Um coletor solar de tubo evacuado é um tipo de painel solar que aproveita a energia solar térmica. O objetivo dos coletores solares é converter a radiação solar em energia térmica.
O coletor solar de tubo evacuado é composto por um conjunto de tubos cilíndricos. Os tubos são constituídos por um absorvedor seletivo, situado em um assentamento refletor e circundado por um cilindro de vidro transparente.
Um vácuo foi criado entre o tubo externo transparente e o absorvedor interno. Isso evita perdas termodinâmicas por condução e convecção da superfície absorvente. Esta característica permite atingir temperaturas superiores a 100ºC e muito mais aproveitamento da radiação solar.
Este tipo de painéis solares tem um desempenho superior aos coletores planos.
Os tubos de vácuo solar podem ser usados para obter água quente sanitária, sistemas de aquecimento, aquecimento de piscinas, etc.
Como funciona um coletor solar de tubo evacuado?
Nos coletores solares de tubo evacuado, o efeito isolante é obtido por um vácuo em um tubo de vidro ou pelo espaço de dois tubos de vidro concêntricos.
O vapor aquecido vai para o condensador, transferindo sua energia térmica para o fluido de trabalho solar através do coletor. Consequentemente, tendo perdido a temperatura, o vapor condensa e retorna à área exposta ao sol.
Uma bomba faz o fluido de trabalho solar fluir através do circuito. O fluido entra no coletor a uma temperatura baixa para aumentar sua temperatura à medida que passa pelo coletor.
Tipos de coletores solares de tubo evacuado
Actualmente, existem dois tipos de colectores solares térmicos de tubo de vácuo, com técnicas bastante diferentes em termos de transmissão de calor do tubo de vácuo para o circuito primário.
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Coletores solares a vácuo com fluxo direto.
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Coletores solares de tubo de calor a vácuo.
Coletores solares a vácuo com fluxo direto
Os coletores solares a vácuo de fluxo direto possuem um coletor de calor principal do circuito primário na parte superior do tubo. Cada tubo é conectado a este coletor por meio de um circuito de fluxo e outro circuito de retorno (às vezes podem chegar a 20 tubos).
O fluido do circuito primário é circulado por este circuito, que é aquecido durante a viagem e transporta a energia térmica para um trocador de calor.
Os circuitos internos dos tubos apresentam duas configurações básicas: o circuito concêntrico ou o circuito separado.
Coletores solares de tubo de calor a vácuo
Neste sistema, como no caso anterior, os coletores solares térmicos possuem um coletor solar principal do circuito primário na parte superior. Neste caso, o tubo de vácuo possui um tubo central de cobre selado e preenchido com uma mistura alcoólica.
Este tubo é conectado ao absorvedor do coletor por meio de uma pipeta de condensação. A pipeta realiza uma troca de calor em direção ao circuito primário.
A radiação solar aquece o absorvedor e evapora a mistura alcoólica dentro dele. A mistura evaporada sobe para o condensador localizado no painel solar térmico. Neste ponto, o calor vai ceder no circuito primário e condensar novamente, retornando à parte inferior do coletor sob seu próprio peso.
Uma das características específicas deste tipo de coletor é que alguns modelos permitem que cada tubo seja inclinado individualmente. Este recurso é muito útil em locais onde, devido a requisitos de construção, é necessário montar coletores solares desorientados para o sul.
