Ultrahochtemperatur-Flachkollektor: Eine spezielle Wärmeenergielösung für Hochtemperatur-Bedarfsszenarien

Ultrahochtemperatur-Flachkollektor: Eine spezielle Wärmeenergielösung für Hochtemperatur-Bedarfsszenarien

In der industriellen Produktion und bei der Heizung im großen Maßstab ist eine hohe Temperatur eine Grundvoraussetzung für Effizienz und Effektivität. Die industrielle Wärmenutzung erfordert eine stabile Versorgung mit Hochtemperatur-Wärmeenergie über 80 °C, manchmal sogar bis zu 120 °C, um die Prozessanforderungen von Produktionsabläufen wie Lebensmittelverarbeitung und -sterilisation, Erwärmung chemischer Rohstoffe sowie Textildruck und -färbung zu erfüllen. Für die zentrale Beheizung großer Flächen wie großer Wohnsiedlungen und Industrieparks sind Hochtemperatur-Wärmequellen ebenfalls erforderlich, um eine Wärmeübertragung über große Entfernungen zu gewährleisten und so zu verhindern, dass am Ende aufgrund von Wärmeverlusten unterdurchschnittliche Innentemperaturen entstehen. Der Ultrahochtemperatur-Flachkollektor ist ein professionelles Wärmeenergiegerät, das speziell für solche Ultrahochtemperatur-Bedarfsszenarien entwickelt wurde. Mit seiner Kernkompetenz, die Temperaturgrenze herkömmlicher Flachkollektoren zu durchbrechen, ist er zu einem Schlüsselgerät geworden, um die Schwachstellen des Hochtemperaturbedarfs zu lösen und den Ersatz durch saubere Energie zu fördern.

Aus Sicht der industriellen Wärmenutzung hat die Entwicklung von Ultrahochtemperatur-Flachkollektoren die Einschränkungen herkömmlicher Anlagen zur Erzeugung sauberer Energie durchbrochen, die hohe Temperaturen nur schwer erreichen. In der Lebensmittelindustrie erfordern einige Sterilisationsprozesse eine stabile Temperatur von 95–105 °C. Herkömmliche Solarkollektoren erfüllen aufgrund starker Temperaturschwankungen und unzureichender Maximaltemperatur oft nicht die Prozessstandards. Unternehmen sind daher auf gas- oder kohlebefeuerte Kessel angewiesen, was nicht nur die Energiekosten erhöht, sondern auch die Umwelt belastet. Dank innovativer Wärmesammelbeschichtungstechnologie und Strömungskanaldesign ermöglicht der Ultrahochtemperatur-Flachkollektor jedoch eine stabile Wärmeversorgung mit einer Maximaltemperatur von 120 °C. Er verfügt über eine nanoskalige selektive Absorptionsbeschichtung mit einer Solarabsorptionsrate von über 95 % und unterdrückt effektiv die Wärmerückstrahlung. In Kombination mit vollständig metallisch abgedichteten Strömungskanälen und hocheffizienten Wärmeübertragungsmedien wird der Wärmeverlust auf unter 8 % reduziert. Selbst in bewölkten oder kalten Umgebungen kann es über das Wärmespeichermodul eine hohe Temperaturabgabe aufrechterhalten und sich vollständig an Verbindungen mit strengen Anforderungen an die Temperaturgenauigkeit anpassen, wie etwa bei der Sterilisation von Lebensmitteln und der Konservenverarbeitung.

Auch in der Chemie- und Fertigungsindustrie bieten Ultrahochtemperatur-Flachkollektoren große Vorteile. Bei der Gummiproduktion beispielsweise erfordert das Vorwärmen von Rohstoffen die kontinuierliche Zufuhr von Hochtemperatur-Wärmeenergie bei 100–110 °C. Herkömmliche elektrische Heizmethoden können Hunderte von Kilowattstunden Strom pro Stunde verbrauchen, was hohe Betriebskosten verursacht. Ultrahochtemperatur-Flachkollektoren hingegen nutzen Solarenergie als Hauptenergiequelle, ergänzt durch eine geringe Menge elektrischer Zusatzheizung. Sie können an einem einzigen Tag über 80 % des Bedarfs an Hochtemperatur-Wärmeenergie decken. Berechnet auf der Grundlage einer Produktionslinie, die durchschnittlich 10 Stunden pro Tag in Betrieb ist, können so jährlich Hunderttausende Yuan an Stromkosten eingespart werden. Gleichzeitig ermöglicht seine druck- und korrosionsbeständige Konstruktion in Industriequalität die Anpassung an die komplexen Umgebungen in Chemiewerken. Die Strömungskanäle bestehen aus 316L-Edelstahl, der Korrosion durch Säure-Base-Gase widersteht und eine Lebensdauer von mehr als 15 Jahren hat, wodurch die Kosten für den Austausch und die Wartung der Geräte erheblich gesenkt werden.

In Zentralheizungsszenarien bieten Ultrahochtemperatur-Flachkollektoren eine effiziente Lösung für die Fernwärmeversorgung im großen Maßstab. Bei Zentralheizungsprojekten, die mehrere Wohngebiete mit einer Gesamtbaufläche von über einer Million Quadratmetern umfassen, kann es bei herkömmlichen Niedertemperatur-Wärmequellen während der Übertragung zu einem Wärmeverlust von 5–8 % pro Kilometer kommen, was zu niedrigen Innentemperaturen für die Endverbraucher führt. Der Ultrahochtemperatur-Flachkollektor kann jedoch heißes Wasser mit einer Temperatur von 90–100 °C ausgeben. Durch Hochtemperatur-Übertragungsleitungen wird der Wärmeverlust auf maximal 3 % begrenzt. Selbst bei einer Übertragungsdistanz von mehr als 5 Kilometern kann die Wassertemperatur am Ende immer noch über 50 °C gehalten werden, wodurch der Heizbedarf der Wohngebäude gedeckt wird. Am Beispiel eines Zentralheizungsprojekts in einem Industriepark in Nordchina wurde ein Verbundsystem aus Ultrahochtemperatur-Flachkollektoren und Erdwärmepumpen eingeführt. Dadurch wurden nicht nur die ursprünglichen Kohlekessel ersetzt, was den CO2-Ausstoß um über 2.000 Tonnen pro Jahr reduzierte, sondern auch die Kosten für den Rohrleitungsbau durch die Hochtemperaturübertragung gesenkt. Der Heizradius wurde im Vergleich zum herkömmlichen System um 30 % erweitert und die Versorgungsfläche deutlich vergrößert.

Darüber hinaus wurde der Ultrahochtemperatur-Flachkollektor hinsichtlich Anpassungsfähigkeit und Intelligenz optimiert. Er ist modular aufgebaut und lässt sich flexibel an die Installationsbedingungen verschiedener Industrieszenarien anpassen. Die Wärmesammelfläche eines einzelnen Moduls reicht von zwei bis zehn Quadratmetern und ermöglicht so eine schnelle Inbetriebnahme ohne großen Umbau. Gleichzeitig ist er mit einem intelligenten Temperaturregelsystem ausgestattet, das mithilfe einer SPS-Steuerung Wassertemperatur, Durchflussrate und Lichtintensität in Echtzeit überwacht und den Start und Stopp von Zusatzheizgeräten automatisch anpasst, um eine stabile Abgabe von Hochtemperatur-Wärmeenergie zu gewährleisten. Ob präzise Temperaturregelung in industriellen Produktionslinien oder großflächige Übertragung in Zentralheizungen – der Ultrahochtemperatur-Flachkollektor bietet mit seinen Eigenschaften „stabile Hochtemperatur, Energieeffizienz und hohe Anpassungsfähigkeit“ saubere und zuverlässige Wärmeenergieversorgung für Ultrahochtemperatur-Bedarfsszenarien und fördert so die Transformation der Industrie- und Heizungsbranche hin zu einer grünen und kohlenstoffarmen Entwicklung.