Kolektory rurowe są kolektorami próżniowymi. W takich kolektorach absorber umieszczony jest w rurce próżniowej, dzięki czemu jest on izolowany od otoczenia, co hamuje ucieczkę ciepła na zewnątrz. Kolektory rurowe (próżniowe) pozyskują więcej ciepła w porównaniu do kolektorów płaskich.
Wśród kolektorów rurowych można wyróżnić trzy podstawowe ich rodzaje:
- Kolektory próżniowe z przepływem bezpośrednim czynnika roboczego
- Kolektory próżniowe z rurkami cieplnymi
- Kolektory próżniowe z parabolicznym zwierciadłem CPC
Wszystkie trzy typy zostały opisane poniżej.
Kolektory próżniowe z przepływem bezpośrednim czynnika roboczego
Kolektory tego typu posiadają dwie rurki zamontowane współosiowo wewnątrz szklanej rurki próżniowej (rurę wewnętrzną i zewnętrzną). Zimny czynnik roboczy wpływa do absorbera wewnętrzną rurą, zaś czynnik ogrzany wraca do instalacji rurą zewnętrzną.
Rys. Przekrój rury kolektora próżniowego z bezpośrednim przepływem czynnika roboczego
Kolektory te mają niższą sprawność w stosunku do kolektorów z bezpośrednim przepływem czynnika roboczego oraz kolektorów z parabolicznym zwierciadłem CPC.
Kolektory próżniowe z rurkami cieplnymi
W kolektorach tego typu energia promieniowania słonecznego odbierana jest z absorbera w czasie odparowywania cieczy znajdującej się w rurce. Ciecz ta paruje w niskiej temperaturze (np. alkohol). Kolektor musi być nachylony pod kątem minimum 20°, żeby ciecz łatwo cyrkulowała w rurce cieplnej. Podstawową zaletą układu rur próżniowych o przepływie pośrednim jest możliwość demontażu pojedynczego układu (w trakcie prac serwisowych) bez wyłączania całej instalacji.
Rys. Przekrój rury kolektora z rurkami cieplnymi
Kolektory próżniowe z rurkami cieplnymi mają wyższą sprawność niż kolektory z bezpośrednim przepływem czynnika roboczego.
Kolektory próżniowe z parabolicznym zwierciadłem CPC (Compound Parabolic Concentrator)
Tego rodzaju kolektory składają się z luster, dzięki którym promieniowanie słoneczne skupiane jest wewnątrz kolektora (tak jak w soczewce) i jest kierowane na rurę z czynnikiem roboczym. Kształt zwierciadła zwiększa zdolność absorbowania promieniowania rozproszonego przez chmury oraz promieniowania bezpośredniego, które dociera do kolektora pod niekorzystnym kątem.
W kolektorach z parabolicznym zwierciadłem CPC można uzyskać bardzo wysoką temperaturę czynnika grzewczego. Zatem kolektory te osiągają najwyższą wydajność, mimo iż, nie wymagają ustawiania każdej rury w kierunku słońca. Dopuszczalne jest odchylenie od kierunku południowego, bowiem wydajność takiego kolektora nie zmieni się znacznie i pozostanie nadal wysoka.
Rys. Kolektor z parabolicznym zwierciadłem CPC
Kolektory z parabolicznym zwierciadłem CPC (Compound Parabolic Concentrator) są kolektorami o najwyższym stopniu sprawności.
Źródło:budujemydom.pl