Vacuümbuizen of Heat Pipes

Vacuümbuizen

Standaard worden bij zonneboilers zogenaamde vlakke-plaat collectoren gebruikt. Dit is een vlakke plaat waarbij het water in buisjes of kanalen loopt en door de zon opgewarmd wordt. Een andere techniek is die van de vacuümbuiscollector. Deze bestaat uit een serie glazen buizen, die vacuüm zijn gemaakt.

De techniek is gebaseerd op de volgende vijf fysicawetten:

1. hoge warmteabsorptie van een zwart vlak;
2. wanneer een metalen voorwerp een tijd in de zon ligt, wordt het warm;
3. isolerend vermogen van het vacuüm (zoals een thermoskan);
4. warmtetransport door alcohol te verdampen en te condenseren (condensor);
5. verhoogd kookpunt van een gas onder druk (zoals een snelkookpan).

Werking

• het zonlicht valt op de buis van dubbelwandig glas;
• het licht gaat door een eerste glaslaag die doorschijnend is;
• het licht wordt geabsorbeerd door een tweede laag glas, die bedekt is met een zwarte warmteabsorberende coating;
• de warmte kan niet meer naar buiten door de isolerende vacuümlaag tussen de twee glazen wanden (thermosprincipe);
• de warmte wordt binnen in de Heat Pipe (koperen buis) afgegeven aan alcohol, die reeds kookt bij 25°C (hoe warmer, hoe hoger de druk, hoe hoger het kookpunt);
• verdampt alcohol stijgt en als het boven in de schuinstaande Heat Pipe komt, geeft het zijn warmte af aan een koperen reservoir, condenseert en druppelt naar beneden, waardoor de cyclus opnieuw kan beginnen;
• ook de warmte van de Heat Pipe zelf wordt naar boven geleid en geeft ook zijn warmte af aan het koperen reservoir. Dit reservoir kan een temperatuur 250°C bereiken;
• het koperen reservoir geeft zijn warmte af aan het water of aan een antivriesmiddel (glycol), maar komt er niet mee in contact.
• het opgewarmde glycol wordt bovenlangs de zonnecollector door geïsoleerde buizen gepompt naar de buffervaten;
• het glycol geeft via een spiraal in een buffervat zijn warmte af aan kraanwater en/of CV-water.