Свързване на два бойлера към едно колекторно поле 159 мнения

[Hursa]

Същата тръба като топлинните тръби на процесорите в лаптопите. Цикълът е изпарение и втечняване. Доколкото съм чел тук там изпарението започва при 30 градуса и моментален трансфер на топлина към колектора. Затова са неимоверно по бързи и малко инертни.

Не, не е същата топлинна тръба, като при процесорите в лаптопите. По ефективна е (поне принципно, зависи силно от използваната течност и още повече - от материала от които е изработена самата тръба). И как - моментален трансфер, а пък изпарението започва при 30 градуса. Значи, ако топлинната тръба е под тези 30 градуса, не започва моментално. Неимоверно по-бързи и малко инертни, спрямо какво.
Ако тази вакуумна тръба е запълнена с течност - "моментално" започва топлообмена, стига да се появи температурна разлика между вътрешната тръба (абсорбера в случая) и водата.
Ето примерна конструкция на вакуумна тръба с "монтирана" в нея "топлинна тръба"

Можем да проследим пътя на топлинния поток от абсорбера до течността, която се загрява от колектора.

[fox_vt]

Разбира се че след 30 градуса започва. Доколкото знам във тръбата има 20-30 грама течност която течност прави трансфера. Бърза е като примера който дадох преди това със плоските колектори. В случая с мократа тръба 3 литра вода трябва да се загреят но ако слънцето пече рехаво това става бавно ,и докато се чака се губи топлина. Може заради вакуума това да не е силно изразено но е неизбежно.

[Evgeniy]

За по евтино, тази течност е вода в китайските топлинни тръби. Водата във вакуум кипи при 30 градуса.
Чувал съм, че това е и причина да има поражения при голям студ в колектори heat pipe - спукани топлинни тръби, а в мократа да няма, защото в целия колектор има около 30 литра вода, която замръзва по трудно от 30 грама вода.

[Hursa]

Доколкото знам във тръбата има 20-30 грама течност която течност прави трансфера. Бърза е като примера който дадох преди това със плоските колектори. В случая с мократа тръба 3 литра вода трябва да се загреят но ако слънцето пече рехаво това става бавно ,и докато се чака се губи топлина. Може заради вакуума това да не е силно изразено но е неизбежно.

Всъщност спора е най-вече кой вариант е по-ефективен.
Нека се е охладила топлинната тръба до 25 градуса през нощта. Съответно и абсорбера. Сутринта слънцето „напича”. Абсорбера поглъща лъчението му и се нагрява. (На картинката: 2 – селективното покритие, нанесено на вътрешната стъклена тръба 6.) Тази топлина започва да се предава на алуминиевото оребрение на топлинната тръба (3), но поради неплътния контакт това предаване е през сравнително голямо термично съпротивление. Поради малкото напречно сечение на тези ребра те също са немалко съпротивление за топлинния поток предаван от абсорбера към топлинната тръба (5). Затопля се газа запълващ вътрешната тръба и на свой ред циркулирайки предава топлина от абсорбера на ребрата и топлинната тръба. Но и тази циркулация не интензифицира твърде много топлообмена от абсорбера към топлинната тръба. Тази топлина от абсорбера трябва да загрее алуминиевите ребра и самата топлинна тръба. Алуминия и медта на тръбата макар и с по-ниска топлоемкост на килограм от водата все пак са със значително по-висока плътност от водата поради това все пак поглъщат не малко количество топлина. От своя страна нагрятата медна топлинна тръба предава топлината на запълващите я течност и пари. Всичко това трябва да се нагрее до 30 градуса и едва тогава започва интензивния пренос на топлина. Докато при вакуумната тръба запълнена с течност веднага започва интензивно топлоотнемане от абсорбера и загряване на течността. Но нека за инерционността сте до голяма степен прав, зависи спрямо кое и спрямо коя температура се интересуваме.

Топлинната тръба не разчита на загряване на вода а на изпарение и втечняване пренос на топлина като на климатика.

Всъщност работи противоположно на климатика. (Климатика „извлича” топлина от по-хладното тяло и я предава на по-топлото, като за това трябва да извърши работа за компресиране на работното тяло. При топлинната тръба процеса върви в естественото му направление от по топлото към по хладното тяло, затова и се приема за „правия”, а този на климатика за обратния процес.) Но това не е толкова важно в случая. По важното е, че докато тръбата е запълнена с топлоносител – топлината директно се предава конвективно към нея, топлоотдаването може да е значително по активно при принудителна конвекция, ако потока протича около топлоотдаващата повърхност със значителна скорост (т. е. при значителен разход). А в случая с топлинната тръба протичат 4 процеса – изпарение на течността в „горещия” участък на тръбата, естествен пренос на парите до „студения” и участък, кондензация на парите в този участък, обратно стичане на течността в горещия участък. И макар всеки от тези 4 процеса по-отделно да е по-интензивен от топлопренос към течност обтичаща топлоотдаващата повърхност под действие на естествена конвекция, все пак процесите са 4, за преноса на топлината от горещия участък на тръбата до студения се сформира естествено циркулиращ контур. Така, че като цяло и тук термичното съпротивление въздействащо на топлинния поток е по-голямо отколкото директния топлопренос от абсорбера към течността.

Но при мократа тръба губиш енергия от обратното излъчване директно от водата която директно си загрял.

Абсорбера е непрозрачен с селективното покритие (непрозрачен, както за видимата част, така и за инфрачервената част от спектъра на светлината). Чрез вакуума, създаден между двойните стени на тръбата, запълващата вътрешната тръба течност е изолирана от околното пространство. Така, че не може да се каже, че водата излъчва. Не може да се каже и че тя не е изолирана.
Загубите са по-големи при вакуумната тръба с топлинна тръба (според мен), защото топлината на слънцето абсорбирана от абсорбера за да достигне до топлоносителя - преминава през ред не малки термични съпротивления на пътя си. Докато при вакуумна тръба запълнена с топлоносител, може да се каже, че преминава само през едно термично съпротивление – топлоотдаването от стената на абсорбера към течността, като това съпротивление е по-малко от всяко едно от изброените съпротивления при вакуумна тръба с „топлинна тръба” (всъщност пропуснах едно – топлопреноса от медната стена на топлинната тръба през топлопроводящата паста към медната тръба през която протича топлоносителя, също не малко термично съпротивление). Топлинният поток зависи от топлинната проводимост на „пътя” който преминава умножена на температурната разлика. (Топлинната проводимост или U е величина обратна на общото термично съпротивление на целия път на потока (реципрочна), извинявам се, беше излишно да се споменава, в случая това са основно топлопредаването между две среди или два материала, там са съсредоточени големите, като величина термични съпротивления).
За да сравним двата колектора нека двата колектора да имат еднаква абсорбираща площ (при еднакви, като качества абсорбери). Т. е. нека приемем, че поглъщат еднакво количество слънчева енергия. За да се предаде тази енергия от абсорбера до топлоносителя в случая на колектора с топлинни тръби поради по малката му топлинна проводимост трябва температурната разлика да е чувствително по голяма. А това означава, че абсорбера му трябва да е с чувствително по-висока температура от абсорбера запълнен с топлоносител. Това на свой ред означава чувствително по-големи топлинни загуби – по-нагретия абсорбер ще излъчва по-интензивно (поради неидеалното селективно покритие), топлопреноса през частта свързваща вътрешната и външната тръба в горната част ще бъде по интензивен, топлопреноса през фиксиращите елементи между тръбите в долната част на вакуумната тръба също ще е по-интензивен, топлопреноса през „вакуума” между тръбите също ще е по-голям (тъй, като и вакуума между тръбите не е абсолютен). В резултат на тези загуби – температурата на топлоносителя на изхода от колектора с топлинни тръби ще е малко по-ниска по сравнение с колектора с „мокри” тръби - ако има еднакъв разход през тях. Т. е. колектора с топлинни тръби ще има по-малко усвояване на погълнатата слънчева енергия, по-ниско КПД (макар, че разликата няма да е голяма, поради относително малката разлика в топлинните загуби).
(Извинявам се, увлякох се прекалено.)

[fox_vt]

Съгласен съм с това но мокрите загряват много повече вода бойлер плюс водата в тях. За това е нужно енергия. Иначе при всички тия разсъждения защо тогава са направени топлинните тръби за слънчеви колектори като очевидно имат много минуси. За съжаление няма как да се сравнят двете системи.

[Hursa]

Това, че „мокрите” тръби съдържат значително количество вода в тях - е най-вече от значение за инерционността на системата като цяло (според мен). Все пак КПДто им на двата варианта не се различава много съществено, тъй като въпреки значително по-високата температура на абсорбера – поради ефективната им топлоизолация (вакуум и ниска емисионност) – топлинните загуби са малки. При колекторите с „мокри” вакуумни тръби (отворени едностранно) има затруднения в организацията на входящия и изходящия поток течност, който преминава през тях – а това е свързано с топлинни загуби (до колкото разбирам) и тези загуби съвсем не са толкова малки. Има затруднения и при „изключването” им, ако имаме „свръхпроизводство” и особено при последващото им включване (но трябва да каже някой по запознат).
По голямо предимство на колекторите с топлинни тръби (според мен) може да се окаже, че тя действа подобно на диода в електрониката. Когато се отнема топлина (охлажда) в горния край на топлинната тръба, а се загрява в долния – тя провежда топлината много ефективно. Но в противния случай – например нощем, когато получава топлина в горния край, а се охлажда в долния – топлопроводимостта и е на порядъци по-малка. (Тъй като имаме изпарение в горния и край и парите си остават там. Затова и този тип топлинни тръби трябва да се монтират с наклон, макар и минимален. Топлинните тръби използвани за охлаждане на процесорите, например, могат да „работят” сравнително ефективно, дори ако се охлажда долният им край а се нагрява горния. Това е свързано с особеностите на вътрешният им строеж – стените им от вътре са силно порести („гъбести”) – това предизвиква движение на течността в тях под действие на капилярните сили, подобно на движението на течността във фитила на газова лампа, например. Течността „мокри” капилярно цялата тази пореста повърхност. В горещия край се изпарява, но на мястото на изпарената течност, под действие на капилярните сили постъпват нови количества. Обратно в студения край – парите кондензират от свободния обем в тръбичката и се отлагат върху порестите и стени – така се „затваря” циркулацията на течността в този тип топлинна тръба (до колкото разбирам). Работи по не ефективно, дори когато се нагрява в долния край (малко по не ефективно при такава ориентация), но затова не е ограничена и можем да „въртим” лаптопа произволно.) Поради тази способност на топлинните тръби в слъчевите колектори се получава автоматичното му „изключване” когато не се огрява достатъчно. И той поради естествената конвекция в тръбите на системата няма да охлажда (поне съвсем не така интензивно) водата в бойлера, ако е разположен по-ниско от колектора. (При монтаж на бойлера по-високо също има неголямо допълнително ограничение на топлозагубите.) Така не е наложително надеждното прекъсване на тази конвекция с клапани или със спиране на помпата в дрейнбек система. (Но това не е особено голямо предимство, според мен, при една добре проектирана система.)
Най-голямото предимство на топлинните тръби използвани във вакуумни слънчеви колектори, (според мен) е че не се налага тръбата да е двойна и абсорбиращото покритие да е нанесено върху вътрешната тръба – а такъв абсорбер носи определени не малки негативи, според мен, по отношение на ефективността на колектора. Затова и питах – какъв тип вакуумни тръби с топлинна тръба имате в предвид. Според мен този тип вакуумна тръба с топлинна тръба е по-ефективен спрямо тръбите с двойни стени.

(1 – стъклена тръба; 2 – вакуумирано пространство; 3 – меден абсорбер с селективно покритие; 4 – топлинна тръба.)
За да се оцени ефективността на колектор изграден от такива тръби, спрямо тази на колектор с „мокри” вакуумни тръби ще трябва значително по-дълбок „анализ” (с „общи приказки” няма да се получи, трябва си разчет, поне по опростени формули или експеримент, до колкото разбирам). И е под въпрос - кой колектор ще има предимство по ефективност.
(Но има подобни вакуумни тръби с проточни медни тръби - през тях протича директно топлоносителя. И с U-образна тръба, и т. н. тръба на Филд - "тръба в тръба".)

[шоп]

Hursa,

последния модел тръба, която си посочил в последната снимка според мен не притежава едно от основните предимства характерно за тръбните колектори. А именно предимството, че селективно покритие нанесено директно от вътрешната страна на тръбата работи 100% ефективно в много широк времеви диапазон спрямо ъгъла на падането на сл. светлина. Буквално от изгрев до залез има участък, в който лъчите падат под 90 градуса. Ако погледнете две дневни графики ще забележите разликата.

Обратното, плоските абсорбери работят ефективно буквално минути, когато лъчите падат перпендикулярно на абсорбера.

[Hursa]

Селективното покритие е нанесено на външната страна на вътрешната тръба, при повечето варианти (поне до колкото съм запознат). Този абсорбер, показан на последната картинка, може да се оформи произволно, включително и като част от цилиндрична повърхност. И за разлика от нанесеното на външната страна на тръба покритие, това може да се оформи като "вдлъбната" повърхност спрямо падащите лъчи, а това носи предимства, според мен.

А именно предимството, че селективно покритие нанесено директно от вътрешната страна на тръбата работи 100% ефективно в много широк времеви диапазон спрямо ъгъла на падането на сл. светлина. Буквално от изгрев до залез има участък, в който лъчите падат под 90 градуса. Ако погледнете две дневни графики ще забележите разликата.

Не съм съгласен, 100% ефективно работи теоретично само една образуваща от тази повърхност (и при положение, че имаме оптималния наклон, а той обикновено е "стационарен"). Може да се приеме, че работи оптимално една тясна зона около тази образуваща на цилиндричната повърхност, върху която лъчите падат перпендикулярно. На преобладаващата площ от такава повърхност лъчите съвсем не са перпендикулярни, а това увеличава отражението от абсорбера за сметка на поглъщането.

[LazarGanev]

100% ефективно работи теоретично само една образуваща от тази повърхност (и при положение, че имаме оптималния наклон, а той обикновено е "стационарен"). Може да се приеме, че работи оптимално една тясна зона около тази образуваща на цилиндричната повърхност, върху която лъчите падат перпендикулярно. На преобладаващата площ от такава повърхност лъчите съвсем не са перпендикулярни, а това увеличава отражението от абсорбера за сметка на поглъщането.

Абсолютно вярно! Освен всичко друго и се засенчват!

плоските абсорбери работят ефективно буквално минути, когато лъчите падат перпендикулярно на абсорбера.

Това е абсолютно невярно, дори и за най-евтините колектори, които са с обикновено гладко стъкло. Скъпите колектори са със стъкло със специален състав и структура, така че всеки лъч, който попадне върху стъклото, бива насочен към абсорбера. На такъв колектор като му пипнеш стъклото е хладко, дори и в колектора да е 100+ градуса . За да не съм голословен прилагам една таблица, от където се вижда колко е малко влиянието на наклона на панела и неговата ориентация (отнася се за панели на Бош, но важи за всеки от подобен клас. Имах една картинка и от Висман, но не я намерих в момента).

[fox_vt]

Работят стъклата така защото оъ едната страна са призматични и променят вътрешното отражение. Когато лъч светлина попадне под ъгъл стъклото се превръща в огледало заради пълното вътрешно отражение ,като призмите променят ъгъла и светлината не се отразява. Този принцип се използва в датчиците на автоматичните чистачки в колите. Относно температурата на стъклото незнам как са постигнали това то да е студено може би защото е боросиликатно. Интерес буди обаче това че както Hursa казва селективното покритие на тръбите е на външната повърхност на вътрешната тръба. Това значи че селективното покритие е във вакуума между двете тръби. Реално топлината се предава от стъклото към водата и тук е момента да се разбере какъв е коефициента на топлопроводимост на боросиликатното стъкло. В един момент може да се окаже че това е минус който изравнява двата модела тръби нищо че другите предават от алуминий към топлинната тръба. Иначе този колектор който е при нас и мислех да взема цялата тръба е синя ще трябва да разгледам по подробно има ли алуминиев топлопровод и къде точно е селективното покритие. И на последно във топлинната тръба освен 30 те грама вода имало и меден прах който пази от замръзване и пукане но основно не го знам за какво е.

Пп темата май се измести дали не е добре някой да я отдели .