太陽集熱器。エアコレクター。スキーム、説明

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太陽光発電コレクター。エアコレクター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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エアコレクタには、流体システムが時々悩まされる凍結や沸騰の問題を回避できるという利点があります。エアマニホールド内の冷却剤の漏れは発見して修正するのが難しいですが、液体の漏れほど問題ではありません。空気システムでは動作温度が低いため、プラスチックガラスなどの液体システムよりも安価な材料が使用されることがよくあります。

太陽集熱器。エアコレクター

エアコレクタはシンプルな平板型のコレクタで、主に暖房や農作物の乾燥に使用されます。エアコレクターの吸収プレートは、非金属材料で作られたものを含む金属パネル、多層スクリーンです。空気は自然対流またはファンの影響により吸収体を通過します。空気は液体よりも熱伝導率が低いため、熱伝達流体よりも吸収体に伝わる熱が少なくなります。

一部の太陽熱ヒーターでは、空気の乱流を増やし、熱伝達を改善するために吸収板にファンが取り付けられています。この設計の欠点は、ファンの動作にエネルギーを消費するため、システムの運用コストが増加することです。寒冷地では、空気は吸収板とコレクターの断熱後壁の間の隙間に導かれ、ガラスからの熱損失が回避されます。ただし、空気の加熱温度が 17 度以下の場合は、°外気温より XNUMX ℃高い場合、熱伝達媒体は効率をあまり損なうことなく吸収プレートの両側を循環できます。

エアコレクターの主な利点は、そのシンプルさと信頼性です。そのようなコレクターは簡単な装置を持っています。適切な注意を払えば、高品質のコレクターは 10 ～ 20 年間使用でき、管理も非常に簡単です。空気が凍らないので熱交換器が不要です。

しかし、太陽熱暖房器の使用は依然として、主に発展途上国での暖房と農作物の乾燥に限定されています。産業規模でのエアコレクタの広範な使用を制限する要因がいくつかあります。その中で、空気冷却剤は液体冷却剤と比較して密度が低く比熱が低いため、コレクタの面積が大きくなります。長いダクトの必要性。コレクタに空気を送り込むための電力需要が高く、また熱を蓄えることが困難です。日射量が比較的低く、悪天候が続く地域では追加の熱が必要です。その結果、投資コストが大幅に増加し、従来の暖房システムと比較して太陽熱集熱器の競争力が制限されます。コレクタのコストを削減する可能性のある方法は、コレクタを建物の壁または屋根に組み込むこと、およびプレハブ部品から組み立てることができるコレクタを作成することです。

動作原理

空気ソーラーコレクターは、空気の循環方法に応じてグループに分類できます。これらの中で最も単純な場合、空気は吸収体の下のコレクタを通過します。このタイプのコレクターは温度を 3 ～ 5 上げる場合にのみ適しています。°対流と輻射によるコレクタ表面での高い熱損失によるものです。これらの損失は、吸収体を赤外線伝導率の低い透明な材料で覆うことによって大幅に減らすことができます。このようなコレクターでは、空気の流れは吸収体の下、または吸収体と透明カバーの間のいずれかで発生します。

太陽集熱器。エアコレクター

透明カバーのおかげで、吸収体からの熱放射はわずかに減少しますが、対流による熱損失の減少により、温度が20〜50℃上昇します。°Cは日射量と空気の流れの強さによって異なります。吸収体の上下両方に空気流を通すことで熱伝達表面積が XNUMX 倍になり、熱損失をさらに削減できます。したがって、吸収体の温度が低下するため、放射による熱損失が減少します。しかし、同時に、吸収体の両側から空気流が通過する場合、塵埃の蓄積により吸収体の吸収能力が低下する。

一部のソーラーコレクターは、ガラス、金属ボックス、断熱材を排除することでコストを削減します。このようなコレクターは黒色の穴あき金属シートでできており、良好な熱伝達が可能になります。太陽が金属を加熱し、ファンが金属の穴を通して加熱された空気を吸い込みます。このようなさまざまなサイズのコレクターが個人の家で使用されています。 2,4 × 0,8 メートルの一般的なコレクターは、0,002 秒あたり 3 m28 の屋外の空気を加熱できます。晴れた冬の日、コレクター内の空気は XNUMX ℃まで加熱されます。°C 外側との比較。コレクターが外部から入ってくる新鮮な空気を直接加熱するため、家の中の空気の質が向上します。これらのコレクタは非常に高い効率を達成しており、一部の産業用途では 70% を超えています。さらに、ガラスや断熱材を必要とせず、安価に製造できます。

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