ソーラーコレクター：デバイスと動作原理
夏の日光の流れが私たちに多くの自由な熱を与えることができるという事実は、激しい熱とアスファルトと太陽の下で加熱された壁の期間中に、夏にしばしば思い浮かびます。晴れた夏の天候では、1平方メートルあたり600から800ワット/時間に落ちることがあります。これはたくさんあります。太陽に照らされた中庭または屋根の面積を掛けると、ソーラーコレクターの助けを借りて、家を暖房する必要性と同等の大きさのエネルギーを集めることができます.
ソーラーコレクターの任命↑
太陽熱コレクターは、エネルギーを収集し、受け取った熱を正しい方向に向けることを可能にします。
- シャワー、バス、キッチンに温水を提供します。
- ほぼ一年中デザインされた小さな囲まれた温室または庭の暖房。
- 寒い季節に家庭用暖房回路に大幅に追加し、涼しい秋の日にほぼ完全に提供.
コレクターは、使用に最も便利な形で太陽エネルギーを収集するように設計されています。従来、ソーラーコレクターのデバイスによれば、それらの設計は3つの主要なグループに分けることができます：
- 強制的にまたは自然に冷媒を循環させる真空マルチチューブまたはフラット。ほとんどの場合、これらは季節の作業用に設計された固定構造です.
- 空気ソーラーコレクター、最もシンプルで最軽量。蓄積された熱は、空気の流れによってコレクターの加熱された表面から取り除かれます.
- ソーラーコレクターの設計の3番目のバージョンでは、受け取った熱を使用して、熱冷凍ユニットから蒸気電気デバイスを備えた複雑な機械に至るまで、熱を電気に変換できます。.
後者の製品グループは、高いコストとサービスの複雑さのために、人口の間で需要を見つけることはめったにありません。.
フルフローソーラーコレクターの仕組み↑
ソーラーコレクターのフラットデザインの最も単純なバージョンは、2層のヒートシンクを備えたフルフローバージョンです。デバイス自体は、動作原理により、夏のコテージバージョンのシャワーに似ています。その基本は、ビチューメンのマスチックまたは黒のペイントで外面を加工したバレルです。.
収集される太陽エネルギーの量を増やすために、ソーラーコレクターの設計は比較的薄い5-7 cmの平らな容器の形で行われ、デバイスの幅と長さはコレクターパワーの特定のニーズに依存します。壁の1つはアルマイト処理されたアルミニウムでできており、単一の輝きのないすす色として黒色で塗装されています。これは、コレクターのいわゆる受信面または作業面です。コレクターの作動部分の内側には、アルミニウムまたはプラスチックの薄いリブがしばしば作られています。これにより、作動面の壁から冷却液へのエネルギーの熱除去が改善されます-水または不凍液.
作業面の汚染や損失を低減するために、断熱性能の良いプラスチックまたはガラスの薄い透明フィルムまたはシートが取り付けられています。内側には、このような保護材にアルミニウムのミラー層がスプレーされており、最終的に反射と対流による熱損失を低減します.
フラットソーラーコレクターの設計は、従来のアルミニウムシートの代わりに、粉末グラファイト、金属繊維、強化樹脂のサンドイッチ壁を備えていてもよい。このような材料は、良好な熱伝導性と高い耐酸化性を備えています。.
このような構造は、補強されたフレーム、通常は屋根の日当たりの良い側または家の壁に取り付ける必要があります。.
真空加熱システム↑
そのすべてのシンプルさ、信頼性、および低コストのために、フラットソーラーストレージデバイスは、晴れた日にのみ比較的良好な熱生産性を発揮します。より高い緯度または初春から晩秋には、その熱生産性は半分に低下します.
フラットソーラーコレクターと比較して、真空システムはより高い効率を持っています。設計は個々の熱要素に基づいています-真空管、そのようなソーラーコレクターの動作原理は物理学で知られているデバイスに基づいています-ヒートパイプは非常に複雑で気まぐれですが、動作には効果的です。設計上の特徴は超高熱伝導性であり、これにより、チューブの一方の端に当たったすべての熱が瞬間的に収集され、反対側の端に集中します。.
真空エレメントは耐久性のあるガラス製の細長いフラスコチューブで、その内側にミラーコーティングがスプレーされます。ワンウェイミラーのおかげで、太陽エネルギーの流れは電球の内部を自由に貫通して逃げることができず、電球本体の内部に配置されたヒートパイプの銅製の端によって効果的に吸収されます。損失を減らすために、ガラス球からの空気はポンプで排出されました。中央の銅エレメントは、光束から受け取ったエネルギーを熱媒体フラックス（通常は不凍液）に、または直接水タンクに転送します.
真空ソーラーコレクターの利点↑
ヒートパイプバージョンでの太陽エネルギーの変換の利点：
- 太陽熱の吸収と変換の効率は、フラットおよびエアコレクターの3〜4倍です。
- 0〜50の温度範囲で優れた働きをします約C、他のタイプのソーラーコレクターは、ユーザーレビューによると、動作間隔は20です。約WITH;
- 日光の入射方向と入射角に対する感度が最も低い。ソーラーコレクターの通常の操作では、太陽光の鋭角な入射角でも太陽に照らされるだけで十分です。他の設計のソーラーコレクターでは、最適な照明角度を20度以上超えると、約 効率が1時間あたり10％低下.
- 軽量のソーラードライブデザインにより、特別なサポートがなくても、屋根に直接取り付けることができます。.
買収を計画するときは、比率に基づいてソーラーコレクター面積の概算を計算する価値があります。1平方メートルは1日あたり約50〜55リットルの温水を提供しますが、沸騰水は提供しません。より正確な情報は、ソーラーコレクターの製造に携わる企業のWebサイトにあります。そこで製品のコストに関する情報を得ることができます。各企業は、その製品の超効率と低コストを証明しています。 15要素の真空装置のコストは約15〜20千です。 1.3〜1.5 kWの火力および80〜100リットルの貯蔵タンク用ルーブル.
このようなソーラーコレクターシステムの興味深い機能には、特別なツールを使用せずに、各真空電球の操作性を個別にテストする機能があります。夕方、アイドル状態では、パイプの下端に手のひらを置くだけで十分です。要素が長時間冷たく、フラスコのシール領域に霜のようなプラークがない場合、デバイスは動作していると見なされます.
タンクからの温水は重力で供給できますが、ほとんどの場合、低出力のブースターポンプが取り付けられており、温水を使い切った後、タンクをすばやく満たすことができます。より深刻な設計では、ソーラーコレクターは、熱水と暖房を監視および制御するための蓄熱装置と電子システムと組み合わされています。そのようなシステムのコストは1000ユーロ以上です。ヒートパイプを備えたシステムの保証は、原則として、デバイスで使用されている材料の品質レベルに応じて、5〜25年です。.
エアコレクター↑
設計が複雑になるほど、運用コストが高くなり、予期しない故障の可能性が高くなります。この点で、空気熱伝達を備えたコレクターの設計は、シンプルさと信頼性のチャンピオンです。実際、エアマニホールドは、マットブラック仕上げの垂直ダクトまたはパイプのセットです。コレクターは垂直管の熱くする空気の加速の原則を使用します.
空挺構造の利点と利点は次のとおりです。
- 最高の信頼性と設計のシンプルさ。
- デバイスの軽量、取り付けの柔軟性、取り付けの容易さ。
- ファンの最小エネルギー消費、場合によっては、ファンがオフになり、加熱は重力によって実行されます.
コレクターの設計は、黒くつや消しの表面を備えた多数の薄壁アルミニウムパイプで構成されています。パイプバッテリーには中央に冷気と排気用の熱風ダクトがあり、冷風ファンには抵抗ゼロの遠心ファンが取り付けられています。必要に応じて、オフにすることができます。この状態では、移動する空気の流れに抵抗が生じません。.
この装置には、外部および暖房された部屋から取り込まれる空気の量と比率を調整できる空気取り入れ口があります.
熱生産では、空気コレクターはフラットシステムよりも実質的に劣っています。垂直コレクターと最大の太陽への露出が必要です。熱交換器チューブの数を選択することにより、電力を簡単に調整できます。多くの場合、エアソーラーコレクターは、さまざまな貯蔵室の暖房と換気に不可欠であり、さまざまな野菜や果物の製品の乾燥に使用されます。.