太陽熱「集熱器」
太陽熱温水器システムに中枢機能を有するのが「集熱器」となります。「集熱器」自体の仕組みは いたってシンプルなもので、エネルギー変換効率の向上という形で技術進歩してきましたが仕組みその ものはあまり大きな違いはありません。
太陽熱「集熱器」の種類
太陽熱利用機器の集熱器部分には大きく分けて平板型集熱器、真空管型集熱器、集光型集熱器の3種類があります。
「平板型集熱器」と「真空管型集熱器」では配管素材などの違いにより分類。「集光型集熱器」は”光を集める仕組み” が他の2つと異なっています。
1)平板型集熱器
最も単純な形式の集熱器となっています。平板型・黒色の集熱面に直接熱媒(水や不凍液)を接触させる ことによって”熱交換”を行い集熱する仕組みです。 構造が簡単なため、製造コストが最も安くできるのが最大のメリットとなっています。
デメリットとしては集光側においてカバーガラスと 集熱部との間の対流損失が大きく、100℃以上の高温を得るのが難しいことがあげられます。
2)真空管型集熱器
内部を真空にしたガラス管の中に熱媒を通す管と集熱板を設けた構造を複数並べる構造と なっています。 カバーガラスとの間の対流による損失がなく、高効率で集熱することができるのが最大の メリットとなります。(最大約200℃)
内部の真空を長期に亘って維持する必要があるため、高度な製造技術を要するとともに 平板型に比較して一般的に高価であるのが課題となっています。
3)集光型集熱器
太陽の移動に伴って、太陽を追尾する機能を有しているのが「集光型集熱器」となります。 一般家庭用としては”価格””設置範囲”の関係から活用されることはなく、基本的には 中規模以上の「太陽熱温水活用システム」として利用される集熱器です。
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太陽熱温水器「集熱器」システムの今後
自然エネルギー活用が様々な視点から推進されてきていることを考えると、今後はひとつの エネルギー資源に頼るのではなく、複数(多数)の自然エネルギー資源を同時に有効活用してい くということが大きなポイントとなるのではないでしょうか。
実際、複数自然エネルギー資源を上手に同調させながら、生活エネルギーへと利用していく 研究開発が進んでいます。
「太陽熱温水器」システムも同様に、単体での利用ではなく、他の自然エネルギー活用方法 と同調させたシステムとして開発が推進されていくことになると考えています。現時点において も、下記のような「複合システム」が開発・販売されることになりそうです。今後に期待したい 技術ですね。
◆「ヒートポンプシステム(空気熱交換)」と「太陽熱温水器システム」の融合。
◆「太陽熱集熱器」を共同利用の太陽熱温水器システム
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