Les comparaisons de plaque plane et les collectionneurs à tubes sous vide

Comparisons of flat plate and evacuated tube collectors

 

Un argument de longue date existe entre les protagonistes de ces deux technologies. Certains de ceci peut être lié à la structure physique des capteurs à tubes sous vide qui ont une zone d'absorbance discontinu. Un tableau de tubes sous vide sur un toit a 1) un espace ouvert entre les tubes collecteurs et 2) (rempli sous vide) l'espace occupé entre les deux tubes de verre concentriques de chaque tube collecteur. conséquent, un mètre carré de surface de toit recouvert de tubes sous vide (collecteur brute zone) est plus grande que la zone comprenant les absorbeurs réelles (zone plaque d'absorbeur ). Si des tubes sous vide sont comparées avec des capteurs plans sur la base de la superficie du toit occupé, à une conclusion différente pourrait être atteint que si les zones de l'absorbeur ont été comparés. En outre, la façon dont la norme ISO 9806 standard [7] précise la manière dont l'efficacité des capteurs solaires thermiques doit être mesurée est ambigu, puisque ceux-ci peut être mesurée soit en termes de superficie brute ou en termes de surface d'absorbeur. Malheureusement, la puissance de sortie n'est pas donnée pour des capteurs thermiques que pour les panneaux photovoltaïques . Cela rend difficile pour les acheteurs et les ingénieurs à prendre des décisions éclairées.
[Douteux - discuss] [douteuse - de discuter]
Une comparaison de la production d'énergie (kWh / jour) d'un collecteur plat (lignes bleues; Thermodynamique S42-P [douteux - de discuter]; absorbeur de 2,8 m2) et un capteur à tubes sous vide (lignes vertes; SunMaxx 20EVT [douteuse - discuter]; absorbeur 3,1 m2 de données obtenues à partir de documents de certification SRCC sur Internet [douteuse - discuss] Tm-Ta = différence de température entre l'eau dans le collecteur et la température ambiante Q = insolation pendant les mesures Premièrement, comme (Tm.... -Ta) augmente le collecteur plat perd de son efficacité plus rapidement que le tube collecteur d'évacuation sanitaire. Cela signifie que le capteur plan est moins efficace dans la production d'eau supérieure à 25 degrés C au-dessus ambiante (c'est à dire le droit des marques rouges sur le graphique) . [douteuse - de discuter] Deuxièmement, même si la sortie de deux collecteurs de déposer fortement dans des conditions nuageuses (insolation faible), le capteur à tubes EVAC donne beaucoup plus d'énergie en vertu de la nébulosité que le collecteur plat Bien que de nombreux facteurs gêner l'extrapolation à partir de deux. collectionneurs à deux technologies différentes, ci-dessus, les relations fondamentales entre l'efficacité de leur restent valables [douteuse - de discuter].. Un essai sur le terrain [? qui] illustrant les différences examinées dans la figure de la gauche un collecteur plat et une taille similaire évacués capteur à tubes ont été installés côte à côte sur un toit, chacune avec un réservoir de la pompe, le contrôleur et le stockage. Plusieurs variables ont été enregistrés au cours d'une journée avec la pluie intermittente et de nuages. ligne verte d'irradiation solaire =. La ligne du haut indique marron de la température du capteur à tubes EVAC pour lesquelles le cyclisme de la pompe est beaucoup plus lent et même s'arrêter pendant environ 30 minutes pendant les parties froides de la journée (l'irradiation à faible), ce qui indique un faible taux de collecte de chaleur. La température de la plaque plane collecteur est tombé de manière significative pendant la journée (en bas ligne violette), mais il a commencé le vélo un peu plus tard dans la journée lorsque l'irradiation a augmenté. La température dans le réservoir de stockage d'eau du système de tubes EVAC (foncé graphique bleu) a augmenté de 8 degrés C pendant la journée tandis que celle du système de plaque plane (la lumière courbe bleue) ne restait constante. Courtoisie SA-solaire [qui?].
Les capteurs plans perdent généralement plus de chaleur à l'environnement que les tubes sous vide et cette perte augmente avec la différence de température. Ils sont donc généralement le choix inapproprié de capteur solaire pour des applications à haute température commerciales telles que la production de vapeur industrielle. Collectionneurs à tubes sous vide ont une plaque inférieure absorbeur zone de rapport de surface brute (typiquement 60-80% de la surface brute) par rapport à plaques planes. (Dans les premiers prototypes de la zone occupée amortisseur que environ 50% du panneau collecteur. cependant ce que a changé la technologie a progressé à maximiser l'absorption région.) Basé sur la zone plaque absorbante, la plupart des systèmes à tubes sous vide sont plus efficaces par mètre carré que des systèmes équivalents de plaques planes. Cela les rend appropriés où l'espace du toit est de limiter, par exemple, où le nombre d'occupants d'un bâtiment est plus élevé que le nombre de mètres carrés d'espace de toit adapté et disponible. En général, le mètre carré installé, des tubes sous vide fournir de l'énergie légèrement plus lorsque la température ambiante est basse (par exemple pendant l'hiver) ou lorsque le ciel est couvert pendant de longues périodes. Cependant, même dans les zones sans beaucoup de soleil et la chaleur solaire, certains collectionneurs à faible coût de plaques planes peut être plus rentable que les capteurs à tubes sous vide. Bien que plusieurs entreprises européennes fabriquent des capteurs à tubes sous vide, le marché des tubes sous vide est dominé par les constructeurs de l'Est. Plusieurs entreprises chinoises ont longue piste favorable dossiers de 15-30 ans. Il n'existe aucune preuve sans équivoque que les deux technologies de capteurs (capteurs plats et à tubes sous vide) diffèrent en termes de fiabilité à long terme. Cependant, la technologie à tubes sous vide est plus jeune et (surtout pour les nouvelles variantes avec caloducs scellés) encore besoin de prouver la durée de vie équivalentes de l'équipement par rapport aux plaques planes. La modularité de tubes sous vide peut être avantageux en termes de possibilités d'extension et de maintenance, par exemple, si le vide dans un tube particulier diminue.
 
 
Graphique montrant des capteurs plans surperformant tubes sous vide jusqu'à 120 ° F ci-dessus ambiante et, en gris, la plage de fonctionnement normal pour systèmes solaires de production d'eau chaude. [8]
Pour une surface d'absorbeur donné, des tubes sous vide peuvent donc maintenir leur efficacité sur une large plage de températures ambiantes et les besoins de chauffage. Dans la plupart des climats, des capteurs plans sera généralement une solution plus rentable que des tubes sous vide. Lorsqu'il est utilisé dans des tableaux, lorsqu'on les considère plutôt que sur une base mètre carré, les collectionneurs efficaces mais coûteux à tubes sous vide peut avoir un bénéfice net en hiver et aussi de donner un avantage réel dans les mois d'été. Ils sont bien adaptés au froid des températures ambiantes et de bien travailler dans des situations de faible constante soleil, fournissant de la chaleur plus uniforme que les capteurs plans par mètre carré. D'autre part, le chauffage de l'eau par un moyen à faible quantité (c.-à-Tm-Ta) est beaucoup plus efficacement par les capteurs plans. eau chaude sanitaire tombe fréquemment dans cette catégorie à moyen terme. émaillés ou non collecteurs plats sont les dispositifs privilégiés pour l'eau de piscine chauffage piscine. [9] Les capteurs non vitrés peuvent être adaptés aux environnements tropicaux ou subtropicaux, si l'eau chaude domestique doit être chauffée par moins de 20 ° C. Une carte contour peut montrer quel type est plus efficace (à la fois l'efficacité thermique et énergétique / coût) pour n'importe quelle région géographique.
Outre l'efficacité, il existe d'autres différences. Travail EHPT comme un thermique valve unidirectionnelle en raison de leurs caloducs. Cela leur donne aussi une température maximale inhérente au fonctionnement qui peuvent être considérées comme une caractéristique de sécurité. Ils ont moins de traînée aérodynamique, ce qui peut leur permettre à être posé sur le toit sans être attaché. Ils peuvent recueillir le rayonnement thermique du fond en plus vers le haut. Les tubes peuvent être remplacés individuellement sans arrêter le système dans son ensemble. Il n'y a pas de condensation ou de corrosion à l'intérieur des tubes. Un obstacle à une adoption plus large des capteurs à tubes sous vide dans certains marchés est leur incapacité à passer les tests de chocs thermiques internes où l'ISO 9806-2 de l'article 9 de la classe B est une exigence pour la certification de durabilité. [10] Cela signifie que s'il n'est pas protégé des capteurs à tubes sont exposés au plein soleil trop longtemps avant d'être rempli d'eau froide les tubes peuvent se briser en raison du passage rapide de la température. Il ya aussi la question de la fuite de vide au cours de leur vie. Les écrans plats ont été beaucoup plus longtemps, et sont moins coûteux. Ils peuvent être plus faciles à nettoyer. D'autres propriétés, telles que l'apparence et la facilité d'installation sont plus subjectifs.
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