新しいエネルギー源の時代が到来！暖房用ソーラーコレクターのメリットとは？

電気、石炭、ガスなどのエネルギー源は常に高価になっています。

人々はその使い方についてもっと考える必要がある より環境に優しいシステム 加熱。

それが開発された理由です 代替熱源分野における技術革新この目的のために、太陽熱集熱器が使用されるようになりました。

暖房用太陽熱集熱器

この装置の表面は反射率が低いため、熱が吸収されます。部屋を暖めるために このメカニズムは太陽光とその赤外線を利用している。

水を温めたり、家を暖めたりするには、シンプルなソーラーコレクターの電力で十分です。ユニットの設計にもよりますが、この装置は自分で設置できます。高価な工具や材料を使う必要はありません。

デザイン

装置の構造はシンプルです。 この装置は、複数の層で構成された長方形のプレートです。

• フレーム付き反射防止強化ガラスカバー。
• アブソーバー;
• 底部断熱材;
• 側面断熱材
• パイプライン;
• ガラスカーテン;
• 耐候性アルミニウムハウジング。
• 乳首をつなぐ。

このシステムには 1～2人のコレクター貯蔵タンクと予備室からなるこの構造は密閉構造になっており、太陽光は内部にのみ入り込み、熱に変換されます。

動作原理

設備の動作の基本はサーモサイフォンです装置内の冷媒は独立して循環するため、ポンプが不要になります。

加熱された水は上昇する傾向があり、それによって冷たい水を押しのけて熱源へと運びます。

コレクターは 木箱に取り付けられた管状のラジエーター片面はガラス製です。ユニットの製造には鋼管が使用され、給排水は給水設備で使用される配管によって行われます。

設計は次のように機能します。

1. コレクターは太陽エネルギーを熱に変換します。
2. 液体は貯蔵タンクに入る 供給ラインを通じて。
3. 冷却剤の循環は独立して行われるか、または電動ポンプの助けを借りて行われます。設備内の液体は、高温でも蒸発しないこと、無毒性であること、耐霜性があることなど、いくつかの要件を満たす必要があります。通常、蒸留水にグリコールを混合したものが使用されます。 6:4の比率です。

太陽光集光器

太陽エネルギーを蓄積する装置。 冷却剤としての機能を持ちます。 製品内部のエミッタレシーバにエネルギーを集中させる役割を果たします。

以下の種類があります。

• パラボラトラフ型集光器
• フラットレンズ集光器（フレネルレンズ）;
• 球面レンズ上;
• パラボラ集光器;
• ソーラータワー。

コンセントレータ 大きな平面から小さな平面へ放射線を反射する高温を実現するのに役立ちます。液体が熱を吸収し、それを加熱対象物へと移動させます。

ソーラーコレクターの種類

現在、太陽熱集熱器にはいくつかの種類があります。

フラット、自分の手でインストール

このデバイス 吸収板が取り付けられたパネルで構成されています。 このタイプの装置が最も一般的です。ユニットの原価は手頃で、コーティングの種類、メーカー、電力、加熱面積によって異なります。このタイプの機器の価格は以下の通りです。 12000ルーブルから。

写真1：民家の屋根に設置された5台の平面型太陽熱集熱器。装置は傾斜している。

適用範囲

類似コレクター 個人宅に設置されることが多い 部屋の暖房と住宅への温水供給に使用します。これらの機器は、夏のダーチャでのシャワー用のお湯を沸かすのに最適です。暖かく晴れた天候で使用するのが最適です。

フラットコレクター設計

デバイスの構成:

• 保護ガラス;
• 銅管;
• 断熱材;
• 吸収度の高い吸収面。
• アルミフレーム。

管状コイルを備えたコレクターは古典的なオプションです。 自家製デザインの代替として、次のものが使用されます。 ポリプロピレン素材、アルミ飲料缶、ゴム製ガーデンホース。

システムの底部と端は断熱されている必要があります。 熱吸収体が人体に接触すると、熱が失われる可能性があります。装置の外側は特殊な特性を持つ強化ガラスで保護されています。熱媒体として不凍液を使用しています。

動作原理

液体は加熱されて貯蔵タンクに入り、そこから冷却された状態でコレクターに移動されます。 デザインは2つのバージョンで提示されています: シングル回路とダブル回路。 最初のケースでは 液体はタンクに直接流れ込み、 2番目に — は細いチューブを通って容器内の水を通過し、部屋全体を暖めます。移動するにつれて冷え、集熱器に戻ります。

写真2. 平面型ソーラーコレクターの概略図と動作原理。矢印は装置の各部を示しています。

長所と短所

このタイプのユニットには次の利点があります。

• 高い生産性
• 低価格;
• 長期運用。
• 信頼性;
• 自己組み立てとメンテナンスの可能性。

フラットコレクターは、気候が温暖な南部地域での運用に適しています。 欠点は 面積が広いため風圧が高く、強風で構造物が吹き飛ばされる可能性があります。冬の寒い時期には性能が低下します。理想的には、ユニットは敷地または家の南側に設置してください。

真空

デバイス 個々のチューブで構成され、上部で結合されて 1 つのパネルを形成します。 実際、それぞれのチューブは独立したコレクターです。これは効果的な最新型で、寒い天候でも使用できます。真空装置はフラット型よりも複雑なため、高価です。

写真3. 真空型太陽熱集熱器。この装置は、多数のチューブを一つの構造に固定したもので構成されています。

適用範囲

これらは適用される 広いエリアの給湯と暖房用夏の別荘や個人住宅で最も多く使用されています。建物のファサード、傾斜屋根や陸屋根、特殊な支持構造物に設置されます。寒冷な気候や日照時間が短い場所でも、効率を低下させることなく機能します。高い効率性のため、農地や工業施設でも使用されています。このタイプはヨーロッパ諸国で一般的です。

デザイン

デバイスには以下が含まれます。

• 蓄熱槽（水槽）
• 熱交換器循環回路;
• コレクター自体
• センサー
• 受信機。

このユニットは、並列に配置された一連の管状プロファイルで構成されています。受電管と真空管は銅製です。ガラス管ブロックは外部回路から分離されているため、故障時でもコレクターの動作が停止することはありません。 1〜2本。 追加の保護としてポリウレタン断熱材が使用されます。

動作原理

構造の操作 真空の熱伝導率がゼロであることに基づくチューブの間には空気のない空間が形成され、太陽光線によって発生した熱を確実に保持します。

真空マニホールドは次のように動作します。

• 太陽エネルギーは真空フラスコ内の管によって受けられます。
• 加熱された液体は蒸発してパイプの凝縮領域に上昇します。
• 冷却剤は凝縮ゾーンから流れ落ちます。
• このサイクルは再び繰り返されます。

このような仕事のおかげで はるかに高い熱伝達レベル熱損失が少なく、真空層が熱を効果的に閉じ込めるため、エネルギーを節約できます。

写真4. 真空式ソーラーコレクターの概略図。装置の各部は矢印で示されています。

長所と短所

このタイプのデバイスの利点:

• 耐久性;
• 操作の安定性。
• 修理費用が手頃なので、構造全体ではなく、故障した要素だけを交換することが可能です。
• 風圧が低く、突風に耐える能力がある。
• 太陽エネルギーを最大限に吸収します。

この装置は高価であり、数年で元が取れるだろう。 使用後は、部品のコストも高く、交換には専門家の助けが必要になる場合があります。このシステムは、氷、雪、霜による自動洗浄機能を備えていません。

真空コレクターの種類

製品には次の 2 つの種類があります。 間接熱供給と直接熱供給があります。間接熱供給構造の動作は、配管内の圧力によって行われます。

直接熱供給を行う装置では、熱媒体容器とガラス真空装置は、ゴム製の接続リングを介して、一定の角度でフレームに取り付けられます。

装置 遮断弁を介して給水管に接続するタンク内の水位はロックバルブによって制御されます。

空気

水は空気よりもはるかに高い熱容量を有します。しかし、水の使用は、運転中に家庭で多くの問題（配管の腐食、圧力制御、集合体の状態変化など）を引き起こす可能性があります。 エアコレクター 奇抜ではなく、シンプルなデザインです。 これらのデバイスは他のタイプのデバイスを完全に置き換えることはできませんが、光熱費を削減することができます。

適用範囲

このタイプの機器が使用される 住宅の暖房、除湿システム そして 空気回収（処理）用農産物の乾燥などに利用されます。

デザイン

構成:

• 吸着器、ケース内部の熱吸収パネル。
• 強化ガラス製の外部断熱材。
• ハウジング壁と吸収体との間の断熱材。
• 密閉ハウジング。

写真5. 住宅暖房用の空気式太陽熱集熱器。この装置は建物の壁に垂直に固定されています。

装置は加熱対象物の近くに設置されている 空気ダクトでの熱損失が大きいためです。

動作原理

水を集める人とは異なり、 エアヒーターは熱を蓄積せず、すぐに断熱材に放出します。太陽光が装置の外側に当たって加熱され、空気が構造内で循環し始め、部屋が暖まります。

自分でエアコレクターを設計することもできます。 生産において利用可能な材料を使用する: 銅またはアルミニウム、チップボードパネル、アルミニウムおよび金属板で作られたビール缶。

写真6. 空気式太陽熱集熱器の概略図。図は装置の主要部品を示しています。

長所と短所

利点:

• デバイスの安価さ;
• 自分で設置・修理が可能。
• デザインのシンプルさ。

デメリット: 適用範囲が限られており（暖房のみ）、効率が低い。夜間、機器が閉じられていない場合は、冷房運転になります。

暖房システム用のソーラーコレクターキットの選択

デバイスの選択 設計作業の目的によって異なります。 ヘリオシステムは、空気を供給し、温水を供給し、プールの水を加熱するために使用されます。

力

太陽系の可能な電力を計算するには、 2つのパラメータを知る必要があります: 特定の地域における特定の時期の太陽放射量と、集熱器の有効吸収面積。これらの数値を掛け合わせる必要があります。

冬でもコレクターは使えますか？

真空装置 寒冷な気候での作業に対応する。 フラット 寒冷気候ではパフォーマンスが低く、南部地域に適しています。

寒冷環境での動作には適さない 空気構造 夜間は空気を暖めることができないからです。

大雨により不便が生じる冬季には機器が雪に覆われることが多く、定期的な清掃が必要になるためです。また、冷たい空気は蓄熱された熱を奪い、集熱器自体が雹によって損傷を受ける可能性があります。

適用範囲を考慮すると

産業界では太陽光発電システムの使用がより広まっています。太陽エネルギーは、発電所、蒸気発生器、淡水化プラントの運転に利用されています。真空集熱器は、家庭内の給湯、別荘、浴場などの暖房によく設置され、平面集熱器はあまり設置されていません。空調システムは、日中に空気を暖めることで暖房コストの削減に役立ちます。

真空コレクターは平面コレクターよりも 3 分の 1 の効率で動作します。 1 年を通して、節約額は 20 ～ 25% 増加します。 管状コレクターは他のコレクターに比べて降水による破壊的な影響を受けやすいため、その選択と設置は慎重に行う必要があります。

技術情報

コレクターを購入する際は動作条件に注意してください。 最も重要なパラメータは 総加熱面積、有効面積、熱損失指標、角度係数、効率パラメータ。

このデータを知ることで 生産性を計算できるようになります 特定のユニットの運用。購入者は、売主に対し、関連する計算および入手可能な証明書の提供を要求する権利を有します。

太陽光パネルによる暖房

各国では、 3分の2の日が晴れの日が多いソーラーパネルを設置しましょう。これらの装置は光電効果を利用して太陽のエネルギーを熱に変換します。

動作原理

これ 装置は、自律型と電力網から電力を供給されるものに分かれている。前者は蓄電装置にエネルギーを蓄積し、光がなくても暖房を継続できるようにします。後者は特殊なインバータを介して電力網に接続されます。この装置は非常に信頼性が高いですが、停電時には動作を停止します。

長所と短所

ソーラーパネルの使用は、火災警報システム、セキュリティ監視、暖房システムの円滑な動作を保証するのに役立ちます。

彼らは 環境に優しく、耐摩耗性に優れ、静かに動作します。

デメリットとしては生産性が低いことが挙げられます。特に温帯や寒冷な気候では、機器は 多額の投資が必要で、回収が遅い大量の補助装置と適切なメンテナンスが必要となります。

人気メーカー

世界トップクラスの太陽光パネル開発企業：

• シャープ （日本）;
• ファーストソーラー （アメリカ合衆国）;
• サンテックパワー株式会社 （中国）;
• トリナ・ソーラー （中国）
• 英利グリーンエネルギー （中国）。

役に立つビデオ

冬季におけるソーラーコレクターの動作を説明するビデオをご覧ください。

使用のメリット

コレクターの機能性を決定する要因は 消費者の居住地域。 特定の地域における年間の晴天日数が多いほど、ユニットの効率は高くなります。いずれにせよ、暖房に太陽エネルギーを利用することで、光熱費を多かれ少なかれ削減し、暖房サービスに依存しない生活を送ることができます。