Collettore solare a tubi sottovuoto di tipo U

Definizione del prodotto e struttura principale

Il collettore solare a tubi a U è un collettore solare termico pressurizzato progettato per sistemi di riscaldamento centralizzati e di acqua calda sanitaria che richiedono stabilità a lungo termine e funzionamento controllato. La sua filosofia progettuale si differenzia dai collettori a tubi sottovuoto a flusso diretto, isolando il circuito di trasferimento del calore dal sistema idrico lato utenza, migliorando così sicurezza, affidabilità e durata.

Il collettore è composto da canali di flusso metallici a U, tubi di vetro sottovuoto, alette in alluminio ad alta efficienza e un collettore integrato. La radiazione solare entra nel tubo sottovuoto attraverso il vetro esterno trasparente, dove il calore viene assorbito dalla struttura alettata all'interno del tubo. Questa energia termica viene quindi trasferita direttamente al canale di flusso a U tramite conduzione metallica.

Un fluido termovettore dedicato circola all'interno del tubo a U, trasportando l'energia termica raccolta allo scambiatore di calore o al serbatoio di accumulo del sistema. Poiché il fluido termovettore opera all'interno di un circuito metallico chiuso e sigillato, il collettore può funzionare sotto pressione senza introdurre acqua nel tubo a vuoto stesso.

Questo meccanismo di scambio termico indiretto è particolarmente adatto per i sistemi solari termici ingegnerizzati, dove la continuità operativa, la sicurezza del sistema e la prevedibilità della produzione di calore sono più importanti della risposta termica a breve termine. Di conseguenza, i collettori a tubi a U sono ampiamente utilizzati in installazioni centralizzate piuttosto che in singole unità abitative.

Scenari applicativi

Il collettore solare U-Tube è progettato per supportare un'ampia gamma di applicazioni solari termiche centralizzate, in particolare nei progetti in cui l'affidabilità del sistema e le prestazioni del ciclo di vita sono prioritarie.

• Nei complessi residenziali il collettore è comunemente utilizzato negli impianti centralizzati di acqua calda sanitaria a servizio di condomini o comunità residenziali. Il funzionamento pressurizzato consente un'integrazione perfetta con le moderne infrastrutture idrauliche, garantendo una pressione dell'acqua stabile e un'erogazione costante di acqua calda. L'assenza di acqua all'interno del tubo sottovuoto elimina i rischi di gelo in inverno e di surriscaldamento in estate.

• Negli edifici commerciali, come hotel, ospedali, scuole e strutture ricreative, la domanda di acqua calda è in genere continua e concentrata. Il collettore a tubi a U fornisce una potenza termica stabile e supporta un funzionamento di lunga durata, rendendolo adatto a strutture che non tollerano frequenti interruzioni del sistema o fermi per manutenzione.

• Nei parchi industriali e nei progetti di riscaldamento industriale, i collettori a tubi a U sono spesso utilizzati per il preriscaldamento dell'acqua di processo, il riscaldamento degli ambienti o come parte di sistemi energetici ibridi. L'utilizzo di fluidi termovettori a base di glicole garantisce prestazioni affidabili anche nei climi freddi, comprese le regioni settentrionali con periodi prolungati di basse temperature.

Nel complesso, il collettore a tubi a U è più adatto ai sistemi che richiedono un controllo centralizzato, una produzione energetica prevedibile e un'affidabilità operativa a lungo termine, piuttosto che a scenari di riscaldamento decentralizzati o a ciclo breve.

Vantaggi principali

Funzionamento sicuro e stabile

Un vantaggio chiave del collettore solare con tubo a U risiede nel suo principio di funzionamento intrinsecamente sicuro. Il sistema supporta il funzionamento pressurizzato garantendo al tempo stesso che l'acqua non scorra direttamente attraverso i tubi del vuoto. Questo design evita fondamentalmente modalità di guasto comuni come la rottura del tubo causata dal surriscaldamento durante le condizioni di punta estive o danni da congelamento nei climi invernali freddi.

Poiché il fluido termovettore circola all'interno di un canale metallico sigillato, il collettore non è influenzato da problemi di qualità dell'acqua. Problemi come incrostazioni, corrosione causata dal contenuto minerale e perdite associate ai tubi riempiti d'acqua vengono efficacemente eliminati. Ciò aumenta significativamente la sicurezza del sistema e riduce i requisiti di manutenzione durante la vita utile del collettore.

Elevata efficienza di trasferimento del calore

Il collettore a tubi a U adotta una struttura di scambio termico secondario basata su un canale di flusso metallico a forma di U. Il calore assorbito dalla struttura ad alette viene trasferito in modo efficiente attraverso il contatto diretto del metallo con il fluido termovettore circolante. Questa configurazione garantisce prestazioni di trasferimento termico stabili al variare della radiazione solare e delle condizioni operative.

Sebbene la risposta termica possa essere più controllata rispetto ai sistemi heat pipe, il design a tubo a U garantisce un'efficienza costante per periodi di funzionamento prolungati, rendendolo adatto a progetti che privilegiano un'erogazione di energia costante piuttosto che un rapido ciclo termico.

Durata e resistenza alla corrosione

Tutti i componenti per il trasferimento del calore sono racchiusi all'interno di un canale di flusso sigillato, isolandoli efficacemente dagli agenti esterni. Per garantire un'elevata resistenza alla corrosione e stabilità termica, vengono utilizzati rame e leghe selezionate di terre rare.

Inoltre, tecniche di saldatura ad alta tenacità vengono applicate a tutti i giunti per mantenere l'integrità strutturale anche in caso di ripetute dilatazioni e contrazioni termiche. Questa robusta costruzione riduce il rischio di degrado a lungo termine e contribuisce a prolungare la durata utile.

Design personalizzabile e integrazione architettonica

I collettori a tubi a U possono essere personalizzati in termini di dimensioni e configurazione per soddisfare specifici requisiti di progetto. La loro struttura modulare consente una disposizione flessibile all'interno di array di collettori, supportando diverse configurazioni di sistema.

Il telaio del collettore è realizzato con profili in lega di alluminio GM, che garantiscono elevata resistenza meccanica e facilità di installazione. La finitura superficiale in argento spazzolato migliora l'estetica e l'uniformità con i moderni design architettonici, rendendo il collettore adatto sia a installazioni funzionali che estetiche.

Vantaggi dei componenti e dei materiali

• La struttura delle alette è realizzata in alluminio antiruggine 3003, selezionato per la sua resistenza alla corrosione e le prestazioni stabili in caso di esposizione prolungata alla luce solare. La sua elevata conduttività termica supporta un efficiente assorbimento del calore e un rapido trasferimento al canale di flusso.

• Il canale di flusso è costruito principalmente in rame, un materiale ampiamente riconosciuto per le sue eccellenti caratteristiche di trasferimento del calore e durata. In modelli selezionati, vengono utilizzati tubi in lega di terre rare per migliorare ulteriormente la resistenza all'ossidazione e la stabilità del materiale a lungo termine, in particolare in ambienti operativi impegnativi.

• Il processo di saldatura utilizza bacchette di saldatura argento-rame. Rispetto ai materiali di saldatura convenzionali, questo approccio preserva la resistenza e la flessibilità del giunto, riducendo la probabilità di crepe, perdite o corrosione nelle connessioni saldate nel tempo.

• Il mezzo di trasferimento del calore può essere selezionato in base alla temperatura ambiente e alle condizioni operative. Questa flessibilità consente al collettore di mantenere prestazioni stabili in diverse zone climatiche, dalle regioni miti a quelle fredde.

Specifiche tecniche

Perché scegliere Soletks Solar

• In qualità di produttore originale, Soletks Solar fornisce collettori a tubo a U con capacità di personalizzazione complete per soddisfare i requisiti specifici di progetto. Con sei stabilimenti produttivi e una catena di fornitura verticalmente integrata, l'azienda garantisce una capacità produttiva affidabile e tempi di consegna costanti.

• Ogni collettore è sottoposto a oltre 60 procedure di ispezione di qualità, supportate da sistemi di controllo qualità assistiti dall'intelligenza artificiale per mantenere un elevato tasso di qualificazione del prodotto. Grazie a 117 tecnologie brevettate e a un sistema completo di ricerca e sviluppo, Soletks Solar supporta i progetti dalla selezione dei componenti fino alla completa integrazione del sistema.

• Con oltre 20 anni di esperienza nelle applicazioni di energia termica pulita, Soletks Solar ha fornito con successo soluzioni per il riscaldamento degli edifici, i processi termici industriali, l'essiccazione in agricoltura e le installazioni in climi freddi.