JPS5817383B2 - 太陽集熱器 - Google Patents

太陽集熱器

Info

Publication number
JPS5817383B2
JPS5817383B2 JP55086786A JP8678680A JPS5817383B2 JP S5817383 B2 JPS5817383 B2 JP S5817383B2 JP 55086786 A JP55086786 A JP 55086786A JP 8678680 A JP8678680 A JP 8678680A JP S5817383 B2 JPS5817383 B2 JP S5817383B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
plate
heat collecting
collecting plate
solar collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55086786A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5712257A (en
Inventor
正晴 石田
勇 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Sogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Sogyo KK filed Critical Yazaki Sogyo KK
Priority to JP55086786A priority Critical patent/JPS5817383B2/ja
Publication of JPS5712257A publication Critical patent/JPS5712257A/ja
Publication of JPS5817383B2 publication Critical patent/JPS5817383B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽熱器温水器、太陽熱冷暖房システム等に
おいて使用される太陽集熱器に関する。
第1図は、一般の太陽集熱器1を示す説明図である。
この太陽集熱器1は、太陽光線を熱エネルギーに変換し
てこれを水等の熱媒に伝達する集熱。
板2と、集熱板2に形成されて熱媒の経路となっている
熱媒流路3と、太陽光線を透過させ、かつ集熱板2から
の対流熱損失を防止するとともに集熱板2を外部からの
汚損に対して保護するガラス等からなる透明板4と、裏
面側への熱損失を防止Jする断熱材5と、集熱器全体を
包んで透明板4とともに集熱板2、断熱材5を保護する
外箱6とからなっている。
このような太陽集熱器の集熱性能は吸収エネルギーの対
流、放射および伝導による熱損失をいかに抑制するかに
よって定められる。
このような熱損失を抑制する方法として、従来から集熱
板2の表面に放射損失を抑制する選択吸収面処理を施し
たり、集熱板2と透明板4との間に、第2図に示される
ような透明なハニカム構造体7等の、対流損失を抑制す
る対流防止構造体が配設されている。
第3図および第4図は、このような対流防止構造体を有
してなる従来の太陽集熱器10および太陽集熱器20を
示す説明図である。
ここで、太陽集熱器10においては、ハニカム構造体1
1が、集熱板2と透明板4との間に、集熱板2と透明板
4の両者に接触する状態で配設されている。
また太陽集熱器20においては、ハニカム構造体21が
、集熱板2と透明板4との間に、集熱板2には接触し、
透明板4には接触しない状態で配設されている。
しかしながら、このような従来の太陽集熱器10および
太陽集熱器20においては、ハニカム構造体11.21
が集熱板2に接触配置されることから加熱されて多くの
熱線を放出し、集熱板2の表面に放射損失を抑制する選
択吸収面処理が施されているにもかかわらず、ハニカム
構造体11゜21から透明板4への放射損失が犬となっ
ている。
また、太陽集熱器10および太陽集熱器20においては
、ハニカム構造体11.21が高温度状態の集熱板2に
接触配置されていることから、200°C〜250℃程
度の高温度に対する高い耐熱性が要求される。
また、太陽集熱器10においては、ハニカム構造体11
が、集熱板2と透明板4との間に、集熱板2と透明板4
の両者に間隙を介することなく接触配置されていること
から、風圧もしくは積雪荷重等の外力に基づく透明板4
の変形によって破壊されるという問題点がある。
本発明は、上記従来の問題点にかんがみなされたもので
あって、対流損失防止構造体を、その必要耐熱温度が低
くなるとともに破壊の虞れのない状態に設定し、対流、
放射および伝導の3形態による熱損失を抑制することが
できる太陽集熱器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、表面に透明板が
設けられる箱体内に集熱板を収容してなる太陽集熱器に
おいて、前記集熱板の表面に選択吸収面処理を施し、前
記透明板と集熱板との間に、■ 高さを、〔略−×(透明板と集熱板との間隔)〕とする
透明な対流損失防止構造体を、透明板に接触する状態に
配設するようにしたものである。
以下、本発明を創作するに至った、本発明者の実験結果
について説明する。
第5図は、透明な対流損失防止構造体7Aの、透明板と
集熱板との間における配設位置が、太陽集熱器の放熱量
に及ぼす影響を示す線図である。
この実験においては、第6図に示されるように、集熱板
2と透明板4のなす間隔L(25mm)の間で、開口H
XH(5mmX5mm)なる角筒を集合した高さl(1
0m1rt)なる対流損失防止構造体7Aを透明板4と
の接触位置から集熱板2との接触位置まで移動し、対流
損失防止構造体7Aの各配設取置における放熱量を測定
した。
ここで、対流損失防止構造体7Aの配設位置は、対流損
失防止構造体7Aの中央位置の透明板4に対する距離X
で表示されている。
また、この実験においては、表面に黒色塗装処理(BP
)を施した集熱板と、表面に選択吸収面処理(SS)を
施した集熱板とが用いられ、各集熱板の使用下で上記放
熱量が測定された。
すなわち、この第5図によれば、黒色塗装処理−/1≦
施太わτt1ス焦執銅、9の仲田玉↓γセ、dス柑瘉オ
昌して示されている。
この第5図に示される実験結果によれば、集熱板2の表
面には選択吸収面処理を施し、透明な対流損失防止構造
体7Aを透明板に接触する状態に配設する場合に、太陽
集熱器の放熱量が最小となることが認められる。
第7図は、透明板と集熱板との間で、透明板に接触する
状態に配置されている、透明な対流損失防止構造体7A
の高さが、太陽集熱器の放熱量に及ぼす影響を示す線図
である。
この実験においては、第8図に示されるように、集熱板
2と透明板4のなす間隔L(25mm)の間で、開口H
XH(5mmX5im)なる角筒を集合した対流損失防
止構造体7Bを透明板4に接触配置するとともに、対流
損失防止構造体7Bの高さlを変化し、対流損失防止構
造体7Bの高さに対する放熱量を測定した。
また、この実験においては、表面に黒色塗装処理(BP
)を施した集熱板と、表面に選択吸収面処理(SS)を
施した集熱板とが用いられ、各集熱板の使用下で上記放
熱量が測定された。
すなわち、この第7図によれば、黒色塗装処理が施され
てなる集熱板2の使用下における対流損失BP1、放射
損失BP2、対流および放射損失BP3、ならびに、選
択吸収面処理が施されてなる集熱板2の使用下における
対流損失S81、放射損失S82、対流および放射損失
SS3が、それぞれ対流損失防止構造体7Aの高さに対
応して示されている。
この第7図に示される実験結果によれば、集熱板2の表
面には選択吸収面処理を施し、透明板に接触配置される
透明な対流損失防止構造体の高さを、略1/2XLとす
る場合に、太陽集熱器の放熱量が最小となることが認め
られる。
なお、上記各実験においては、開口HXT((5mmX
5im)なる角筒集合構造体を対流損失防止構造体の一
例として用いたが、対流損失防止構造体の断面形状が上
記角筒集合構造体と異なる場合にも、上記実験結果にお
けると略同−の結果を得ることが認められている。
また、本発明に採用される対流損失防止構造体は、その
厚みが薄く、赤外学に対・す・る悌朋4目V献五l亀′
iXk令IV1・°゛・へ熱工不ル
に る集熱板2、集熱板2の1部を構成して熱媒の
経路を形成している熱媒流路3、太陽光線を透過し、か
つ集熱板2からの対流熱損失を防止するとともに集熱板
2を外部からの汚損に対して保護するガラス板等からな
る透明板4、裏面側への熱損失を防止する断熱材5、集
熱器の全体を収容する外箱6を備えている。
更に、太陽集熱器30においては、集熱板2の表面に選
択吸収面処理を施し、かつ集熱板2と透明板4との間に
、フッ化エチレン系樹脂フィルム等の透明体からなる対
流損失防止構造体としてのハニカム構造体31が配設さ
れている。
ここで、ハニカム構造体31の構成材料となるフッ化エ
チレン系樹脂フィルムとしては、例えば4フツ化エチレ
ンと67フ化プロピレンとの共重合体FEP、4フツ化
エチレンとパーフロロアルキルビニルエーテルとの共重
合体PFA、4フツ化エチレンとエチレンとの共重合体
ETFB等が好適である。
次に上記実施例に係る太陽集熱器30の集熱特性および
構造特性を、表を参照し、第3図および第4図に示した
従来例に係る太陽集熱器10゜30、並びに第10図に
示されるように集熱板2と透明板4との間に、集熱板2
と透明板4との両者に接触することのない状態でハニカ
ム構造体41を配設してなる太陽集熱器40の各集熱特
性および構造特性と比較して説明する。
なお、各特性の効果は表において、定性的に示されると
ともに、並記される効果点数によって定量的にも示され
ている。
対流損失防止効果は、太陽集熱器10におけるようにハ
ニカム構造体11が集熱板2と透明板4との間に形成す
る空間が周囲と完全に仕切られている場合において犬で
あり、太陽集熱器40におけるようにハニカム構造体4
1の上下両方が開放されている場合において小さいが、
上記実施例の太陽集熱器30におけるようにハニカム構
造体31の下方のみが開放されている場合においても中
程塵の効果を示す。
放射損失防止効果は、集熱板2の表面に選択吸収面処理
を施すことによってそれ自体でかなり高い性能を示すが
、このような集熱板2に接する状態にハニカム構造体1
1.21をそれぞれ配置してなる太陽集熱器10および
太陽集熱器20においては、集熱板2によってハニカム
構造体11゜21が加熱されて多くの熱線を放出し、集
熱板2の表面に選択吸収面処理が施されているにもかか
わらず高い放射抑制効果を得ることができない。
これらに対して、上記実施例の太陽集熱器30において
はハニカム構造体31が、集熱板2と透明板4との間で
、可能な限り集熱板2から離れた位置に配設され、ハニ
カム構造体31自体の温度上昇が抑制されることから、
ハニカム構造体31からの熱線の放出が抑制され、良好
な放射損失防止効果を得ることが可能となる。
伝導損失は、ハニカム構造体31が集熱板2に接するこ
とがなく、ハニカム構造体31の温度が低いことからそ
の熱伝導率が小となる上記実施例の太陽集熱器30にお
いて最も小さくなる。
ハニカム構造体の必要耐熱温度は、太陽集熱器10およ
び太陽集熱器20におけるように、ハニカム構造体11
.21が集熱板2に接触する場合において高くなり、上
記実施例の太陽集熱器30におけるように、ハニカム構
造体31が集熱板2に接触することなく、また集熱板2
の表面から大きく離間配置される場合には150℃〜1
60°C程度の低い温度で足りることになる。
ハニカム構造体の外力による破壊性は、太陽集熱器10
におけるように、ハニカム構造体11が集熱板2と透明
板4との間に変位不可能に介装されている場合に破壊し
、上記実施例の太陽集熱器30におけるように、ハニカ
ム構造体31が透明板4の変形とともに集熱板2の側に
変位可能な場合には、何ら破壊されることがない。
第11図は、横軸に、単位の受熱面日射量J(Kcal
・m−2、h−1)に対する、熱媒平均温度の外気温塵
に対する温度差ΔT (°C)をとり、縦軸に集熱率η
をとり、上記実施例の太陽集熱器30の集熱効率を、前
記各太陽集熱器1,10゜20.40と比較して示す線
図である。
この第11図によれば、低温集熱領域を除く太陽集熱器
の通常集熱領域においては、上記実施例の太陽集熱器3
0による集熱効率が格別に優れていることが認められる
上記実施例に係る太陽集熱器30においては、対流損失
防止構造体としてハニカム構造体31を適用する場合に
ついて説明したが、このハニカム構造体31は、ハニカ
ム構造体31と同様な透明体からなる第12図Aに示さ
れる角筒集合構造体31A1もしくは第12図Bに示さ
れる円筒集合構造体31Bを用いるものであってもよい
更に、上記実施例に係る太陽集熱器30のハニカム構造
体31は、ハニカム構造体31と同様な透明体からなる
、第12図Cに示されるようなV溝構造体31C1もし
くは第12図りに示されるような円錐集合構造体31D
からなるものであってもよい。
■溝構造体31Cは、集熱板2と透明板4との中間空気
層を集熱板側と透明板側とに2分するとともに、集熱板
2との接触面積が小さくなることから、対流抑制効果が
大きくなるとともに、伝導による熱損失は抑制される。
また、円錐集合構造体31Dは、透明平板に多数の円錐
を突出形成するものであり、集熱板2と透明板4との中
間空気層を集熱板側と透明板側に2分するとともに、■
溝構造体31Cに比して集熱板2との接触面積が更に減
少可能となって、対流抑制効果が大きく、かつ伝導によ
る熱損失をより良好に抑制することが可能となる。
以上のように、本発明は、表面に透明板が設けられる箱
体内に集熱板を収容してなる太陽集熱において、前記集
熱板の表面に選択吸収面処理を施し、前記透明板と集熱
板との間に、高さを、〔略1/2 X (透明板と集熱
板との間隔)〕とする透明な対流損失防止構造体を、透
明板に接触する状態に配設するようにしたので、必要耐
熱温度が低くなるとともに破壊の虞れのない状態に対流
損失防止構造体を設定し、かつ、対流、放射、伝導の3
形態による熱損失を抑制することができるという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般の太陽集熱器を示す断面図、第2図は従来
の太陽集熱器に配設されてなる対流損失防止構造体を示
す斜視図、第3図および第4図はそれぞれ従来例に係る
太陽集熱器を示す断面図、第5図は太陽集熱器の放熱特
性を示す線図、第6図は第5図の特性を得るに用いられ
た太陽集熱器を示す断面図、第7図は太陽集熱器の他の
放熱特性を示す線図、第8図は第7図の特性を得るに用
いられた太陽集熱器を示す断面図、第9図は本発明に係
る太陽集熱器の1実施例を示す断面図、第10図は第9
図の太陽集熱器に対比される太陽集熱器を示す断面図、
第11図は太陽集熱器の集熱効率を示す線図、第12図
A、B、C,Dはそれぞれ本発明に係る太陽集熱器に適
用可能な対流損失防止構造体を示す斜視図である。 2・・・集熱板、4・・・透明板、30・・・太陽集熱
器、31・・・ハニカム構造体、31A・・・角筒集合
構造体、31B・・・円筒集合構造体、31C・・・■
溝構造体、31D・・・円錐集合構造体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 表面に透明板が設けられる箱体内に集熱板を収容し
    てなる太陽集熱器において、前記集熱板の表面に選択吸
    収面処理を施し、前記透明板と集熱■ 板との間に、高さを、〔略−×(透明板と集熱板との間
    隔)〕とする透明な対流損失防止構造体を、透明板に接
    触する状態に配設したことを特徴とする太陽集熱器。
JP55086786A 1980-06-26 1980-06-26 太陽集熱器 Expired JPS5817383B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55086786A JPS5817383B2 (ja) 1980-06-26 1980-06-26 太陽集熱器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55086786A JPS5817383B2 (ja) 1980-06-26 1980-06-26 太陽集熱器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5712257A JPS5712257A (en) 1982-01-22
JPS5817383B2 true JPS5817383B2 (ja) 1983-04-06

Family

ID=13896431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55086786A Expired JPS5817383B2 (ja) 1980-06-26 1980-06-26 太陽集熱器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5817383B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020047766A (ko) * 2000-12-14 2002-06-22 손재익 투명 단열재를 이용한 평판형 태양열 집열기
CN102563898B (zh) * 2012-01-04 2013-10-09 上海电力学院 一种co2充填蜂窝状盖板型高效集热器
CN102778053A (zh) * 2012-07-10 2012-11-14 苏州张扬能源科技有限公司 一种太阳能集热器

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5712257A (en) 1982-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0079976B1 (en) Solar heat collector
US4334524A (en) Solar heater with bondless honeycomb heat trap
US4098261A (en) Flat plate solar collector panel having extruded thermal conductors
US4117829A (en) Fur-like photothermal converter surface
US4243021A (en) Solar heat conversion panel and method of assembly
US4716882A (en) Solar heat collector
US8561603B2 (en) Solar collector and solar heating system using same
JPS5817383B2 (ja) 太陽集熱器
US3397301A (en) Electrical radiant heater having cellular air shield
JPH0711143Y2 (ja) 建物の窓ガラス
EP0076875B1 (en) Solar energy collector
JP2018179304A (ja) 太陽光利用装置及び太陽光利用システム
JP2009162473A (ja) 平板型真空太陽熱集熱器および太陽熱集熱装置
US4090495A (en) Solar energy collector
KR101464869B1 (ko) 태양열 진공집열패널 및 이를 이용한 태양열 집열모듈
US3974823A (en) Solar collector having minimum edge heat loss
US4085730A (en) Solar air heater
JPH0262794B2 (ja)
JPS5819017B2 (ja) 太陽集熱器
JPS5882578A (ja) 太陽電池
JPS59125358A (ja) 自然熱利用装置
JPS5819014B2 (ja) 太陽熱コレクタ−用ヒ−トパイプ
JPS6011406Y2 (ja) 太陽エネルギの吸収装置
JPS58224262A (ja) 太陽熱エネルギ−吸収パネル
JPS5937412B2 (ja) 太陽熱集熱器