van een zwembad.
Het snel afkoelen van de absorber kun je verminderen door op de absorber een glasplaat te leggen. Het verlies van warmte is zo te beperken.
Denk weer aan een auto, waar het goed warm kan worden als de raampjes dicht blijven. Dit soort collectoren worden toegepast bij installaties die warm water moeten produceren wanneer het buiten niet te koud is.
Dit noemt men een vlakke plaatcollector.
De beste warmte isolator.
Kent u het principe van een thermosfles?
Vloeistof blijft hierin uren heet. Dit komt door de isolerende werking van een vacuüm. Van dit principe maken we gebruik door tussen de absorber en het glas een vacuüm te creëren. De beste warmte isolator is een vacuüm.
Juist in koudere seizoenen, wanneer de behoefte aan warm water het grootst is zorgt deze goede isolatie ervoor dat de absorber warm kan worden en het systeem een hoog rendement krijgt.
Stand ten opzichte van de zon
De zon valt bij een vacuümbuis recht op het collectorvlak
Een ander voordeel van vacuümbuiscollectoren is dat de stand van de buizen ten opzichte van de zon minder belangrijk is.
Collectoren vangen de meeste energie wanneer het licht er recht op valt. Dit is bij een ronde buis gedurende een lange periode van de dag mogelijk. Ook wanneer de collector niet pal op het zuiden staat.
De heatpipe
Anders dan bij een vlakke plaatcollector stroomt er door de vacuümbuis geen vloeistof. We maken gebruik van een zogenaamde heatpipe om de warmte van de absorber over te dragen op het water dat door het systeem stroomt.
Hoe werkt dit?
Licht gaat door de dubbelwandige vacuümbuis en verwarmt de absorber. De door de absorber opgevangen warmte wordt, via de geleider, afgegeven aan de heatpipe In de heatpipe zit vloeistof welke door verwarming verdampt, de damp stijgt op naar de condensor waar het condenseert en zo energie afgeeft aan het manifold. De gecondenseerde vloeistof loopt terug naar de bodem van de heatpipe en het proces begint opnieuw.
De dubbelwandige vacuümbuis zorgt voor zeer goede thermische isolatie waardoor dit proces ook werkt wanneer het buiten koud is.
De heatpipe zelf is een dichte koperen buis met daarin beetje water. In de buis heerst een lage druk wat het kookpunt van de vloeistof verlaagt, zodat deze verdampt bij lagere temperaturen. Het water in de heatpipe is beveiligd tegen bevriezing. Voor een optimale werking moet de collector, met daarin de vacuümbuizen, onder een hoek van 15 a 75 graden geplaatst worden.
De manifold is een koperen buis waarin uitsparingen zijn gemaakt waarin de heatpipes precies passen. Op deze wijze kunnen ze ongehinderd hun warmte afgeven aan het water in het systeem.
De manifold is goed geïsoleerd met steenwol om verlies van warmte tot een minimum te beperken.
De voordelen op een rijtje:
- Hoog rendement, ook bij lage temperaturen. Dus meer rendement uit uw investering.
- Wanneer de panelen niet pal op het zuiden staan nog steeds een goed rendement.
- Omdat er alleen water door de manifold stroomt zit er minder water in het zonnewarmtesysteem.
Dus is er minder water wat afkoelt wanneer het systeem stopt (dit is uiteindelijk verlies van energie). - Wanneer een buis beschadigd leidt dit niet tot lekkage en de buizen zijn te vervangen zonder het systeem te stoppen. Uw zonneboilersysteem blijft dus functioneren.