안에     -튜브형 태양열 집열기는 흔히 "진공관형 집열기"라고 불리지만, 공학적 관점에서 보면      다른 범주의 집열기처럼 작동합니다. 즉, 특정 용도를 위해 설계된 집열기입니다.시스템 안정성,가압작동, 그리고장수명 열 전달중앙 집중식 온수 또는 난방 프로젝트에서. 호텔, 병원, 학교, 주거 단지 또는 산업 단지를 위한 태양열 시스템을 설계하는 경우,      어떤 집열기가 유행하는지에 대한 결정이 아니라, 연중 운영의 현실적인 측면, 즉 동결 방지, 과열 제어, 누수 위험, 스케일링, 유지보수 빈도, 그리고 계절에 관계없이 일정한 출력을 유지하는 능력에 대한 결정이 중요합니다.

이 글에서는 U자형 태양열 집열기가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 단기 시범 운영이 아닌 예측 가능한 작동 방식을 통해 안정적인 열 공급을 목표로 하는 중앙 집중식 태양열 시스템에 널리 선택되는 이유를 설명합니다.

1) U자형 태양열 집열기의 실제 모습

U자형 태양열 집열기는 핵심 구조가 일반적으로 다음과 같은 요소들을 포함하는 고효율 태양열 집열기입니다.U자형 열전달 튜브,진공 유리관,열전달 핀,      그리고매니폴드/헤더핵심적인 특징은 단순히 "진공관"이 아니라, 수집기가 다음과 같이 설계되었다는 사실입니다.간접 열 전달통해폐쇄형 열전달 회로.

실질적으로 열에너지는 진공관 내부 환경에서 포착되어 U자형 금속 채널을 통해 순환하는 열전달 매체로 전달됩니다. 이 매체는 시스템 측 열교환기 또는 저장 탱크로 열을 전달합니다. "집열기 측 열전달 매체"와 "사용자 측 물 회로"의 분리는 U자형 튜브 설계가 엔지니어링 프로젝트에서 높이 평가되는 주요 이유입니다.

2) 작동 원리: 태양 복사 에너지를 유용한 열 에너지로 변환

U자형 집열기의 작동 원리는 명확한 열 경로로 요약할 수 있습니다.

1. 진공 환경에서의 흡수:태양 복사 에너지가 진공관으로 들어갑니다. 진공 상태의 공간은        대류 열 손실을 줄여 안정적인 열 포착을 가능하게 합니다.

2. 핀과 금속 유동 채널에 의한 열 흡수:흡수 핀은 전도를 통해 U자형 금속 채널로 열을 전달합니다.

3. 순환 매체에 의한 열 전달:U자형 관 내부에서 열전달 매체가 순환하면서 열에너지를 집열기 영역에서 시스템 측으로 전달합니다.

4. 시스템 측 열 전달:수집된 열은 온수 공급 및/또는 난방을 위해 열교환기 및/또는 저장 탱크로 전달됩니다.

이 설계는 일반적으로 가압 작동을 지원하며 다음과 같은 핵심 시스템 이점을 제공합니다. 진공 튜브 내부에 물이 순환하지 않으므로, 집열기는 특히 계절적 극한 조건에서 흔히 발생하는 "튜브 내 물" 관련 작동 문제를 방지합니다.

3) 유튜브 수집기가 중앙 집중식 프로젝트에 적합한 이유

중앙 집중식 태양열 시스템은 가정용 온수(DHW), 난방 또는 복합 수요를 충족하기 위한 것이든 관계없이 단 하루의 맑은 날씨로 평가되는 것이 아닙니다.       겨울 아침, 여름철 수요 급증, 불완전한 수질, 긴 배관, 정기 유지 보수 일정 등 실제 운영 조건에서 어떻게 작동하는지로 평가됩니다.      

U자형 집열기는 엔지니어링 시스템의 운영 우선순위와 부합하기 때문에 중앙 집중식 프로젝트에서 선택됩니다.안정적인 작동,위험 감소, 그리고낮은 유지 관리 강도. 아래는 실제 프로젝트 측면에서 가장 중요한 이유입니다.

3.1 압력이 가해져 안정된 상태 - 튜브 내부에 물이 흐르지 않음

기존의 진공관형 태양열 집열기는 대부분 집열관 내부에 물이 순환하도록 설계되어 있습니다. 이러한 설계는 현장에서 다음과 같은 문제점을 야기할 수 있습니다.       겨울철 동결, 여름철 과열로 인한 스트레스, 그리고 수질이 좋지 않을 경우 스케일 형성 등의 문제.       U자형 집열관 설계는 이러한 문제의 근본 원인을 해결합니다. 즉, 집열관 내부 회로가 생활용수가 아닌 밀폐되고 제어된 열 전달 매체로 구성되어 있습니다.

3.2 계절적 고장 위험 감소: 동결, 파열, 누수 및 스케일링

추운 지역에서는 동결 방지가 선택 사항이 아니라 설계의 기본 요소입니다. U자형 집열기는 일반적으로 글리콜 기반 열전달 매체를 사용하여 동결을 방지하고 안정적인 저온 작동을 지원합니다. 또한 진공관 내부에 물이 순환하지 않으므로, 물을 사용하는 방식에서 발생하는 스케일 형성 및 누출 위험이 줄어듭니다.

3.3 공학적 제약 조건 하에서의 빠르고 효율적인 열 전달

U자형 튜브 설계는 금속 유로와 핀 형상이 열 흡수 및 순환 매체로의 전달을 가속화하는 "2차 열 교환 구조"로 설명되는 경우가 많습니다. 열 출력이 일관적이고 제어 가능해야 하는 프로젝트에서는 이상적인 테스트 조건에서 단기적인 "피크"를 쫓는 것보다 이러한 설계가 더 중요합니다.

4) 일반적인 적용 시나리오

U자형 집열기는 신뢰성과 안정적인 열 공급을 최우선으로 하기 때문에 건물 및 산업 분야의 다양한 수요에 널리 적용됩니다. 중앙 집중식 프로젝트에서 집열기는 일반적으로 저장 장치, 열교환기, 펌프, 제어 장치 및 보조 열원을 포함하는 완전한 에너지 시스템의 일부입니다.

• 주거 공동체:안정적인 작동과 누수 위험 감소가 중요한 중앙 집중식 온수 및/또는 난방 시스템

• 호텔 및 숙박업:온수 공급은 지속적으로 이루어지며, 가동 중단은 운영 및 고객 경험에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 학교와 병원:안정적인 일일 온수 수요, 높은 안전 요구 사항 및 예측 가능한 유지 보수 주기.

• 산업단지 및 시설:중앙 집중식 온수 공급 및 난방 수요 관리(계절에 관계없이 작동하는 엔지니어링 시스템 포함)

• 오락 및 공공시설:대용량 온수 사용 및 중앙 집중식 관리 요구 사항.

이러한 시나리오의 상당수에서 "총 운영 비용"은 초기 장비 비용뿐만 아니라 신뢰성과 유지 보수 비용에 의해 결정됩니다.       이것이 바로 다년간의 운영을 기준으로 프로젝트를 평가할 때 U자형 집열기가 여전히 강력한 후보로 남아 있는 이유 중 하나입니다.

5) 현장에서 직접 확인할 수 있는 엔지니어링 이점

제품 브로셔에는 종종 포괄적인 용어로 장점이 나열됩니다. 하지만 엔지니어링 담당자에게 중요한 질문은 다음과 같습니다.어떤 이점들이 측정 가능한 운영 성과로 이어지나요?U자형 집열기에서는 몇 가지 특징이 실제 성능 및 수명 주기 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.

6) 중요한 재료 및 공정 세부 사항

장기 열 프로젝트에서 재료 및 공정 선택은 "있으면 좋은 것"이 아닙니다. 이는 누출 위험,     내식성 및 서비스 안정성과 직접적으로 관련되어 있습니다. U자형 집열기는 일반적으로 다음과 같은 몇 가지 핵심 엔지니어링 세부 사항을 강조합니다.

6.1 핀 디자인: 3003 방청 알루미늄

흡수 핀은 일반적으로 실외 노출 조건에서 안정적인 성능, 내식성 및 빠른 열전도율로 인해 가치가 높은 3003 방청 알루미늄으로 제작됩니다. 이는 다양한 기후 조건에서 일관된 열 포착에 기여합니다.

6.2 유로: 구리 재질이며, 일부 모델에서는 희토류 합금 튜브를 선택적으로 사용할 수 있습니다.

구리는 열전도율이 높고 내식성이 뛰어나 열 시스템에 널리 사용됩니다. 일부 모델에서는      희토류 합금 튜브를 적용하여 안정성과 산화 저항성을 향상시키고, 까다로운 작동 조건에서도 더 긴 수명을 보장할 수 있습니다.      

6.3 용접 공정: 은-구리 용접봉

용접 이음매는 장기적으로 중요한 위험 요소가 될 수 있습니다. 은-구리 용접봉을 사용하면 이음매의 인성과 강도를 유지하는 데 도움이 되며, 장기간의 열 순환 과정에서 용접 부위의 균열이나 부식 가능성을 줄여줍니다.

6.4 열전달 매체 선택: 기후 적응형 운전

열 전달 매체는 주변 온도 조건에 따라 선택할 수 있습니다. 이를 통해 시스템 설계자는 유체의 특성과 동결 방지 요구 사항을 프로젝트 현장 기후에 맞춰 조정하여 연중 운영 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

7) 진공관 기술 중 U자형 진공관의 위치

많은 프로젝트 팀에게 있어 진정한 질문은 "진공관 방식인가?"가 아니라 "공학적 결과 측면에서 히트 파이프 또는 기존 진공관 집열기와 어떻게 비교되는가?"입니다.

U자형 열전도기는 일반적으로 안정적인 성능, 글리콜 순환을 통한 뛰어난 동결 적응성, 높은 시스템 신뢰성, 그리고 상대적으로 낮은 유지보수 요구 사항이라는 여러 장점을 갖춘 균형 잡힌 솔루션으로 자리매김하고 있습니다. 열 파이프 열전도기는 일반적으로 시동이 빠르고 저온에서도 우수한 성능을 발휘하는 반면, 기존의 진공관 열전도기는 초기에는 강력한 성능을 보일 수 있지만, 진공 무결성 문제나 수관 내 스케일링 문제가 발생할 경우 장기적인 성능 저하에 더 민감할 수 있습니다.

8) U자형 집열기에 Soletks Solar를 선택해야 하는 이유

컬렉터를 선택하는 것은 단순히 제품을 선택하는 것이 아닙니다. 제조 일관성, 납품 신뢰성 및 지원 능력을 선택하는 것입니다.      시스템 수준 구현. Soletks Solar는 U-튜브 컬렉터를 다음과 같은 5가지 실제 프로젝트 요구 사항에 맞춰 포지셔닝합니다.

1. 사용자 정의 기능:솔레츠크스 솔라는 자체 제조업체로서 프로젝트 요구 사항에 따라 맞춤형 제품을 제공할 수 있습니다.

2. 생산 보증:다수의 생산 기지와 통합된 공급망을 통해 신속한 납품과 일정 관리가 가능합니다.

3. 품질 검사 규율:제품은 여러 차례의 품질 검사 절차를 거치며, 생산 공정에는 AI 기반 품질 관리가 적용됩니다.

4. 설계 및 통합 기능:Soletks Solar는 특허 기술과 혁신 시스템을 바탕으로 소재부터 시스템 통합에 이르기까지 설계 전반을 지원합니다.

5. 다양한 시나리오의 프로젝트 경험:적용 분야는 건물 난방, 산업용 열, 농업용 건조 및 한랭 지역 설비 등이 있습니다.

EPC 업체와 시스템 통합 업체에게 이러한 요소들은 프로젝트에서 흔히 발생하는 마찰 요인, 즉 불확실한 리드 타임, 배치별 일관성 없는 제작 품질, 그리고 집진기 선정에서 시스템 구현으로 넘어갈 때의 불충분한 기술 지원 등을 줄여줍니다.