Cos'è un collettore solare a tubi di calore e come funziona?

Scegliere il collettore solare giusto può essere complicato.Le piastre piane possono avere prestazioni inferiori in climi freddi o nuvolosi. I collettori solari a tubi di calore offrono una migliore efficienza e un trasferimento di calore più rapido, rendendoli ideali per i moderni sistemi solari termici.

Un collettore solare a tubi di calore (heat pipe) utilizza tubi sottovuoto e un tubo di rame sigillato per trasferire rapidamente il calore del sole a un serbatoio d'acqua. All'interno del tubo di calore, un fluido di lavoro evapora quando riscaldato, sale fino all'estremità del condensatore e rilascia energia attraverso uno scambiatore di calore. Questo processo è altamente efficiente, funziona in condizioni di scarsa illuminazione ed elimina il flusso d'acqua diretto all'interno del collettore, riducendo i rischi di manutenzione.

Scopriamo come questa tecnologia si confronta con le altre e perché rappresenta una scelta intelligente per i sistemi di riscaldamento solare dell'acqua calda e termico.

Come funziona un collettore solare a tubi di calore?

Un collettore solare a tubi di calore è costruito utilizzando una serie di tubi a vuoto, ciascuno contenente un tubo di calore in rame sigillato. All'interno del tubo di calore è presente una piccola quantità di fluido che vaporizza a basse temperature. Quando la radiazione solare colpisce il tubo a vuoto, riscalda il fluido, che poi sale verso la sezione del condensatore situata nella parte superiore. Il calore viene quindi trasferito a un fluido circolante, solitamente acqua o glicole, attraverso un collettore o uno scambiatore di calore. Una volta condensato, il fluido torna a scorrere verso il basso, ripetendo il ciclo continuamente.

Questa progettazione a circuito chiuso evita il contatto diretto tra il fluido del sistema e il collettore solare, rendendolo più sicuro, più durevole e meno soggetto a congelamento nei climi freddi.

Qual è la differenza tra i collettori solari piani e quelli a tubi di calore?

Le principali differenze tra queste due tipologie risiedono nella progettazione, nell'efficienza e nell'adattabilità al clima:

• Efficienza:I collettori a tubi di calore sono più efficienti, soprattutto a basse temperature o con tempo nuvoloso, grazie all'isolamento sottovuoto e all'efficace processo di trasferimento del calore.

• Durabilità:I tubi a vuoto sono meglio protetti dai danni ambientali rispetto alla superficie esposta dei collettori piani.

• Flessibilità di installazione:I sistemi di tubi di calore funzionano bene anche con angoli più ripidi e in ambienti più freddi, il che li rende più versatili per progetti diversi.

Sebbene i collettori piani siano semplici ed economici, presentano difficoltà in condizioni di scarsa irradiazione solare o gelo. Al contrario, i collettori a tubi sottovuoto con tubi di calore sono ideali per installazioni di impianti solari termici professionali o ad alta richiesta.

I collettori solari a tubi di calore sono migliori dei tubi sottovuoto?

In realtà, queste non sono tecnologie reciprocamente esclusive. Un collettore solare a tubi di caloreusitubi sottovuoto come parte del suo design. Il tubo sottovuoto fornisce isolamento termico, mentre il tubo di calore interno garantisce un trasferimento di calore rapido ed efficiente.

Nei sistemi senza tubi di calore, il calore viene trasferito in modo meno efficiente o richiede un flusso d'acqua diretto nei tubi, il che può essere rischioso e più difficile da manutenere. In breve: tubo di calore + tubo sottovuoto = sistema più sicuro e con prestazioni più elevate.

Qual è lo svantaggio dei tubi di calore?

Nonostante i numerosi vantaggi, ci sono alcune considerazioni da fare:

• Angolo di installazione:I collettori a tubi di calore devono essere installati con la giusta inclinazione (solitamente 25–70°) per consentire la condensazione assistita dalla gravità.

• Guasto del vuoto:Se un tubo a vuoto si rompe o perde pressione, l'efficienza diminuisce notevolmente.

• Costo:In genere sono più costosi dei sistemi base a piastra piana, perché sono realizzati con materiali e tecniche costruttive avanzate.

Tuttavia, per installazioni professionali e prestazioni a lungo termine, questi svantaggi sono spesso superati dai vantaggi.

Quali sono le applicazioni tipiche dei collettori solari a tubi sottovuoto con tubi di calore?

I collettori solari a tubi di calore sono ampiamente utilizzati in contesti residenziali, commerciali e industriali:

• Acqua calda sanitaria:Riscaldamento dell'acqua per le famiglie tramite l'energia solare termica.

• Edifici commerciali:Hotel, ospedali e uffici in cui la richiesta di acqua calda è continua.

• Processi industriali:Preriscaldamento di acqua o fluidi nell'industria manifatturiera, tessile, alimentare e chimica.

• Sistemi di riscaldamento degli ambienti:Integrazione con sistemi radianti a pavimento o fan coil per un riscaldamento efficiente dal punto di vista energetico.

• Sistemi di pompe di calore ad energia solare:Miglioramento dei sistemi ibridi per prestazioni migliori.

Perché scegliere la tecnologia heat pipe per il tuo collettore solare termico?

Ecco i motivi principali per cui molti professionisti scelgono i collettori solari a tubi sottovuoto con tubi di calore rispetto ai tipi tradizionali:

• Alta efficienza:Prestazioni eccellenti anche in climi freddi o con luce solare parziale.

• Progettazione modulare:Facile da installare, sostituire o ampliare in base alle esigenze del progetto.

• Niente acqua nei tubi:Previene il congelamento, la corrosione e la formazione di incrostazioni.

• Lunga durata:I tubi a vuoto e i tubi in rame sono resistenti e richiedono poca manutenzione.

Collettori a tubi di calore di ShengtokuSono realizzati con vetro borosilicato di alta qualità, tubi in rame ad alta conduttività termica e collettori dal design intelligente. Sono rigorosamente testati per resistere al carico del vento e della neve, il che li rende ideali per installazioni in tutto il mondo.

Come integrare un collettore di tubi di calore in un sistema di riscaldamento solare dell'acqua?

L'integrazione è semplice. I collettori a tubi di calore sono in genere collegati a un serbatoio di acqua calda pressurizzato o non pressurizzato tramite un sistema a circuito chiuso con pompa, regolatore e scambiatore di calore.

Il sistema può essere configurato come:

• Scaldabagno solare passivo:Utilizzando la circolazione naturale (termosifone).

• Sistema attivo:Utilizzo di pompe e regolatori per una gestione precisa del flusso e della temperatura.

In entrambi i casi, il tubo di calore garantisce una rapida erogazione di energia e una facile manutenzione. Shengtoku offre kit completi e supporto per l'integrazione di sistemi su misura per il tuo mercato o la tua zona climatica.

Conclusione

I collettori solari a tubi di calore offrono prestazioni elevate e richiedono poca manutenzione. Se state progettando o aggiornando un impianto solare termico, prendete in considerazione questa tecnologia avanzata.Contattaci per scoprire soluzioni personalizzate per il tuo progetto.