Vakuumröhrenkollektor 

Der Vakuumröhrenkollektor ist eine spezielle Bauweise von Sonnenkollektoren und somit Bestandteil einer thermischen Solaranlage. Er wird zur Erwärmung von Wasser bzw. Wasser-Frostschutzgemischen eingesetzt. Das erwärmte Wasser oder das spezielle Frostschutzgemisch werden dann zur Warmwasserbereitung oder / und auch zur Heizungsuntersstützung eingesetzt.

Vakuumröhrenkollektoren sind Flachkollektoren, da sie eine ebene (dunkel beschichtete) Absorberfläche besitzen. Diese ist zumeist mittig in eine oder in die innere von zwei Glasröhren eingebettet. Die aufgefangene Wärmeenergie wird meist über ein Wärmerohr (englisch auch Heatpipe genannt) in einen aus dem oberen Abschluss der Röhre herausragenden metallischen Wärmetauscher transportiert und erwärmt dort den Wärmeträger. Bei positiver Temperaturdifferenz zum Wärmespeicher, der sich meist im Heizungskeller befindet wird über eine spezielle Solaranlagensteuerung die Pumpe eingeschaltet.

Die Dämmwirkung wird bei Vakuumröhrenkollektoren durch ein Vakuum in der einen oder im Zwischenraum von 2 konzentrisch angeordneten Glasröhren erreicht, welches den Wärmetransport durch Konvektion unterbindet. Gleichzeitig ist das bei bestimmten Wetterlagen ein praktischer Vorteil: Vor allem im Winter bringen Vakuumkollektoren auf Grund ihrer sehr guten Dämmung wesentlich höhere Leistungen als Flachkollektoren. Die Energieausbeute ist jedoch auf das ganze Jahr betrachtet nur etwas höher, als gasgefüllte und mit Dämmmaterial gedämmte Flachkollektoren. Fraglich ist allerdings die langfristige Lecksicherheit z.B. durch Mikrorisse oder Diffusion, insbesondere wenn auf das Einbringen eines gasabsorbierenden Getters verzichtet wird. Ein Vorteil ist jedoch, dass bei einigen Vakuumröhrenkollektoren die Röhren erst auf dem Dach eingesetzt werden können, was eine erleichterte Montage bedeutet.

Ein Getter ist ein chemisch reaktives Material, das dazu dient, ein Vakuum möglichst lange zu erhalten. An der Oberfläche eines Getters gehen Gasmoleküle mit den Atomen des Gettermaterials eine direkte chemische Verbindung ein oder die Gasmoleküle werden durch Sorption festgehalten. Auf diese Weise werden Gasmoleküle „eingefangen“.

Man verwendet dieses Prinzip vor allem, um verbleibende Gase in Elektronenröhren oder Vakuumpumpen zu binden.

Vakuumröhrenkollektoren erreichen gegenüber luftgefüllten Flachkollektoren gleicher Größe wesentlich höhere Betriebstemperaturen und eignen sich dadurch auch zur Erzeugung industrieller Prozesswärme. Außerdem bieten sie sich zur Nutzung beengter Dachflächen an, die nicht genügend Raum für eine bedarfsgerechte Flachkollektoren-Anlage bieten würden. Die Absorbertemperatur kann je nach Konstruktion des Wärmerohres bis zu 450 °C erreichen.

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