ソーラーコレクター。管状の避難コレクター。スキーム、説明

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

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従来のシンプルな平板型太陽熱集熱器は、日当たりの良い暖かい気候の地域で使用するように設計されています。寒い日、曇り、風の強い天候など、悪天候の日には効果が劇的に失われます。さらに、天候によって引き起こされる結露や湿気は内部材料の早期摩耗を引き起こし、ひいてはシステムの劣化や故障につながります。これらの欠点は、真空コレクタを使用することで解消されます。

太陽集熱器。管状の真空コレクター

真空コレクターは、高温の水が必要な家庭用水を加熱します。太陽放射は外側のガラス管を通過し、吸収管に当たり、熱に変換されます。チューブ内を流れる流体によって伝達されます。コレクタは、数列の平行なガラス管で構成されており、それぞれのガラス管には、選択的コーティングを施した管状の吸収体（平板コレクタの吸収板の代わりに）が取り付けられています。加熱された液体は熱交換器を通って循環し、貯蔵タンク内の水に熱を放出します。

真空コレクターはモジュール式です。熱水の必要性に応じて、必要に応じてチューブを追加または削除できます。このタイプのコレクターの製造中に、チューブ間の空間から空気が吸引され、真空が形成されます。これにより、空気の熱伝導率や循環による対流に伴う熱損失が解消されます。残るのは放射熱損失です (真空中でも熱エネルギーは暖かい表面から冷たい表面に移動します)。ただし、この損失は小さく、吸収管内の液体に伝達される熱量に比べて無視できます。ガラス管内の真空はコレクタにとって可能な限り最高の断熱材であり、熱損失を軽減し、吸収体とヒートパイプを外部の悪影響から保護します。その結果、他のタイプのソーラーコレクターを上回る優れたパフォーマンスが得られます。

真空コレクターにはさまざまな種類があります。場合によっては、別の 19 番目のガラス管が吸収管の内側を通る場合もあります。伝熱フィンと流体チューブの他の設計もあります。各チューブに XNUMX リットルの水を保持する真空マニホールドがあるため、別個の貯水タンクが必要ありません。反射板を真空管の後ろに配置して、太陽放射をコレクタにさらに集中させることもできます。

大気圧やコレクタシェルのシールに関連する技術的困難などの要因により、製造には非常に労力がかかります。大気圧の巨大な力に打ち勝つには、内部のサポートの塊で透明なシェルを強化する必要があります。適度なコストで効率的な高真空システムを構築するという問題はまだ解決されていません。大量生産が実証されているランプ業界向けに開発された、より優れた技術を適用し適応させることは理にかなっています。電球やテレビ管と同様に、管状の真空コレクターを作成し、その内部を高真空に維持することは、実際にはかなり実現可能です。内部ガス雰囲気による熱損失 (つまり、対流損失) を減らすには、動作期間全体を通じてコレクターの理想的な真空断熱を維持する必要があります。

温度差が大きい地域では、さまざまな理由から、これらのコレクターは平面コレクターよりもはるかに効率的です。まず、直達日射と拡散日射の両方の条件下でうまく機能します。この機能と、外部への熱損失を最小限に抑える真空の機能を組み合わせることで、これらのコレクターは寒くて曇りの冬には欠かせないものになります。第二に、真空管の丸い形状により、太陽光は一日のほとんどの間、吸収体に垂直に当たります。比較のために、固定された平面コレクターでは、太陽光がその表面に垂直に当たるのは正午のみです。真空コレクターは平板コレクターよりも水温と効率が高くなりますが、高価でもあります。

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