Heatpipe

Was ist eine Heatpipe?

Das Märchen von einer Leistungssteigerung bei größeren Kondensatoren wie 24 mm anstatt 14 mm bei Heatpipe Röhrenkollektoren.

Soll der Kondensator der Heatpipe 14 mm oder größer wie z.B. 24 mm sein?

Eine Heatpipe kommt im Bereich der Solarthermie in einem Vakuumröhrenkollektor zum Einsatz. Sie besteht aus einem dünnen Kupferrohr und einem Kondensator mit einem üblichen Durchmesser von 14 mm. In Bezug auf die Leistung spielt der Durchmesser jedoch keine Rolle, obwohl dies in der Werbung oft anders vermittelt wird. Dazu gibt es sehr schöne Berichte von Projekten, die das Institut für Solarenergieforschung in Hameln durchgeführt hat.

Es ist egal, ob der Kondensator der Heatpipe beispielsweise einen Durchmesser von 24 mm oder 14 mm hat. Dadurch gibt es keine Leistungssteigerung oder größere Wärmeabfuhr.

Warum nicht? Eine Heatpipe an sich kann wesentlich mehr Wärme abtransportieren (ca. 5 Mal so viel), als eine Vakuumröhre leistet - da kann der Durchmesser des Kondensators noch so groß sein. Das schwächste Glied in dieser Kette ist die Glasröhre. Die Annahme, Kondensatoren mit einem höheren Durchmesser können die Leistung erhöhen, ist also lediglich eine schöne Werbebotschaft. Das spiegeln auch die Prüfberichte wider, wenn man den Power Output von Kollektoren mit 14 mm und 24 mm Kondensator-Durchmesser miteinander vergleicht.

Einer unserer Entwicklungsingenieure, der gleichzeitig auch Installationsmeister ist, hat Kondensatoren mit 24 mm in unserem Auftrag beim Fraunhofer Institut testen lassen. Das Ergebnis war, wie oben beschrieben, dass dadurch keine Leistungssteigerung oder mehr Wärmeabfuhr stattfindet. Die Heatpipe kann nur die Wärme abführen, welche sie bekommt und das ist weniger, als eine Heatpipe könnte.

Viel mehr ist es entscheidend, dass die Größe des Kondensators passt. Das Sammlerrohr hat einen Durchmesser von 35 mm. Im Sammlerrohr ist eine Hülse eingearbeitet. Idealerweise sollte somit die Heatpipe mit ihrer kompletten Fläche, die die Wärme abgibt, in diesen 35 mm liegen. Die Hülse ist nach oben begrenzt, damit die Heatpipe nicht zu weit reingesteckt werden kann.

Der Kondensator der Heatpipe läuft oben spitz zusammen und ist am Ende auf 8,2 mm reduziert, sodass ein 8 mm Rohr angelötet werden kann. Zusammen stellt dies dann die ganze Heatpipe dar.

Idealerweise ist der Kondensator ca. 45 mm lang. Warum? Wir brauchen 35 mm Länge als Kontaktfläche, damit die Wärme an das Sammlerohr, welches ebenfalls 35 mm Durchmesser hat, abgegeben werden kann. Ca. 10 mm, also die Spitze der Heatpipe, sitzt bis zur Begrenzung in der Hülse im Sammlerrohr und auf einer Länge von ca. 10 mm ist die Heatpipe von 14 mm auf 8 mm reduziert worden. Die Kontaktfläche sitzt somit voll im Zentrum der Wärmeübergabe des Sammlerrohres und keine Leistung geht verloren.

Wenn man eine Heatpipe länger und vermeintlich besser bauen will, dann ist es unmöglich, dass diese zu fast 100% im Zentrum der Wärmeübergabe des Sammlerrohres sitzt. Ist die Heatpipe länger als die ca. 45 mm, so wird ein Teil des Kondensators nicht im Zentrum der Wärmeübergabe des Sammlerrohres sitzen und einen Teil der Leistung an die Isolierung abgeben, was natürlich nicht gewünscht ist.

Also nicht immer ist größer gleich besser. Entscheiden Sie sich für unsere Heatpipes, dessen Kondensatoren durch eine Länge von nur ca. 45 mm nicht in der Isolierung sitzen und somit die maximale Leistung liefern, wo sie benötigt wird. Unsere Entwicklungsingenieure haben jahrzehntelange Erfahrung im Bereich der Solarthermie und Heiztechnik. Sie arbeiten jeden Tag daran unsere Produkte besser zu machen und haben jedes kleinste Detail im Blick.

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Wie funktioniert eine Heatpipe?

In der Heatpipe befindet sich eine Flüssigkeit mit der Eigenschaft schon bei niedrigen Temperaturen zu verdampfen. Bei Sonneneinstrahlung wird die Heatpipe erhitzt und die Flüssigkeit wechselt in einen dampfförmigen Zustand. Der Dampf steigt nach oben in den Kondensator, wöfür eine Neigung erforderlich ist. Diese sollte idealerweise zwischen 20-90° liegen. Die Wärme wird im Kondensator auf den Kollektorsammler, und somit auf die Solarflüssigkeit, übergeben. Die dampfförmige Flüssigkeit kondensiert und fließt wieder nach unten in die Heatpipe. Dann beginnt der Prozess von Neuem.

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