Coletor solar de tubo em U pressurizado

Definição do produto e estrutura principal

O coletor solar de tubo em U é um coletor térmico solar pressurizado desenvolvido para sistemas de aquecimento solar concebidos para aplicações em que a fiabilidade, a controlabilidade e o desempenho ao longo do ciclo de vida são fatores primordiais. Ao contrário dos coletores de tubo de vácuo de fluxo direto, que permitem a circulação de água no interior dos tubos, o design de tubo em U adota uma estrutura de transferência de calor indireta, separando o processo de recolha de calor do sistema de água do utilizador.

Estruturalmente, o coletor é constituído por canais de fluxo metálico em forma de U, tubos de vidro evacuados, alhetas de transferência de calor em alumínio e um coletor integrado. A radiação solar penetra na camada de vidro exterior do tubo de vácuo e é absorvida pela estrutura interna da aleta. O calor é então conduzido diretamente para o tubo em forma de U através de contacto metálico, onde um meio de transferência de calor dedicado circula num circuito fechado.

Este design permite que o coletor opere sob pressão, mantendo um ambiente seco dentro do tubo de vácuo. Do ponto de vista da engenharia de sistemas, esta separação reduz significativamente os riscos operacionais, simplifica o controlo do sistema e melhora a estabilidade a longo prazo. Consequentemente, os coletores de tubo em U são amplamente escolhidos em projetos que priorizam o controlo centralizado, o desempenho previsível e a longa vida útil.

Em sistemas práticos de energia solar térmica, o coletor de tubo em U funciona frequentemente como uma fonte de calor primária estável ou uma fonte de calor auxiliar fiável, integrado em tanques de armazenamento, permutadores de calor de placas e equipamentos de aquecimento auxiliares para formar uma solução térmica completa e controlável.

Cenários de aplicação

Do ponto de vista da seleção de projetos, o coletor solar de tubo em U é adequado para aplicações em que a continuidade de funcionamento e a estabilidade do sistema são mais importantes do que a necessidade de uma resposta térmica rápida.

• Em sistemas residenciais centralizados de aquecimento de água, como em edifícios de apartamentos e condomínios, a pressão estável e o funcionamento fiável são essenciais. A natureza pressurizada do coletor de tubo em U permite a sua integração perfeita com os sistemas hidráulicos modernos, enquanto a ausência de água no interior do tubo de vácuo elimina os riscos de congelamento e rutura do tubo que afetam comummente os sistemas tradicionais.

• Para instalações comerciais, incluindo hotéis, hospitais, escolas e complexos de lazer, a procura de água quente é contínua e concentrada. Estas instalações operam normalmente durante todo o ano e não podem tolerar paragens frequentes do sistema. Os baixos requisitos de manutenção e a produção estável de calor do coletor de tubos em U tornam-no ideal para estes ambientes, onde a fiabilidade operacional impacta diretamente a experiência do utilizador e os custos operacionais.

• Em aplicações industriais e em parques industriais, os coletores de tubo em U são frequentemente escolhidos para pré-aquecimento de água de processo, aquecimento de ambientes ou como parte de sistemas híbridos de energia. A possibilidade de utilizar fluidos de transferência de calor à base de glicol permite um desempenho fiável em climas frios, tornando o coletor particularmente adequado para regiões setentrionais e áreas com períodos prolongados de baixas temperaturas.

De um modo geral, o coletor de tubo em U é mais adequado para projetos que priorizam a gestão centralizada, a estabilidade a longo prazo e o desempenho térmico previsível, em vez de soluções de aquecimento descentralizadas de pequena escala.

Principais vantagens

Funcionamento seguro e estável

A segurança e a estabilidade de funcionamento são vantagens essenciais do coletor solar de tubo em U. Ao eliminar a circulação de água dentro dos tubos de vácuo, o sistema evita falhas comuns, como o rompimento dos tubos causado pelo sobreaquecimento no verão ou danos por congelamento no inverno.

O canal de fluxo metálico selado garante que o meio de transferência de calor é isolado de problemas de qualidade da água. A incrustação, a deposição mineral e a corrosão – causas frequentes de degradação do desempenho em coletores cheios de água – são efetivamente evitadas. Do ponto de vista do proprietário do projeto, isto traduz-se num menor risco operacional e numa redução dos requisitos de manutenção a longo prazo.

Desempenho consistente na transferência de calor

O coletor de tubo em U emprega uma estrutura secundária de troca de calor baseada num canal metálico em forma de U. O calor absorvido pelas alhetas de alumínio é transferido eficientemente para o fluido de transferência de calor circulante através de condução direta pelo metal.

Em vez de priorizar o arranque rápido, o design de tubos em U concentra-se em manter uma eficiência consistente numa vasta gama de condições de funcionamento. Esta característica torna-o particularmente adequado para sistemas concebidos para operação contínua e procura térmica constante.

Durabilidade estrutural e fiabilidade dos materiais

Todos os componentes de transferência de calor estão encapsulados num canal de fluxo selado, protegendo-os das influências ambientais externas. O cobre é utilizado como principal material do canal de fluxo devido à sua excelente condutividade térmica e resistência à corrosão. Em modelos selecionados, são aplicados tubos de liga de terras raras para aumentar ainda mais a resistência à oxidação e a estabilidade a longo prazo.

As técnicas de soldadura de alta resistência são utilizadas em juntas críticas, permitindo que o coletor suporte repetidas expansões e contrações térmicas. Esta construção robusta garante uma longa vida útil e minimiza a probabilidade de falhas inesperadas.

Design flexível e integração de sistemas

Os coletores de tubo em U podem ser personalizados em tamanho e configuração para satisfazer os requisitos específicos de cada projeto. A sua estrutura modular permite layouts de arranjos flexíveis, suportando uma vasta gama de projetos de sistemas.

A estrutura em liga de alumínio GM proporciona uma elevada resistência mecânica e simplifica a instalação. O acabamento prateado escovado favorece a integração arquitetónica, tornando o coletor adequado tanto para instalações em coberturas como para aplicações integradas em edifícios.

Vantagens dos componentes e materiais

• A estrutura das alhetas é fabricada em alumínio 3003 anticorrosivo, selecionado pela sua resistência à corrosão e desempenho térmico estável sob exposição solar prolongada. A sua elevada condutividade térmica garante uma absorção e transferência de calor eficientes em diversas condições ambientais.

• O canal de fluxo é construído principalmente em cobre, um material amplamente utilizado em engenharia térmica devido às suas excelentes características de transferência de calor e durabilidade. Em alguns modelos, são introduzidos tubos de liga de terras raras para melhorar ainda mais a resistência à oxidação e a estabilidade em serviço, especialmente em ambientes exigentes.

• O processo de soldadura utiliza varetas de solda de prata-cobre. Esta abordagem mantém a resistência e a flexibilidade da junta, reduzindo o risco de fissuras ou corrosão nas ligações soldadas durante longos períodos de funcionamento.

• O fluido de transferência de calor pode ser selecionado de acordo com as condições de temperatura ambiente, permitindo que o coletor opere de forma fiável em diferentes zonas climáticas.

Especificações Técnicas

Coletores de tubo em U versus coletores de tubo de calor

• Do ponto de vista da tomada de decisões num projeto, a escolha entre coletores de tubo em U, coletores de tubo de calor e sistemas tradicionais de tubo de vácuo depende do equilíbrio entre desempenho, fiabilidade e manutenção.

• Os coletores de tubos de calor oferecem uma resposta térmica rápida e um excelente desempenho a baixas temperaturas, mas a sua fiabilidade a longo prazo depende da estabilidade do fluido de trabalho interno. Os coletores tradicionais de tubos de vácuo oferecem um menor investimento inicial, mas geralmente requerem uma manutenção mais frequente devido à quebra dos tubos e à formação de incrustações.

• Os coletores de tubo em U priorizam o desempenho previsível, a fiabilidade estrutural e a menor frequência de manutenção, tornando-os uma escolha prática para instalações de energia solar térmica de grande escala e longa vida útil.

Porquê escolher a Soletks Solar?

• Como fabricante original, a Soletks Solar oferece coletores de tubo em U com total possibilidade de personalização para satisfazer as necessidades específicas de cada projeto. Seis bases de produção e uma cadeia de abastecimento verticalmente integrada garantem uma capacidade de produção estável e prazos de entrega fiáveis.

• Cada coletor é submetido a mais de 60 procedimentos de inspeção de qualidade, apoiados por sistemas de controlo de qualidade assistidos por IA, para manter uma elevada taxa de aprovação. Com 117 tecnologias patenteadas e um sistema de investigação e desenvolvimento abrangente, a Soletks Solar oferece um forte suporte técnico desde a seleção de componentes até à integração completa do sistema.

• Com mais de 20 anos de experiência em aplicações de energia térmica limpa, a Soletks Solar oferece soluções para aquecimento de edifícios, sistemas térmicos industriais, secagem agrícola e projetos em climas frios.