Тепловая трубка солнечного коллектора: Вакуумные трубки солнечного коллектора купить по лучшей цене со склада в Москве

Содержание

Продукция торговой марки «АНДИ Групп»

Вакуумные трубки солнечного коллектора «Универсал» система под давлением модель CP-II

Трехслойные вакуумные трубки солнечного коллектора «Универсал» имеют высокую степень поглощения и высокую термостойкость.

Конструкция вакуумной трубки.

Конструкция вакуумной трубки солнечного коллектора схожа с конструкцией стеклянной колбы термоса. В каждую трубку встроен медный нагревательный элемент с запаянной внутри его полости легко кипящей и испаряющейся жидкостью.

Принцип работы.

Солнечная энергия, поглощаемая трехслойным покрытием вакуумной трубки, преобразуется в тепловую энергию и передается медному нагревательному элементу. Вакуумная трубка вместе с медным нагревательным элементом (далее – «тепловая труба») подсоединена к баку — гидроаккумулятору. Под воздействием тепла жидкость в тепловой трубе закипает и испаряется в верхнюю часть, где отдает тепловую энергию воде, которой заполнен бак. Конденсат жидкости в тепловой трубе после передачи тепла опускается вниз, снова испаряется. Этот процесс носит циклический характер.

В случае повреждения или выхода из строя одной или нескольких трубок вся система будет продолжать работать с уменьшением её производительности на долю поврежденных трубок.

Особенности вакуумных трубок солнечного коллектора «Универсал»

Вакуумные трубки солнечного коллектора Производственной компании «АНДИ Групп»

Сделаны из высококачественного, сверхпрочного боросиликатного стекла, что обеспечивает защиту их от града (диаметром до 35мм) и механических повреждений.

Замена вакуумных трубок в случае их повреждений не вызывает труда, т.к. не требует полной остановки и слива всей системы.

Характеристики вакуумной трубки

Вакуумная трубка 58х1800 с трехслойным покрытием.

Характеристика Параметр
Структура
полностью стеклянные концентрические двойные коаксиальные трубки

Длина

1800 мм

Внешний диаметр трубки
58±0.7мм
Толщина внешней стеклянной трубки 1.8±0.15мм
Внутренний диаметр трубки
47±0.7мм
Толщина внутренней стеклянной трубки 1.6±0.15мм
Эффективная площадь 0,13 м2

Материал стекла

высококачественное боросиликатное стекло 3.3

Производительность поглощающего покрытия

Покрытие внутренней части трубки трехслойное
Состав трехслойного покрытия вакуумной трубки улучшенное солнечное селективное поглощающее покрытие:
композит медь — нержавеющая сталь — алюминий — CU/SS-ALN(H)SS/ALN(L)/ALN
Метод нанесения DS реактивное (магнетронное) напыление
Степень поглощения > 91% : 0,93 ∼ 0,96 (АМ-1,5)
Потери солнечного излучения < 8% : 0,04∼0,06 (80°С±1,5°С)
Уровень вакуума P ≤ 5 х 10-3Па
Максимальная температура 260-300°С
Номинальное давление 0,6МПа
Средний коэффициент тепловых потерь 0,4∼0.6W/(m2 °С)
Устойчивость к граду < 35мм
Устойчивость к перегреву 400°С
Работа при низких температурах -40°С — 0°С, кратковременно до -50°С
Срок службы ∼ 15-25 лет
Количество трубок в системе 15 — 36 шт
Внимание! Как идентифицировать качество вакуумных солнечных трубок.
  • Цвет трубки должен быть равномерным.
  • Проверьте, не поврежден ли запаянный конец трубки.
  • Проверьте свечение вакуумной трубки: если газопоглотитель вакуумной трубки не светится, то в трубке степень вакуума ниже нормы; если газопоглотитель на трубке белый или белесый, то вакуума в трубке нет.
  • Качественная вакуумная трубка пролежав несколько часов на солнце снаружи остаётся прохладная, если трубка нагреется, то она повреждена.

Видео. Испытание вакуумной трубки на прочность.

Трубка выполнена из чрезвычайно крепкого боросиликатного стекла, которое выдерживает удары града падающего со скоростью 18 м/с и имеет 35 мм в диаметре.

Трубка выдерживает удар стального шара. Стальной шар 30мм, вес 105г. Высота падения 2,4 м Скорость=6,8м/с=2,46J энергии = 25мм град со скоростью 26м/с

Тестирование солнечных вакуумных трубок на прочность с использованием статического веса.


Вакуумная трубка 58/1800 с тепловой трубкой

Стеклянные вакуумные трубки являются основным компонентом солнечных коллекторов. Вакуумные трубки состоят из двух труб из боросиликатного стекла, между которым находится вакуум. Отличительная особенность боросиликатного стекла является высокая стойкость к химическому и тепловому воздействию. Наружная сторона внутренней трубки имеет высокоселективное покрытие. За счет вакуумированного пространства между трубками практически полностью исключены потери тепла. Солнечное селективное покрытие поглощает солнечное излучение, эмиссия тепла с поверхности трубок при этом минимальна.

Трубка, в основном, применяется для замены разбившихся или потерявших вакуум трубок в солнечных вакуумных коллекторах. Причем, если у вас вакуумных коллектор с тепловыми трубками, совсем необязательно покупать еще и тепловую трубку — достаточно вытащить тепловую трубку и теплопроводящие лепестки и засунуть их в новую стеклянную трубку. Данная же вакуумная трубка потребуется вам только в том случае, если вы повредили и тепловую трубку. Или вы хотите модифицировать ваш простейший солнечный коллектор с полыми вакуумными трубами путем замены их на вакуумные трубы с тепловыми трубками.

Теплоотдающие концы тепловых трубок, помещенных в вакуумированные трубки, входят в верхнюю часть коллектора, по которой циркулирует теплоноситель (вода или незамерзающая жидкость).

Тепловая трубка не требует заполнения — легкоиспаряемая жидкость уже находится внутри медной трубки. Также, присутствует эффект «запирания» трубки, исключающий теплопотери в ночное время через коллектор. При температуре трубок коллектора ниже примерно 30ºС циркуляция теплоносителя в трубках прекращается.

В тепловых трубках данного производителя внутри в качестве рабочего тела тепловой трубки применяется вода с мелокодисперсным медным порошком — это позволяет расширить температурный диапазон работы тепловой трубки, особенно при высоких температурах по сравнению с широко применяемым в других тепловых трубках рабочим телом на основе растворов аммиака (растоворы аммиака не могут конденсироваться при высоких температурах). 

Характеристики

:

  • Длина трубки — 1800 мм
  • Внешний диаметр трубки — 58 мм
  • Внутренний диаметр трубки — 47 мм
  • Материал трубки — боросиликатное стекло
  • Коэффициент поглощения- 0.91
  • Средние тепловые потери- 0.8 Вт/м2/°C
  • Эффективная площадь поглощаемой поверхности — 0.09 м2
  • Вес — 2.29 кг
  • Устойчивость к граду — < 35 мм
  • Устойчивость к ветру до 30 м/с
  • Устойчивость к замерзанию — до 50°C

Трубки упакованы по 10 шт. в коробке, поэтому при доставке транспортными компаниями или нашей службой доставки минимальный заказ 10 шт. Если нужно меньше трубок — только самомывозом из нашего офиса, без упаковки.

Вакуумная трубка солнечного коллектора | Компания Sunda

Вакуумная трубка солнечного коллектора была совместно разработана нашей компанией и немецкой компанией Daimler-Benz Aerospace при поддержке ПРООН в 1986 году. Её сегодняшний дизайн основан на совместных исследованиях и разработках экспертов Китая и Германии на протяжении последних 10 лет.

Производимая нашей компанией вакуумная трубка является идеальным выбором для OEM-производителей, она в основном применяется для принудительной циркуляции систем нагрева, особенно для систем нагрева воды с высокими температурами. Может использоваться как в бытовых, так и в промышленных нагревателях воды, в кондиционерах, для высокотемпературной стерилизации и на солнечных электростанциях. Данная продукция может быть использована в любой местности, вплоть до высокогорных районов, и в местах с переменчивыми погодными условиями.

В вакуумную трубку устанавливаются тепловой стержень (тепловая трубка) и абсорбер. Трубка изготавливается из боросиликатного стекла, которое предотвращает повреждения и тепловые потери в солнечных коллекторах. Абсорбер имеет селективное покрытие из нитрида алюминия, что гарантирует высокую степень и высокую эффективность поглощения даже в пасмурные дни.

Принцип работы
Тепловые стержни (тепловые трубки) были первоначально разработаны для контроля температуры в спутниках. В солнечной системе нагрева воды тепловая трубка устанавливается в абсорбер, из которого она передаёт тепло и осуществляет циркуляцию тепла.

Внутри тепловой трубки тепло эффективно передаётся в верхний конец, где оно высвобождается для циркуляции тепла. Тепловая трубка представляет собой замкнутую систему, в которой используется небольшое количество жидкости в качестве теплоносителя. Кроме того, такая тепловая трубка тщательно вакуумируется перед герметизацией.

Жидкостный теплоноситель нагревательного контура не течёт через коллектор, что упрощает установку и не вызывает особых эксплуатационных хлопот. Если одна из вакуумных трубок повреждена, вся солнечная система нагрева воды продолжает работать.

Характеристика
a. Благодаря эффективной герметизации в тепловой трубке удерживается сверхвысокий уровень вакуума. Поэтому трубка может работать с высокой эффективностью при низкой температуре окружающей среды. Кроме того, она имеет исключительную стойкость к коррозионным веществам, к вибрации и к высоким колебаниям температуры.

b. Из-за малой теплоёмкости рабочей жидкости, вся солнечная система нагрева воды легко запускается. Компоненты в корпусе надёжно защищены. Рабочая жидкость передаёт тепло, получаемая энергия превышает энергию термической проводимости.
с. Тепловой диод обеспечивает низкие тепловые потери.
d. Запатентованная технология герметизации термокомпрессионной сваркой эффективно предотвращает коррозию абсорбера и образование накипи на покрытии.
e. Вакуумная трубка также имеет высокую стойкость к рабочему давлению и к термоудару.
f. Трубка не подвержена замерзанию, характеризуется надёжной работой и долгим сроком службы.
g. Отличается также простой установкой и обслуживанием.

1. SEIDO10
2. SEIDO 1
3. SEIDO 5
4. Геттер
5. Вакуум
6. Тепловой стержень
7. Абсорбер
8. Стеклянная трубка
9. Конденсатор

Описание технологий соответствующей продукции
1. Технология теплового стержня (тепловой трубки)
Производимые нами вакуумные трубки серии SEIDO с тепловым стержнем доступны в моделях SEIDO1, SEIDO5 и SEIDO10. В определенной степени, тепловой стержень является проводником тепла с низким сопротивлением. Наши вакуумные трубки SEIDO с тепловым стержнем представляют собой замкнутую систему, которая также состоит из двухметровой медной трубки, отсека испарения, конденсаторного отсека и небольшого количества испаряющейся жидкости.

a. Преимущества
Преимуществом технологии теплового стержня является быстрый запуск, односторонняя теплопроводность, а также однородное распределение тепла по поверхности конденсатора. Кроме того, в связи с его теплофизическими свойствами, скорость передачи тепла в тысячи раз больше, чем у твёрдого теплопроводника таких же размеров.

b. Испарительно-конденсационный цикл
В тепловом стержне используется система испарительно-конденсационного цикла. Секция испарителя плотно соединена с абсорберной пластиной, из абсорбера тепло поступает в эту секцию, где происходит испарение жидкости и образуется пар. Затем пар поступает в конденсаторный отсек. Конденсатор выводится из вакуумной трубки и соединяется со змеевиком теплообменника, где пар конденсируется в воду, которая течёт через змеевик. Между тем, скрытая тепловая энергия будет выпускаться в отработанную воду. В этой фазе пар снова превращается в жидкость.

В вакуумной трубке с тепловым стержнем конденсаторный отсек находится на более высоком уровне, чем отсек испарения. Рабочая среда снова конденсируется и течёт обратно в отсек испарения под действием гравитации. Такой процесс повторяется непрерывно, что приводит к нагреву воды в системе солнечной энергии.

2. Селективное покрытие
Селективное покрытие из нитрида алюминия используется в абсорбере для наибольшей эффективности передачи тепла. Оно применяется при использовании техники магнетронного распыления. Благодаря этому уникальному оптическому селективному покрытию более 94% входящего солнечного излучения преобразуется в тепло, а тепловые потери составляют менее 6%. Таким образом, такое селективное покрытие гарантирует высокую эффективность работы вакуумной трубки SEIDO.

3. Герметизация стекла и металла, технология вакуумирования

Тепловые трубки с металлическим покрытием вставляются в трубки из боросиликатного стекла, которое имеет высокую прочность и высокий коэффициент пропускания солнечного излучения. В целях сокращения тепловых потерь конвекцией такие трубки из боросиликатного стекла вакуумируются пока давление вакуума не будет составлять менее 10-5 мбар.

Наша компания использует запатентованный метод герметизации при высокой температуре и давлении, при котором стекло и металл стабильно герметизируются с высоким вакуумом. Для поддержания стабильности вакуума в течение длительного времени используется бариевый геттер. При вакуумировании стеклянной трубки абсорбер и селективное покрытие защищены от коррозии и воздействия суровых условиях. Это гарантирует срок службы не менее 15 лет без потерь эффективности.

Компания Sunda является профессиональным производителем вакуумных трубок в Китае. Мы предоставляем широкий спектр продуктов, в том числе солнечные коллекторы с тепловыми трубками, вакуумные трубки с прямым потоком, солнечные водонагреватели с тепловыми трубками и многое другое.

Другие наименования
Вакуумированная колба | Солнечная трубка | Трубка для передачи тепла в солнечном коллекторе

Вакуумные трубки для солнечных коллекторов

Пеллетные котлы большинства производителей проектируются для работы на древесных пеллетах диаметром 6 мм, соответствующих определенным нормативам качества. Далее нужно понимать, что такое «плохие» пеллеты. Большинство потребителей условно разделили для себя все пеллеты на две категории: «светлые»/«белые» как высококачественные и «серые»/«темные» как низкокачественные. Однако цвет пеллет далеко не всегда может свидетельствовать о качестве пеллет! См. выше «Как определить качественные ли пеллеты?»

Далее мы рассмотрим возможные проблемы при различных отклонениях от качества пеллет:

Высокая зольность. Сокращаются интервалы между очистками. При очень высокой зольности и наличии примесей компонентов с низкой температурой плавления золы (песок, торф, солома и т.д) в горелках некоторых моделей пеллетных котлов возможно спекание, т.е. так называемое образование «коржей», однако в предлагаемых нами котлах с механической очисткой горелки данная проблема полностью отсутствует.

Ломкость. Большое количество опилок не является проблемой для большинства предлагаемых нами котлов, но их наличие со временем приводит к блокировке систем подачи топлива. В этом случае очень важно, чтобы котел имел защиту системы подачи топлива от повреждения при блокировке, а также оперативно информировал о данной проблеме.

Наличие посторонних предметов в упаковке пеллет. От данной проблемы не защищен ни один пеллетный котел, так как гвоздь, саморез или кусок веревки с одинаковым успехом блокируют шнековые системы подачи топлива любого пеллетного котла. Однако важно, есть ли у котла система, которая, во-первых, защищает механизмы от повреждения при попадании постороннего предмета, а во вторых, которая оперативно информирует об этом пользователя.

Наличие посторонних примесей. Большинство посторонних примесей безопасны для пеллетных котлов, однако иногда в пеллеты попадает большое количество клея или пластиковых опилок, что приводит к загрязнению смолами горелки, дымовых трактов котла, теплообменника. Несмотря на то, что автоматические котлы с системами самоочистки горелки и теплообменника могут достаточно неплохо справляться даже с такими пеллетами, мы настоятельно не рекомендуем их использовать, так как это существенно сокращает ресурс оборудования и негативно сказывается на его эффективности.

Емкостный и эффективный солнечных вакуумных трубок

О продукте и поставщиках:
Снизьте потребление энергии в жилых и коммерческих помещениях с помощью инновационных решений премиум-класса. солнечных вакуумных трубок с Alibaba.com. Солнечные устройства идеально подходят для различных климатических условий и особенно подходят для нагрева воздуха в холодное зимнее время года. Эти расширенные функции и новейшие технологии. солнечных вакуумных трубок подходят для нагрева воды и сушки круп. Наиболее. солнечных вакуумных трубок включают резервуары из нержавеющей стали, которые ..... 

Использование солнечного излучения для удовлетворения различных потребностей в энергии становится все более популярным среди людей, поскольку это экономичный вариант, обеспечивающий лучшая полезность. Эти. солнечных вакуумных трубок обладают превосходной адаптируемостью ко многим условиям, даже к воде. Они также могут устанавливаться как на плоских, так и на наклонных крышах. Вы можете выбрать прочный. солнечных вакуумных трубок с прочным металлическим защитным стеклом, способным выдержать вес взрослого человека. Изоляционные слои этих. солнечных вакуумных трубок изготавливаются из пенополиуретана, полученного с помощью пенопласта под высоким давлением, для повышения прочности.

Alibaba.com предлагает множество вариантов. солнечных вакуумных трубок различного размера, качества, функций и других аспектов в зависимости от модели продукта и индивидуальных требований. Эти продукты включают медные трубы, оборудованные теплопроводной средой, и вакуумные трубки для предотвращения помех с термическим КПД. Файл. солнечных вакуумных трубок на сайте поставляются с антибликовым слоем, антиабсорбционным слоем, инфракрасным отражающим слоем и геттером для продолжения процесса нагрева воды. Эти. солнечных вакуумных трубок с уникальным дизайном помогают в автоматическом процессе подачи воды и стабилизации температуры воды ..

Изучите широкий спектр. солнечных вакуумных трубок на Alibaba.com, что соответствует требованиям вашего бюджета, и покупайте эти продукты, экономя деньги. Эти продукты поставляются с несколькими вариантами настройки и гарантируют качество от ведущих производителей. солнечных вакуумных трубок поставщики и оптовики. Вы также можете выбрать послепродажное обслуживание, такое как установка и обслуживание.

Вакуумная тепловая трубка 58/1800 | ООО «Термодинамика»



Заказы онлайн

Всегда рады ответить на ваши вопросы по телефону:

+7 (499) 505 50 35

+7 (903) 258 92 47

Рабочее время с 9:00 до 18:00

Если Вы не уверены в выборе или сомневаетесь, то наши специалисты бесплатно проконсультируют Вас по любым вопросам, связанными с нашими предложениями


 

Вакуумная тепловая трубка 58/1800 для модели UPS 

Устойчивая как к низким, так и к довольно высоким температурам вакуумная тепловая трубка 58/18100 изготовлена с использованием ударостойкого стекла. Характеризуется модель тепловой трубки 58/18100 высоким уровнем поглощения солнечного света и низким коэффициентом обратного излучения. Отличается высокотехнологичная трубка 58/1800 от аналогов высокой теплопроводностью, благодаря чему тепло не только  быстро поглощается, но и также быстро передается. Вакуумная тепловая трубка 58/1800 отлично подойдет для подогрева воды посредством использования солнечной энергии.

В тепловых трубках данного производителя внутри в качестве рабочего тела тепловой трубки применяется вода с мелокодисперсным медным порошком — это позволяет расширить температурный диапазон работы тепловой трубки, особенно при высоких температурах по сравнению с широко применяемым в других тепловых трубках рабочим телом на основе растворов аммиака (растоворы аммиака не могут конденсироваться при высоких температурах). 

Характеристики:

  • Длина трубки = 1800 мм

  • Внешний диаметр трубки = 58 мм

  • Внутренний диаметр трубки = 47 мм

  • Материал трубки = боросиликатное стекло

  • Коэффициент поглощения = 0.91

  • Средние тепловые потери = 0.8 Вт/м2/°C

  • Эффективная площадь поглощаемой поверхности = 0.09 м2

  • Вес = 2.29 кг

  • Устойчивость к граду = < 35 мм

  • Устойчивость к ветру до = 30 м/с

  • Устойчивость к замерзанию  до  = -50°C

С Вакуумная тепловая трубка 58/1800 также смотрят




Тепловая труба под давлением солнечного коллектора, Производитель, Фабрика

Описание: Тепловая труба под давлением солнечного коллектора

1) Превосходная защита от высыхания, и 280 градусов при длительном сухом состоянии не разрывают трубку,
2) Медная труба в тепловой трубе может быстро передавать энергию в холодную воду в герметичном коллекторе.
3) Если немного тепла трубы сломаны, вся система все еще может работать очень хорошо
4) Трубы без разрывов, без поломок, не
снижают эффективность после длительного использования 5) Более высокая мощность передачи и небольшое тепловое сопротивление, температура нагревающей воды выше
6) Лучше производительность антифриз сопротивления и сушки на воздухе
7) Отсутствие воды внутри труб, нагрева проводимости медной тепловой трубки

 

Parameter table:

 

If you need more detailed information,please contact us!


ONOSI solar специализируется на производстве и продаже солнечных тепловых систем, систем очистки воды и т. Д. Основная продукция: солнечные коллекторы высокого класса с тепловыми трубками, воздушные солнечные коллекторы, солнечный ионизатор, солнечные микро-кухни, солнечная вода обогреватели и т. д.

Компания полностью внедряет проверку подлинности международной системы качества ISO9001: 2018 посредством полевых проверок авторитетными организациями, такими как TUV и SPF. Выиграл сертификацию SOLAR KEYMARK, SRCC, CE, ROHS и т. Д.

Компания сосредоточена на разработке продуктов и инновациях и имеет ряд патентов на изобретения и полезные патенты. Торговая марка ONOSI зарегистрирована в более чем 22 странах мира.

Компания имеет собственные права на импорт и экспорт, была экспортирована в Нидерланды, Италию, Германию, Австрию, Чили, Бразилию, Гватемалу, Южную Корею, Японию и т. Д., Более чем в 60 странах и регионах, объемы экспорта являются одними из лучших среди тех же предприятий.


Отправить запрос

Солнечный коллектор с вакуумной трубкой, Вакуумный солнечный коллектор, Солнечный коллектор


Опубликовать в:

Тепловые трубки, Солнечная тепловая трубка

Что такое тепловая трубка?

Тепловые трубки могут показаться новой концепцией, но вы, вероятно, используете их каждый день и даже не подозреваете об этом. В портативных компьютерах часто используются небольшие тепловые трубки для отвода тепла от ЦП, а в системах кондиционирования воздуха обычно используются тепловые трубки для отвода тепла. В солнечных коллекторах Apricus AP и ETC они используются для передачи тепла из вакуумной трубы к напорной трубе, расположенной в изолированной коллекторной коробке.

Конструкция и работа

Конструкция тепловых трубок Apricus состоит из длинной полой медной трубы с колбой большего диаметра на одном конце. Небольшое количество воды высокой чистоты добавляется в тепловую трубку, а затем нагревается до высоких температур, чтобы удалить весь воздух из помещения. В результате образуется вакуум, аналогичный пространству между стеклянными стенками вакуумной трубки.

В тепловой трубе вакуум используется не для изоляции, а для изменения поведения жидкости внутри.На уровне моря вода кипит при 100 o C / 212 o F, но если подняться на вершину горы, температура кипения будет ниже. Это связано с разницей в давлении воздуха, а вакуум — это состояние очень низкого давления. Основываясь на этом принципе кипения воды при более низкой температуре и пониженном давлении воздуха, откачивая тепловую трубку, мы можем добиться того же результата.

Тепловые трубки, используемые в солнечных коллекторах AP, имеют точку кипения всего около 30 o C (86 o F), поэтому, когда тепловая трубка нагревается выше этой температуры, вода начинает испаряться (превращаться в пар).Этот пар быстро поднимается вверх по тепловой трубе и уносит с собой большое количество тепла. По мере того как тепло передается более холодной жидкости, циркулирующей через коллекторную трубу солнечного коллектора в колбе (вверху), пар конденсируется с образованием жидкости (воды) и возвращается в нижнюю часть тепловой трубы, чтобы еще раз повторить цикл.

В рабочем цикле тепловой трубы поток конденсированной жидкости (воды) на дно осуществляется под действием силы тяжести, поэтому тепловые трубы данной конструкции не работают в горизонтальном положении и имеют пониженную мощность в вертикальном положении.Apricus рекомендует диапазон углов установки 20-80 o для обеспечения оптимальной производительности солнечного коллектора.

При комнатной температуре вода в тепловой трубке принимает форму небольшого шарика. Когда тепловую трубку встряхивают, внутри слышно, как грохочет водяной шарик. Хотя это просто вода, она звучит как кусок твердого металла.

Звучит просто, но для изготовления качественной тепловой трубы требуется более 20 производственных этапов при строгом контроле качества.

Производительность

Задача тепловых трубок в вакуумных трубках — быстро отводить тепло.Следовательно, мощность тепловой трубы должна быть больше, чем максимальная мощность вакуумной трубки, чтобы избежать узкого места в цепи теплопередачи. Тепловые трубки Apricus имеют среднюю мощность теплопередачи более 110 Вт. Максимальная тепловая мощность вакуумной трубки Apricus составляет около 65 Вт.

Тепловая трубка Apricus также имеет большую головку, обеспечивающую достаточную площадь поверхности для оптимальной теплопередачи.

Надежность

Качество материала и очистка чрезвычайно важны для создания тепловой трубы хорошего качества.Чистота самой меди также должна быть очень высокой, она должна содержать лишь следовые количества кислорода и других примесей. Если медь содержит слишком много примесей, они со временем вымываются в вакуум, образуя воздушный карман в верхней части тепловой трубки. Это приводит к перемещению самой горячей точки тепловой трубки вниз от колбы, где требуется передача тепла.

Тепловые трубы Apricus защищены от замерзания благодаря запатентованной конструкции, которая прошла независимые испытания в испытательной лаборатории TUV в рамках европейских стандартов испытаний для солнечных коллекторов.

Apricus производит собственные тепловые трубы на предприятии, сертифицированном по стандарту ISO9001:2008, тщательно контролируя и проверяя качество каждого аспекта производственного процесса.

Высокоэнергетическая солнечная тепловая трубка Горячие товары Скидка 10%

Пользователи могут приобрести солнечную тепловую трубку самого высокого качества на Alibaba.com в соответствии со своими предпочтениями. Качественная солнечная тепловая труба имеет жизненно важное значение для эффективного процесса нагрева воды. Солнечная энергия помогает экономить энергию, но только в том случае, если она оптимизирована с использованием продуктов самого высокого качества.Эти детали необходимы при ремонте и обслуживании солнечных водонагревателей. Качественные солнечные тепловые трубы служат потребителям и предприятиям в течение долгого времени, давая им максимальные результаты, когда речь идет о солнечном нагреве воды.

Получите лучшие предложения на солнечную тепловую трубу на Alibaba.com с широким ассортиментом запчастей. Солнечные тепловые трубы доступны по цене и экономичны, так как помогают сэкономить деньги на ремонте и обслуживании обогревателей. Пользователи могут найти качественные детали по удивительно низким ценам. солнечная тепловая трубка хорошо совместимы, так как они универсальны и подходят для универсальных нагревателей. Они удобны и дают вам удобный сервис. Солнечная тепловая трубка изготовлена ​​из качественного материала и отличается высокой прочностью. Они оригинальны и эффективны в том, как они работают.

Лучшие солнечные тепловые трубы настраиваются. Разместите индивидуальный заказ в зависимости от размера или режима работы обогревателя, о котором идет речь. Эти индивидуальные заказы обеспечивают идеальную посадку и постоянное удобное отопление.Солнечная тепловая трубка очень портативна и легка, поэтому у пользователей всегда есть простое время для транспортировки этих деталей. Установка солнечной тепловой трубы проста и быстра. Это позволяет людям удобно производить быстрый ремонт и частое техническое обслуживание обогревателей.

Пользователи могут получить максимальную отдачу за свои деньги на Alibaba.com, покупая качественную солнечную тепловую трубу у надежных поставщиков и производителей. Получите удивительные предложения и скидки при продаже, торгуя с лучшими. Получите замечательные варианты с солнечными тепловыми трубками по экономичным и выгодным ценам.

Солнечный ресивер с тепловыми трубками для производства кислорода из лунного реголита

John R. Hartenstine, William G. Anderson, Kara L. Walker and Michael C. Ellis
Advanced Cooling Technologies, Inc. ; [email protected]

Аннотация

Солнечный ресивер с тепловыми трубками, работающий в диапазоне 1050°C, предлагается для использования в процессе восстановления водорода для извлечения кислорода из лунного грунта.Солнечный ресивер с тепловыми трубками предназначен для приема, изотермализации и передачи солнечной тепловой энергии в реакторы для производства кислорода. Это увеличивает доступную площадь для теплопередачи и увеличивает пропускную способность и эффективность. Тепловая трубка использует натрий в качестве рабочего тела, а Haynes 230 в качестве материала оболочки тепловой трубы. Первоначальные проектные требования были установлены для конструкции солнечного ресивера с тепловыми трубками на основе информации из программы NASA In-Situ Resource Utilization (ISRU). Конструкции солнечных приемников с несколькими тепловыми трубками были оценены на основе тепловых характеристик, однородности температуры и интеграции с солнечным концентратором и реголитовым реактором (реакторами).На основе этих критериев были выбраны две конструкции: кольцевая тепловая труба внутри реголитового реактора и кольцевая тепловая труба с удаленным расположением реактора. Были разработаны дополнительные концепции дизайна, которые будут использовать один концентратор с одним солнечным приемником для подачи и регулирования мощности нескольких реакторов. В этих конструкциях используются тепловые трубки с регулируемой проводимостью или давлением для пассивного управления распределением энергии между реакторами. После изучения конструкции был изготовлен и испытан демонстрационный солнечный ресивер с тепловыми трубками.Результаты испытаний показали почти равномерную температуру на внешней поверхности трубы, которая в конечном итоге будет контактировать с реголитовым реактором.

Ключевые слова:  Лунный реголит, солнечный концентратор, тепловая трубка, проникновение водорода, тепловая усталость

ПАК: 44.35.+c, 44.0.+i

Введение

Лунный грунт содержит кислород в виде различных оксидов, таких как диоксид кремния, оксиды кальция, железа и магния. Извлечение и обработка этого кислорода для потребления астронавтами или использования в двигательных установках значительно уменьшит массу, которую космический корабль должен транспортировать с Земли на Луну.Кроме того, производство кислорода на Луне является важным шагом на пути к устойчивому, независимому от Земли обитанию на Луне (Colozza and Wong, 2006). Реализация этой цели будет иметь неоценимое значение для дальнейшего исследования Солнечной системы (Findiesen et al., 2008).

По этой причине был изучен ряд потенциальных процессов производства кислорода, таких как вакуумный пиролиз, восстановление ильменита водородом и углеродом и электролиз магмы. Вакуумный пиролиз включает нагревание лунного реголита до высокой температуры, 2000-2600°C, при которой оксиды испаряются и выделяется кислород.Восстановление углерода представляет собой трехэтапный процесс, который начинается с нагревания реголита примерно до 1625°C. Горячий реголит подвергается воздействию газообразного метана, который производит окись углерода и водород. На втором этапе температура снижается, и продукты первого этапа объединяются с образованием метана и воды. Электролиз воды включает третью стадию, в результате которой образуется кислород (Gustafson et al., 2005). Наконец, восстановление водородом происходит в самом низком общем диапазоне температур, 1000-1100°С, и представляет собой двухстадийный процесс.Реголит нагревают до температуры и подвергают воздействию водорода. Водород восстанавливает оксиды, в результате чего вода становится жидкой. Как и при восстановлении углерода, при электролизе этой воды образуется кислород (Colozza and Wong, 2006). Солнечный ресивер с натриевой тепловой трубой, работающий в диапазоне температур от 1000°C до 1100°C, был исследован на предмет использования в процессе восстановления водорода. Солнечный ресивер с тепловыми трубками будет принимать, изотермизировать и передавать солнечную тепловую энергию в реакторы для производства кислорода с использованием доступного лунного грунта.

Тепловые трубы имеют ряд преимуществ для распределения солнечной энергии. Во-первых, солнечный ресивер с тепловыми трубками можно масштабировать для увеличения тепловых нагрузок в зависимости от конструкции солнечного концентратора. Во-вторых, тепловые трубки являются надежными, автономными и пассивными устройствами. Самоизоляция позволяет солнечному ресиверу с тепловыми трубками выдерживать абразивную природу лунного реголита. Выбор конструкции и материалов сводит к минимуму термический удар и усталость, вызванные большими колебаниями температуры рабочей среды.Отсутствие движущихся частей значительно снижает затраты на техническое обслуживание. Наконец, изотермический режим позволяет повысить эффективность процесса. Прямое попадание солнечного потока в активную зону реактора может привести к неравномерному нагреву. Изотермализация и передача тепловой энергии на большую площадь поверхности увеличивает эффективность обработки лунного реголита.

Системная интеграция

Солнечный концентратор определяет направление солнечного потока и соответствующую ориентацию приемника тепловых трубок.В первоначальной конструкции солнечный поток, падающий с лунного горизонта, будет направлен вниз, в отверстие солнечного приемника. Солнечный ресивер с тепловыми трубками расположен вертикально по отношению к лунной гравитации. Проектные соображения включали один завод по переработке реголита, который будет производить 500 кг кислорода в год. Для установки половинного масштаба тепловая мощность реакторов составляет 3,08 кВтч. 1,95кВт из этого количества требуется на нагрев шихты реголита, а 1,13кВт – на восполнение тепловых потерь шихты в окружающую среду.Потери зависят от выбранной конструкции изоляции. Условия эксплуатации подробно описаны в таблице 1. Кроме того, для оценки реголитового реактора была создана наземная система. Солнечный ресивер с тепловыми трубками должен был соответствовать геометрическим границам реактора, чтобы упростить интеграцию испытательного стенда.

Рис. 1. (a) Профиль нагревателя реактора Regotith и (b) Расчетный температурный профиль для одного реактора Sandman (NASA/JSC).

Ориентировочные параметры работы реголитового реактора предоставлены Л.Орищин НАСА/JSC. Реактор реголита разогревается до 1050°C за час, обрабатывает реголит еще час и 15 минут, а затем выгружает переработанный реголит. Остальные неизвестные параметры включают температурный профиль во время процессов зарядки и сброса. График расчетного температурного профиля нагрева можно увидеть на рис. 1. Ожидается, что один реактор реголита будет работать в течение 2,5 часов. В настоящее время ожидается, что два реактора реголита будут работать одновременно. При таком подходе реактор №1 выполняет 3 цикла, а реактор №2 — 2 цикла.График аппроксимированных профилей нагревателя реактора можно увидеть на рисунке 1.

Концепции солнечного ресивера с тепловыми трубками

Ряд потенциальных концепций солнечных приемников с тепловыми трубками был определен и оценен по тепловым характеристикам, однородности температуры, интеграции с концентратором и интеграции с существующей геометрией реактора. Оцениваемые концепции используют одну или несколько тепловых трубок для передачи солнечной нагрузки на реголитовый реактор. Всего было оценено пять возможных вариантов конструкции: 1) несколько конфигураций с прямыми тепловыми трубками, 2) несколько конфигураций с изогнутыми тепловыми трубками, 3) конструкция с кольцевой тепловой трубой с конденсатором, выходящим в реголитовый реактор, 4) кольцевой приемник с тепловыми трубками, находящийся внутри реголита. реактор, и 5) Кольцевой приемник тепловых труб с расширением, ведущим в реголитовый реактор.Концепции 4 и 5 были отобраны для дальнейшего рассмотрения.

Прямое попадание солнечного потока в активную зону реактора может привести к неравномерному нагреву. Общая тепловая труба парового пространства будет принимать, изотермизировать и передавать неравномерную солнечную нагрузку теплового потока в реактор реголита для эффективной обработки материала: концепции 4 и 5 демонстрируют тепловые характеристики, соответствующие этому требованию. Эти концепции, показанные на рисунке 3, могут быть интегрированы с предлагаемым солнечным концентратором и имеют простую геометрию, которая позволяет создавать надежные и эффективные тепловые экраны для снижения потерь в окружающей среде.На Концепции 4 показан интегральный приемник с реголитовым реактором. Концепт 5 показывает приемник с удаленным реактором реголита. Простота интеграции с существующим реактором реголита также является ключевой особенностью, так что выбранные концепции могут заменить существующее оборудование электрического нагревателя.

Рисунок 2. Солнечный ресивер с тепловой трубой (a) Концепции a и (b) Концепция 5 (NASA/JSC)

Конструкция солнечного ресивера с тепловой трубой

Общие детали конструкции солнечного ресивера с тепловыми трубками показаны на рисунке 3.Тепловая трубка имеет отверстие диаметром 38,1 мм и длину 406 мм. На этом рисунке также показано расположение фитиля возврата жидкости в тепловой трубе. Представлена ​​конструкция с экранным фитилем, хотя фитиль с использованием спеченного порошка может потребоваться в зависимости от падающего потока солнечного тепла. Этот выбор зависит от критического теплового потока, который определяется для тепловой трубы как тепловой поток, достаточный для предотвращения повторного смачивания рабочей жидкостью поверхности испарителя. Типичные ограничения теплового потока для экрана составляют до 30 Вт/см 2 , в то время как пределы теплового потока спеченного порошкового металла составляют примерно ≤ 75 Вт/см 2 , в зависимости от свойств фитиля и конструкции.Пять витков сетки из нержавеющей стали с размером ячейки 270 меш будут прикреплены к поверхностям испарителя и конденсатора и соединены друг с другом через 4 перемычки для возврата жидкости.

Рис. 3. (a Первоначальная конструкция ресивера с тепловыми трубками, вид сбоку Regolith Reactor и (b) Первоначальная конструкция приемника с тепловыми трубками

Поперечное сечение, показывающее структуру фитиля экрана.

Рис. 4. Параметры конструкции фитиля солнечного ресивера с тепловой трубой.

Солнечный ресивер с тепловыми трубками испытает гравитационное ускорение 9.81 м/с 2 (1 г) на Земле и 1,62 м/с 2  (0,165 г) на Луне. Из-за вертикальной ориентации солнечного ресивера фитиль тепловой трубы должен работать против силы тяжести. В этом случае фитиль должен будет самовсасываться на длине примерно 0,475 м. Были проведены расчеты для определения максимального размера пор, необходимого для заполнения фитиля. Чтобы весь фитиль работал, выбранный размер пор должен быть меньше этого максимума. При температуре 1050°C максимальный требуемый размер пор составляет 64.7 мкм. Сетка 270 меш имеет радиус пор 47 мкм, что позволяет фитилю самозаправляться. Капиллярная насосная способность и связанная с ней сводка перепадов давления показаны на рис. 4 для мощности, при которой перепады давления равны капиллярной пропускной способности. Видно, что свойства фитиля могут адекватно соответствовать требованиям транспортной мощности 3000 Вт.

Водородное проникновение

Во время обработки реголита водород вводят в реакционный процесс при температуре приблизительно от 600°C до 1050°C при давлении приблизительно 10 фунтов на квадратный дюйм.Была проведена оценка, которая показала, что водород будет проникать в тепловую трубу: количество водорода, проникающего через стенку Haynes 230, является постоянным и составляет 1,3 мкг/с для этой геометрии. Водород, который проникает в тепловую трубу, будет собираться в конденсаторе тепловой трубы, препятствуя передаче тепла. Возможные решения для снижения скорости проникновения водорода включают барьерные покрытия для минимизации проникновения и/или пористую трехслойную границу фитиля для отвода водорода. В текущей конфигурации реголитовый реактор может быть выполнен в виде отдельной конструкции, окружающей тепловую трубу, как показано на рисунке 5.Зазор между тепловой трубой и реактором может быть заполнен потенциальными водородобарьерными покрытиями. Второй способ заключается в заполнении зазора между тепловой трубой и стенкой реактора тонким слоем пористого металлического порошка. Тонкий слой металлического порошка заполнит всю длину тепловой трубки, как показано на рис. 5. Конец зазора будет открыт для космического вакуума. Во время работы водород будет проникать через стенку реактора в металлический порошок. Водород будет проникать из частиц порошка и образовывать молекулярный водород из-за большой площади поверхности порошка и низкого парциального давления на поверхности порошка (Anderson et al., 1995). Молекулярный водород впоследствии выбрасывается в космос. Это значительно снижает проникновение водорода в тепловую трубу. Одной из проблем, связанных с границей проникновения водорода из пористого порошкового металла, является разница температур в пористом слое. Были проведены расчеты для определения ΔT поперек зазора, т.е. какая температура солнечного коллектора требуется для удовлетворения требований к температуре реактора реголита 1050°C. При передаваемой мощности 3,4 кВт и заданной температуре реактора 1050°С температура паров натрия составит 1056.3°С.

Рис. 5. Схема интеграции солнечного приемника.

Структурный анализ

Был проведен структурный анализ предварительной конструкции солнечного приемника на основе напряжений, вызванных давлением паров натрия при различных температурах. Затем напряжения использовали для оценки значений времени ползучести до разрыва для материала Haynes 230 при температурах приблизительно от 1000°C до 1200°C. Анализ ползучести был выполнен как для внутреннего, так и для внешнего цилиндров, а также для обеих торцевых крышек тепловой трубы.Параметр Ларсона-Миллера (LMP) использовался для консервативной оценки срока службы тепловой трубы, работающей при различных температурах и нагрузках (Blake, 1985). Этот параметр связывает ожидаемый срок службы до разрыва с температурой и давлением. Данные были взяты из брошюры Haynes 230, предоставленной Haynes International, а также дополнительных данных Haynes 230, которые были предоставлены для более высоких температур. Данные также были предоставлены Shingledecker et al. (2004). Затем значение LMP использовали для расчета времени до разрыва по уравнению (1):

Константа C, равная 17.6 использовалась для расчетов Ларсона Миллера. Расчеты проводились для всех участков тепловой трубы. При температуре 1204°C внешняя труба разрушается из-за ползучести примерно через 25 часов. Это самая большая проблема в структурном анализе. Однако спроектированная тепловая трубка будет работать при температуре примерно 1050°C. При 1050°C наружная труба будет разрушаться при ползучести через 1,23×10 часов, внутренняя труба будет разрушаться при ползучести через 4,17×10 часов, а плоская торцевая крышка будет разрушаться при ползучести через 2 часа. .08×10 часа. Ожидается, что лунный реактор реголит будет работать 6100 часов в год. Согласно этим результатам, отказ из-за разрыва при ползучести не будет проблемой, поскольку пройдет 1,23×10 часов, прежде чем какая-либо часть тепловой трубы окажется под угрозой такого отказа. Несмотря на то, что анализ на разрыв при ползучести указывает на приемлемый срок службы, будет проведена дополнительная работа для более подробной оценки высокотемпературных характеристик.

Термический анализ солнечного ресивера с тепловой трубой

Рассматривается ряд потенциальных концентраторов, включая надувную конструкцию и жесткую конструкцию с одно- или многогранными зеркалами и преломляющими вторичными концентраторами.Испытания рефракционного вторичного концентратора проводились в NASA (Geng and Devarakonda, 2002). Вторичный преломляющий концентратор был вставлен в полость с рением и протестирован с использованием ламп из бака 6 в NASA/GRC. Были установлены удельные значения теплового потока в восьми дискретных точках по длине рениевой полости. При установке солнечной мощности 1150 Вт солнечный поток достиг максимума приблизительно 10 Вт/см 2 . Для спроектированной тепловой трубы был выполнен термический анализ с использованием программы Blue Ridge Numerics CFDesign.Граничные условия определялись по данным рефракционных вторичных тестов. Эти данные были основаны на длине солнечного приемника примерно 8 дюймов и вторичном концентраторе примерно такой же длины. На основании этих данных предполагалось, что поток тепла за первые 8 дюймов солнечного ресивера будет минимальным.

Тепловая модель включает внешнюю стенку ресивера, металлический фитиль из никелевого порошка и внутреннюю стенку реголитового реактора. Коэффициент теплопередачи на внутренней стенке реактора был аппроксимирован, поскольку в настоящее время нет данных для смеси реголит/водород.В модели использовался коэффициент теплопередачи 100 000 Вт/м 2 К при 1050°C. На рис. 6 показаны результаты и граничные условия термического анализа. Максимальная достигнутая температура составляет 1093,72 ° C на расстоянии 7,1 дюйма от солнечного ресивера с тепловыми трубками. Все тепло, отдаваемое вторичным концентратором, содержится во внутренней трубе. Были проведены расчеты для определения перепада давления и температуры в паровом пространстве. Значения были настолько низкими, что падение температуры внутри трубы было незначительным.

Рис. 6. Результаты термического анализа.

Конструкция с несколькими реакторами

Также были оценены концепции конструкции, включающие один солнечный приемник, подающий разную мощность на два реактора, по сравнению с вышеприведенными конструкциями, в которых один солнечный приемник подает энергию на один реактор. Тепловые трубы можно использовать для управления передачей тепловой нагрузки от одного реактора к другому реактору. Первоначально при запуске в первый реактор будет передаваться мощность 4 кВт.Как только этот реактор достигнет 1050°C, 3 кВт будет переключено на второй реактор. 1 кВт будет по-прежнему передаваться в первый реактор для поддержания температуры обработки. После того, как второй реактор достигает 1050°C, 2 кВт переключаются обратно на первый реактор, что в сумме дает 3 кВт на первый реактор и 1 кВт на второй реактор. Отработанный реголит необходимо будет сбросить, а реактор будет снова заполнен во время переключений. Возможно, потребуется уменьшить поступление солнечной энергии, чтобы справиться с переходом, чтобы не произошло перегрева.Обычная конструкция тепловых труб с постоянной проводимостью не отвечает требованиям по контролю тепловой нагрузки между несколькими реакторами с использованием одного солнечного приемника. Вместо этого будут использоваться тепловые трубы с переменной проводимостью или тепловые трубы с регулируемым давлением.

Тепловая труба с переменной проводимостью (VCHP) похожа на обычную тепловую трубу, но имеет резервуар и контролируемое количество неконденсируемого газа (NCG) внутри резервуара. ВТЭЦ регулирует передачу тепловой энергии, изменяя количество конденсатора, доступного рабочему телу, сжимая и расширяя НКГ.Тепловая труба с регулируемым давлением (PCHP) — это аналогичное устройство, которое позволяет контролировать работу тепловой трубы путем изменения количества газа. PCHP отличается от VCHP тем, что содержит резервуар, а также насос для регулирования количества газа в тепловой трубе. Изменяя количество газа в тепловой трубе, можно регулировать количество активного конденсатора. Для приложения солнечного приемника, перемещающегося туда и обратно между несколькими реакторами, можно использовать PCHP способом, аналогичным показанному на рисунке 7.Компоненты будут включать один солнечный ресивер с двумя конденсаторами и резервуарами PCHP, а также две тепловые трубы с постоянной проводимостью. ПЧТП будут контролировать газовый фронт и последующую подачу энергии на каждый реактор. ПТЭЦ будет передавать тепловую нагрузку на реактор от переменного ПТЭЦ. Изменение открытой длины транспортной тепловой трубы будет меняться по мере передачи энергии.

Рис. 7. Концепция PCHP для солнечного приемника с реакторами Dual Regolith.

Демонстрационная тепловая трубка

Репрезентативная тепловая трубка солнечного коллектора была разработана и изготовлена ​​в качестве испытательного образца для проверки концепции.Демонстрационная тепловая трубка имеет кольцевую конфигурацию и изготовлена ​​из стали Haynes 230 с фитилем из нержавеющей стали и с натрием в качестве рабочей жидкости. Тепловая трубка ориентирована горизонтально для наземных испытаний, чтобы ее можно было разместить на испытательном стенде NASA MSFC. Готовая тепловая труба была оснащена инструментами и изолирована, чтобы свести к минимуму потери тепла в окружающую среду. Фотография инструментальной сборки показана на рисунке 8а. На рис. 8b справа показана тепловая трубка, работающая примерно при 1050°C.В нагреватель Kanthal подавалась электрическая мощность, и температурный профиль регистрировался с помощью регистратора данных. Мощность увеличивали до тех пор, пока температура паров тепловых трубок не достигала 1050°С. Тепловой профиль для демонстрационной сборки тепловых трубок показан на рис. 9. Тепловой профиль отображает отдельные термопары и приблизительную электрическую мощность, потребляемую нагревателем. Данные показывают, что тепловая трубка почти изотермическая. При 1050°С разница между максимальной и минимальной температурой по внешнему диаметру трубы составляла 5-6°С.Измеренная температура внутренней стенки составила приблизительно 1065°C, температура пара и наружной стенки – 1050°C, что указывает на то, что структура сетчатого фитиля была достаточной для увлажнения поверхности испарителя.

Рис. 8. (a) Демонстрационная установка для испытаний тепловой трубы и (b) демонстрационная тепловая труба, работающая при 1050°C с использованием нагревателя Kanthal.

Рис. 9. Тепловой профиль демонстрационной тепловой трубки.

Заключение

Для независимого от Земли проживания на Луне требуется средство для извлечения кислорода из лунного грунта.Рассматривается процесс восстановления водорода с использованием солнечной тепловой энергии для нагрева и обработки лунного материала. Были оценены высокотемпературные тепловые трубы для распределения солнечной энергии на реакторы процесса реголита: были разработаны две конструкции солнечных приемников с тепловыми трубками. Каждая конструкция представляет собой кольцевую конструкцию тепловой трубы с общим паровым пространством. В одном из вариантов ресивер с тепловыми трубками находится внутри реголитового реактора. Падающий солнечный поток распределяется в отверстие, которое образует внутренний диаметр тепловой трубы.Солнечная энергия почти изотермически передается процессу реголита. Во второй концепции используется та же конструкция тепловых трубок, за исключением того, что тепловая нагрузка может быть перенесена на удаленное место. Были определены геометрия тепловой трубы, конструкция фитиля и механические напряжения из-за давления паров натрия. Кроме того, было рассмотрено проникновение водорода в тепловую трубу наряду с потенциальными методами снижения скорости проникновения. Методы управления тепловой нагрузкой от одного солнечного источника к нескольким реакторам оценивались с использованием VCHP и PCHP.Кроме того, была спроектирована, изготовлена ​​и испытана демонстрационная кольцевая тепловая труба до 1050°C.

Благодарности

Этот проект спонсировался Исследовательским центром Гленна НАСА по заказу на поставку № NNX08CB57P. Г-н Дон Яворске из Исследовательского центра Гленна НАСА был техническим наблюдателем. Авторы хотели бы выразить признательность г-ну Бобу Макоско из Analex за его вклад в концепцию конструкции солнечного приемника, Тому Саймону (НАСА/Космический центр Джонсона) и Дайан Линн (НАСА/Исследовательский центр Гленна) за их вклад в конструкцию реактора реголит и тепловые нагрузки. и Лара Орищин (НАСА/АО) за вклад в тепловые нагрузки, а также проникновение водорода.С. Кришна Шривастава из Haynes International предоставил данные о свойствах ползучести для Haynes 230 при повышенных температурах. Г-да Род Макклеллан, Тим Вагнер, Стив Экман и Кен Книр были лаборантами, ответственными за изготовление и тестирование демонстрационной тепловой трубы и анализа никелевого фитиля.

Каталожные номера

  1. Андерсон, В.Г., Хартенстайн, Дж.Р., Норт, М. и Лундберг, Л., «Тепловые трубы, устойчивые к водороду для бимодальных систем», в материалах 30-й Межобщественной инженерной конференции по преобразованию энергии, IECEC, AP-44, июль 30-1 августа (1995).
  2. Блейк, А., главный редактор, Справочник по механике, материалам и конструкциям, Wiley-Interscience, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1985, с. 368.
  3. Колоцца, А.Дж. и Вонг, В.А., «Оценка солнечной динамической системы Стирлинга для производства лунного кислорода», NASA/TM-2006-21436, (2006).
  4. Финдизен, В., Мартин, Б., Борн, А., Маккормик, Д. и Бинхофф, Д., «Моделирование и анализ архитектур для аванпоста на поверхности Луны», в материалах Международного форума космических технологий и приложений ( СТАИФ-08), под редакцией М.С. Эль-Генк, Материалы конференции AIP 969, Мелвилл, штат Нью-Йорк, (2008 г.), стр. 851-860.
  5. Генг, С.М., и Девараконда, А., «Термический анализ рефракционного вторичного концентратора из плавленого кварца (RSC)», 25 ноября (2002 г.).
  6. Густафсон, Р. Дж., Райс, Э. Э. и Уайт, Б. К., «Углеродное восстановление лунного реголита для производства кислорода», в материалах Международного форума космических технологий и приложений (STAIF-05), под редакцией М.С. Эль-Генк, Материалы конференции AIP 746, Мелвилл, штат Нью-Йорк, (2005), стр.1224 -1228 гг.
  7. Шингледекер, Джон П., Суиндеман, Роберт В., Ву, Куанян и Васудеван, Виджей К., «Сопротивление ползучести жаропрочных сплавов для ультрасверхкритических паровых котлов», в материалах Четвертой международной конференции по достижениям в технологии материалов. для ископаемых электростанций, 25-28 октября (2004 г.)

(PDF) Исследование характеристик солнечной тепловой трубы с различными рабочими жидкостями и коэффициентами заполнения

Экспериментальный анализ солнечного коллектора с использованием тепловых труб с различной концентрацией воды и

этанола в качестве рабочей жидкости был проведен [1] et др., Он использовал коэффициент заполнения 25% для эксперимента

и протестировал различные пропорции водно-этанольного раствора и обнаружил, что 50-50% раствора воды и

этанола оказались наиболее эффективными. Они также провели эксперименты с различными углами наклона

и нашли 350 наилучших и обнаружили, что фитиль и поток воды не оказывают большого влияния

на работу тепловой трубки. [2] и др. проанализировали теплопередающую способность горизонтальной солнечной тепловой трубы

и пришли к выводу, что при коэффициенте заполнения должно быть от 19 до 22% внутреннего диаметра тепловой трубы

для наилучшей производительности.[3] и др. нашел новую систему опреснения путем комбинации тепловой трубы

, параболического коллектора и вакуумных трубок. Между вакуумированными трубками

и тепловой трубкой помещается алюминиевая фольга, которая отводит тепло от вакуумированных трубок к тепловой трубке. Они также проводили эксперименты с различными жидкостями, такими как масло и вода, вместо масляной

алюминиевой фольги для заполнения пространства между тепловой трубой и вакуумными трубками.Они пришли к выводу, что система, в которой

содержит 150 мл воды в резервуаре и заполнена маслом, показала максимальную производительность, чем алюминиевая фольга

. Анализ производительности миниатюрной тепловой трубы для различных коэффициентов заполнения и рабочих жидкостей

был проведен [4] и др. Они использовали ацетон, метанол и воду в качестве рабочих жидкостей и тестировали

с различными коэффициентами заполнения. Они пришли к выводу, что при 100% заполнении ацетоном секции испарителя

показали наилучшие характеристики.[5] и др. изучал встроенную тепловую трубу в качестве солнечного коллектора

. Тепловые трубки наклонены под углом 60° к горизонтали. Они обнаружили, что за семь часов солнечного

излучения температура в бассейне повысилась на 250С, а эффективность коллектора достигла

66% благодаря использованию нового типа солнечного коллектора. [7] и др. изучили влияние отношения длины к диаметру

тепловых труб. Он провел эксперименты с различными типами отношения L/d и обнаружил, что отношение L/d равно

к 52.63 оказался наиболее эффективным.

Настоящее исследование направлено на получение наиболее подходящей комбинации солнечных коллекторов, рабочих жидкостей, коэффициентов заполнения

и углов наклона для целей опреснения воды или водонагревателей. В качестве рабочих жидкостей используются метанол, ацетон и вода

с коэффициентами заполнения 25%, 50%, 75% и 100%. Проведены эксперименты с наклоном 600 и 350

.

2. Экспериментальная установка

Экспериментальная установка была изготовлена ​​и испытана в Инженерной школе Амрита, Бангалор, расположенной

на высоте 930 м над уровнем моря.Для тепловых трубок были спаяны вместе две медные трубки диаметром 1,9 см и 15 см, длиной

1,4 см и 75 см. Часть 15 см служила секцией конденсатора, а часть

75 см — секцией испарителя. Верхняя часть секции конденсатора была полностью спаяна

для предотвращения утечки воздуха и жидкости. Нижний конец испарительной секции припаивался гайкой

, в которую можно плотно вставить болт для закрытия испарительной секции.Для герметизации

Рис.1. Работа солнечной тепловой трубы

IConAMMA-2016 IOP Publishing

IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 149 (2016) 012224 doi:10.1088/1757-899X/149/1/012224

Гибридная солнечная кровельная система использует тепловые трубки для повышения эффективности

Можно подумать, что чем больше солнечного света попадает на солнечную панель , лучшее. Однако когда дело доходит до эффективности, дело обстоит иначе: по мере нагревания фотоэлектрических элементов их эффективность снижается.Чтобы улавливать это тепло и использовать его с пользой, группа ученых из Лондонского университета Брунеля создала гибридную систему, которая превращает всю крышу в солнечный генератор.

Запатентованная система сочетает плоские тепловые трубки с фотоэлементами для нагрева воды и выработки электроэнергии. Тепловые трубки используются для отвода тепла от поверхностей, где это не требуется в различных условиях, таких как персональные компьютеры, охлаждение центров обработки данных и даже в космосе.

Используемые плоские тепловые трубки плоские, размером 4 мм (0.4 см) x 400 мм (40 см), что оптимизирует сбор солнечного излучения. Эти трубы нагревают воду для использования в других местах, а также отводят тепло от солнечных батарей, что означает, что их эффективность не снижается в такой же степени. Во время проверки концепции ученые обнаружили, что трубы помогают фотоэлементам охлаждаться на 15% больше по сравнению со стандартной установкой.

Во время проверки концепции ученые обнаружили, что трубы помогают фотоэлементам охлаждаться на 15% больше

«В настоящее время панели нагреваются больше всего летом, и крыши должны быть спроектированы таким образом, чтобы рассеивать это тепло», — говорит доктор.Хуссам Джухара, специалист по технологии тепловых трубок, возглавлявший научную группу. «Простая изоляция дома внизу не является хорошим решением, так как это просто удерживает его в ловушке, повышая температуру фотоэлектрической панели и еще больше снижая ее производительность. С нашей системой нет отработанного тепла».

Плоские тепловые трубки также легко монтируются. «Наши солнечные панели имеют фотоэлектрическое покрытие для самой южной стороны крыши и предназначены для соединения друг с другом в качестве непроницаемой для непогоды крыши так же просто, как для ламинированного пола, » говорит Др.Джухара.

Прототип системы в настоящее время проходит испытания на стандартном отдельном доме с тремя спальнями Институтом строительных исследований (BRE) в Уотфорде.

Доктор Джухара говорит, что они уже отметили некоторые удивительные возможности: «Наши плоские тепловые трубки настолько эффективны, что могут улавливать энергию утренней росы, испаряющейся с пробной крыши».

Источник: Лондонский университет Брунеля

B&R Service


B&R Service Solar Solutions

Солнечная горячая вода
Солнечное нагревание воды для мытья и купания является превосходным применением солнечной энергии, возможно, в большей степени, чем центральное отопление, поскольку основная потребность в центральном нагреве возникает ночью и зимой, когда солнечная энергия меньше.Спрос и предложение просто лучше совпадают при нагреве воды. Во многих климатических условиях солнечная система горячего водоснабжения может обеспечить до 65% энергии для горячего водоснабжения. Это может включать бытовые неэлектрические концентрирующие солнечные тепловые системы.

Экономика, энергетика и окружающая среда
Типичный электрический водонагреватель на 50 галлонов потребляет 11,1 барреля нефти в год, что эквивалентно тому же количеству масла, которое потребляет обычный 4-дверный седан, управляемый средним потребителем.Электроэнергетические компании часто производят электроэнергию, сжигая и высвобождая энергию из таких видов топлива, как нефть, уголь и ядерная энергия. Электрический бытовой водонагреватель подключен к электрической сети и может привести к использованию нечистого топлива на другом конце сети. Солнечные системы нагрева воды могут значительно снизить такое потребление электроэнергии.
При расчете общей стоимости владения и эксплуатации правильный анализ будет учитывать, что солнечная энергия бесплатна, что значительно снижает эксплуатационные расходы, тогда как другие источники энергии, такие как газ и электричество, со временем могут стать довольно дорогими.Таким образом, когда первоначальные затраты на солнечную систему должным образом финансируются и сравниваются с затратами на энергию, то во многих случаях общая ежемесячная стоимость солнечного тепла может быть меньше, чем у других, более традиционных типов водонагревателей.


Как работает солнечная горячая вода
1.Тепловые коллекторы: тепловые трубки и вакуумные трубки.


Поглощение солнечной энергии:
Солнечная тепловая энергия поглощается вакуумными трубками и преобразуется в полезное концентрированное тепло.

Солнечная теплопередача:
Медные тепловые трубки передают тепловую энергию из солнечной трубки в медный коллектор.


Аккумулятор солнечной энергии:
Раствор для теплопередачи (смесь воды или гликоля) прокачивается через медный коллектор. По мере циркуляции раствора через медный коллектор температура повышается на 5–10 °C / 9–18 °F.

Вакуумные трубки: Вакуумные трубки представляют собой стеклянные трубки, изготовленные из упрочненного боросиликатного стекла.Трубки имеют двойной внешний слой; внешний слой полностью прозрачен, что позволяет беспрепятственно проходить солнечной энергии. Внутренний слой обработан селективным оптическим покрытием, которое обеспечивает поглощение энергии без отражения. Внутренний и внешний слои сплавляются при высоких температурах на конце, оставляя пустое пространство между внутренним и внешним слоями. Весь воздух откачивается из пространства между двумя слоями (процесс вакуумирования), создавая эффект термоса, который останавливает кондуктивную и конвективную передачу тепла, которое в противном случае могло бы уйти в атмосферу.Потери тепла дополнительно снижаются за счет низкоэмиссионной природы используемого стекла.


Тепловая трубка:
Внутри стеклянной трубки находится медная тепловая трубка. Это герметичная полая медная трубка, содержащая небольшое количество фирменной жидкости, которая под низким давлением кипит при очень низкой температуре. На самом деле жидкость, содержащаяся в тепловой трубке, кипит всего лишь при 86 °F (30 °C).

2. Резервуары солнечного теплообменника
В баке солнечного теплообменника хранится 80 или 120 галлонов воды, нагретой солнечными батареями, в зависимости от выбранной модели.Обычно резервуар теплообменника находится между городским/колодезным водоснабжением и существующим резервуаром клиента. Когда горячая вода забирается из существующего резервуара, она заменяется водой из солнечного резервуара, которая уже горячая, а это означает, что нагревательные элементы или газовая горелка существующего резервуара не должны работать.

3. Солнечная насосная станция, насосы и контроллеры
Объединение коллекторов и резервуара представляет собой систему, состоящую из клапанов, контроллера и насоса. Доступны варианты конфигурации системы с использованием предварительно настроенной насосной станции ( слева) или спроектируйте его с использованием лучших в своем классе компонентов (справа).Наши установщики используют оба метода, в зависимости от приложения.


Налоговые льготы на солнечную энергию

Солнечные системы горячего водоснабжения — отличный способ вести экологичный образ жизни. При снижении стоимости горячей воды на 85% плюс прогрессивные налоговые льготы ваша солнечная система водоснабжения окупится за два-четыре года. Федеральные налоговые льготы доступны в размере до 65% от общей стоимости установки вашей солнечной системы горячего водоснабжения и отопления помещений.

Вот три примера экономии затрат на наши системы горячего водоснабжения и отопления.

1. Только горячая вода — 2 солнечных коллекционера
— $ 11 000 — полная установка
— $ 3300 — Федеральный налоговый кредит
— $ 1400 — Северная каролина налоговый кредит
— $ 1400 — Северная Каролина налоговый кредит
$ 6,300 — Чистая стоимость

2. Горячая вода с солнечным пространством — 2 солнечная вода коллекторы
       12 500 долл. США – полная установка
         — 3 750 долл. США – Федеральный налоговый вычет
        — — 3 500 долл. США – налоговый вычет по Северной Каролине
           Горячая вода с солнечным теплом – 3 солнечных коллектора
       15 700 долл. США – Полная установка
         – 4 710 долл. США – Федеральный налоговый вычет
         – 3 500 долл. США – Налоговый кредит Северной Каролины
          

Тепловая трубка Вакуумная трубка и принцип работы

Тепловые трубки исследованы и разработаны ENERA совместно со своими партнерами с использованием запатентованного метода, который обеспечивает высочайшее качество и производительность этих элементов.

Наши тепловые трубки хорошо работают в большинстве географических регионов, как в жарких, так и в холодных условиях. Это было достигнуто за счет создания медной тепловой трубки с защитой от замерзания, чтобы обеспечить ее функциональность в холодных условиях. Клапаны ограничения температуры внутри вакуумной трубки защищают ее от перегрева. Высокочистая и анаэробная красная медь ТУ1, которую мы используем в производстве труб, гарантирует долгий срок службы всей нашей продукции.

Принцип работы
Селективное покрытие внутренней крышки вакуумных трубок преобразует солнечную энергию в тепловую и передает тепло тепловым трубкам с помощью алюминиевых ребер.Жидкость внутри тепловой трубки превращается в пар, который поднимается в конденсатор. Затем тепло проходит через теплообменник, и пар становится жидким, возвращаясь к основанию тепловой трубы.

Тепло передается теплоносителю (незамерзающей жидкости или воде) по медной трубе. Эта передача тепла жидкости создает непрерывную циркуляцию, пока коллектор нагревается на солнце.

Характеристики
Идеальное сочетание вакуумной трубки и тепловой трубки.

  1. Более высокая теплоотдача: усовершенствованная теплопередача в стиле тепловой трубки, превосходное селективное поглощающее покрытие и идеальное сочетание с сохранением тепла в высоком вакууме.
  2. Широкий спектр применения: поскольку тепловая трубка имеет меньшую теплоемкость, ее можно быстро запустить даже в пасмурный день и эффективно собирать тепло. Он может нормально работать даже при -30*C.
  3. Каждая отдельная трубка может работать независимо, и вся машина может продолжать работать, если одна трубка повреждена.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *