JPS588947A - 太陽熱集熱器の集熱板 - Google Patents
太陽熱集熱器の集熱板Info
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- JPS588947A JPS588947A JP56105789A JP10578981A JPS588947A JP S588947 A JPS588947 A JP S588947A JP 56105789 A JP56105789 A JP 56105789A JP 10578981 A JP10578981 A JP 10578981A JP S588947 A JPS588947 A JP S588947A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- heat collecting
- heat
- collecting plate
- binder
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱集熱器の集熱板に関するもので、集熱効
率を向上させることを目的とする。
率を向上させることを目的とする。
近年、省エネルギーおよび石油代替エネルギーの観点か
ら太陽エネルギーが注目され、活発な開発や、家庭用給
湯機などへの実用化が推進されつつある。
ら太陽エネルギーが注目され、活発な開発や、家庭用給
湯機などへの実用化が推進されつつある。
ソーラ一応用としての各用途に応じて、太陽熱集熱器は
太陽熱利用システムの中心として、開発２ベーン′ が進めらｎ、平板型、管状、真空断熱管状、ヒートパイ
プ、集光式などが提案され、実用化されている。このう
ち、家庭の給湯用としては、平板型の太陽熱集熱器が主
体である。
太陽熱利用システムの中心として、開発２ベーン′ が進めらｎ、平板型、管状、真空断熱管状、ヒートパイ
プ、集光式などが提案され、実用化されている。このう
ち、家庭の給湯用としては、平板型の太陽熱集熱器が主
体である。
家庭用の太陽熱給湯システムは、汲み置き式。
自然循環式９強制循環式に大別されるが、現在自然循環
式が主流になりつつあり、また今後強制循環式も伸びる
であろうと予測されている。
式が主流になりつつあり、また今後強制循環式も伸びる
であろうと予測されている。
自然循環式または強制循環式の一水回路においては、集
熱板の水路が耐食的であることが要請されるため、使用
材料としては、ステンレス、銅などが用いられている。
熱板の水路が耐食的であることが要請されるため、使用
材料としては、ステンレス、銅などが用いられている。
また、集熱器の中に閉鎖系の腐食抑制剤を含む水ま之は
プロピレングリコ；ルなど全含有した不凍液を流し、貯
湯槽内で熱交換器を介して給湯水を加熱する工水回路方
式においては、集熱板の使用材料の選択の巾は広くなり
、例えば、亜鉛処理鋼板などの安価な材料の適用が可能
となる。
プロピレングリコ；ルなど全含有した不凍液を流し、貯
湯槽内で熱交換器を介して給湯水を加熱する工水回路方
式においては、集熱板の使用材料の選択の巾は広くなり
、例えば、亜鉛処理鋼板などの安価な材料の適用が可能
となる。
亜鉛メッキ鋼板の種類としては、電気亜鉛メッキ、溶融
亜鉛メッキをした後、鉄−亜鉛合金化処理を施した鋼板
などがある。そして集熱器の集熱板としての加工性、す
なわち絞り、溶接などの観点からは、鉄−亜鉛合金化処
理を施した亜鉛メッキ鋼板が最良である。
亜鉛メッキをした後、鉄−亜鉛合金化処理を施した鋼板
などがある。そして集熱器の集熱板としての加工性、す
なわち絞り、溶接などの観点からは、鉄−亜鉛合金化処
理を施した亜鉛メッキ鋼板が最良である。
前記鉄−亜鉛合金化処理を施した亜鉛メッキ鋼板を用い
て構成してなる太陽熱集熱器の集熱板は、経済性の面で
優れたメリット全有する。
て構成してなる太陽熱集熱器の集熱板は、経済性の面で
優れたメリット全有する。
このようにして形成した集熱板に太陽光の吸収能全付与
するために、従来は、亜鉛メッキ鋼板の表面上に、黒色
塗料を塗布して用いていた。
するために、従来は、亜鉛メッキ鋼板の表面上に、黒色
塗料を塗布して用いていた。
この黒色塗料は、カーボンブラックなどの黒色顔料と、
シリコーン樹脂、アクリル樹脂などの樹脂から成る塗料
で、この塗料の場合には、太陽光の吸収率（ｏ、３〜２
．０ ｐｍ ） Ｉｄ ０．９５位であるが、赤外光を
良く吸収するため、放射率（３〜３０μｍ）も高＜’０
．９５程度であった。
シリコーン樹脂、アクリル樹脂などの樹脂から成る塗料
で、この塗料の場合には、太陽光の吸収率（ｏ、３〜２
．０ ｐｍ ） Ｉｄ ０．９５位であるが、赤外光を
良く吸収するため、放射率（３〜３０μｍ）も高＜’０
．９５程度であった。
また亜鉛処理鋼板は、耐食性があまり良くないため、そ
の耐食性を改善するため、黒色塗料の下塗りとして耐食
塗料を用いることも行なわれていた。
の耐食性を改善するため、黒色塗料の下塗りとして耐食
塗料を用いることも行なわれていた。
本発明は、経済的に優れた太陽熱集熱器の集熱板におい
て、集熱効率を向上させる観点から、選択吸収性を付与
させようとするものである。
て、集熱効率を向上させる観点から、選択吸収性を付与
させようとするものである。
加工性の面で最適である鉄−亜鉛合金化処理を施した亜
鉛メッキ鋼板は、それ自体の放射率が高く、０．４６以
上の放射率上布している。したがってこの上に塗膜を形
成すれば、これに赤外域の吸収が加わるため、２〜３μ
ｍのフィルムで非常に赤外域の吸収の少ないフィルム全
形成したとしても、放射率は０．７全越えてしまうとい
う問題がある。
鉛メッキ鋼板は、それ自体の放射率が高く、０．４６以
上の放射率上布している。したがってこの上に塗膜を形
成すれば、これに赤外域の吸収が加わるため、２〜３μ
ｍのフィルムで非常に赤外域の吸収の少ないフィルム全
形成したとしても、放射率は０．７全越えてしまうとい
う問題がある。
本発明は、これらの問題上−挙に解決しようとするもの
である。
である。
第１図は一般的な平板式太陽熱集熱器の構造を示したも
ので、１は透明カバー、２は集熱板、３は断熱材である
。本発明の主要な点は、集熱板２の処理であるが、その
太陽光の受熱面側である表面と、裏面側のＢ面とに関し
て、第２図にその断面図全示す。この第２図において、
ａ層が鉄地部分であり、ｂ層が亜鉛メッキ層である。太
陽熱の受熱面側である表面は、第２図（イ）に示すよう
に、亜鉛メッキ層すの上に、表面の放射率を低下させる
ための、 １６ ｗｔ％以上のアルミニウム微粉末全含
有する耐食塗料層、すなわち０層を形成する。
ので、１は透明カバー、２は集熱板、３は断熱材である
。本発明の主要な点は、集熱板２の処理であるが、その
太陽光の受熱面側である表面と、裏面側のＢ面とに関し
て、第２図にその断面図全示す。この第２図において、
ａ層が鉄地部分であり、ｂ層が亜鉛メッキ層である。太
陽熱の受熱面側である表面は、第２図（イ）に示すよう
に、亜鉛メッキ層すの上に、表面の放射率を低下させる
ための、 １６ ｗｔ％以上のアルミニウム微粉末全含
有する耐食塗料層、すなわち０層を形成する。
また裏面側のＢ面は、第２図（ロ）に示すように０層の
みの処理を行なう。そしてまた表面に関しては、第２図
（イ）に示すように、さらに、０層の上に、膜厚が６μ
ｍ以下で、黒色顔料、アクリル系樹脂バインダーを主成
分とする塗膜層、すなわちｄ層を形成する。
みの処理を行なう。そしてまた表面に関しては、第２図
（イ）に示すように、さらに、０層の上に、膜厚が６μ
ｍ以下で、黒色顔料、アクリル系樹脂バインダーを主成
分とする塗膜層、すなわちｄ層を形成する。
上記構成において、２・６μｍ以下の波長光が大部分で
ある太陽光が表面に入射すると、これは主としてｄ層で
吸収され、熱に変換される。この熱は、０層を熱伝導で
伝わり、さらにｂ−＋ａ層を経て、水あるいは熱媒体へ
と伝達される。温度が上昇した平衡状態で、２・５μｍ
以上の赤外線の放射は、０層の表面側に配列しているア
ルミニウムの効果により、比較的低い放射率となり、表
面からの赤外線の放射をかなり押さえる。ｄ層は、６μ
ｍ以下と薄膜であり、しかも赤外線吸収の少ないバイ／
グー、顔料から成るため、０層の放射率を著しく上げる
ことはない。
ある太陽光が表面に入射すると、これは主としてｄ層で
吸収され、熱に変換される。この熱は、０層を熱伝導で
伝わり、さらにｂ−＋ａ層を経て、水あるいは熱媒体へ
と伝達される。温度が上昇した平衡状態で、２・５μｍ
以上の赤外線の放射は、０層の表面側に配列しているア
ルミニウムの効果により、比較的低い放射率となり、表
面からの赤外線の放射をかなり押さえる。ｄ層は、６μ
ｍ以下と薄膜であり、しかも赤外線吸収の少ないバイ／
グー、顔料から成るため、０層の放射率を著しく上げる
ことはない。
すなわち、ｄ層は、鉄、マンガン、銅、クロム。
コバルト、ニッケルの群から選択した１種以上の酸化物
または複合酸化物から成る顔料とアクリル樹脂バインダ
ーから成る。
または複合酸化物から成る顔料とアクリル樹脂バインダ
ーから成る。
０層に用いるアルミニウム微粉末はり−フイング性が良
く、０層の塗膜表面に浮んで平行配列する傾向のものを
用いる。
く、０層の塗膜表面に浮んで平行配列する傾向のものを
用いる。
また０層に適用されるバインダーとしては、その耐食性
、耐熱性、塗装作業性などの観点から各種バインダーが
適用可能である。特に好ましいバインダーとしては、エ
ポキシ樹脂が挙げられるうこのような処理を施すことに
より、太陽熱集熱器の裏面（Ｂ面）からの放射は少なく
なり、しかも、受熱面（表面）は選択吸収性を保持し、
さらに全体の耐食性等も優れた太陽熱集熱器の集熱板が
得られる。
、耐熱性、塗装作業性などの観点から各種バインダーが
適用可能である。特に好ましいバインダーとしては、エ
ポキシ樹脂が挙げられるうこのような処理を施すことに
より、太陽熱集熱器の裏面（Ｂ面）からの放射は少なく
なり、しかも、受熱面（表面）は選択吸収性を保持し、
さらに全体の耐食性等も優れた太陽熱集熱器の集熱板が
得られる。
以下、本発明の実施例について詳述する。
選択吸収性の評価は以下の方法で行なった。吸型自記分
光光度計（入射角８°、積分球反射装置付）を用いて、
波長０．３〜２・０μｍの間での測定値から、６ｏＯｏ
ｏＫの黒体の輻射率に対して計算して、塗膜の特性値と
した。また放射率εの評価は、ＤＩＥＶＩＣＥＳ ＆
５ＩＣＲＶＩＣＩＣ８ＣＯＭＰＡ）ｉＹ 社製のＤ ａ
ｎｄ Ｓ ＡＥＲＤ型放射率計を用いて、直接試料表面
の放射率を評価した。
光光度計（入射角８°、積分球反射装置付）を用いて、
波長０．３〜２・０μｍの間での測定値から、６ｏＯｏ
ｏＫの黒体の輻射率に対して計算して、塗膜の特性値と
した。また放射率εの評価は、ＤＩＥＶＩＣＥＳ ＆
５ＩＣＲＶＩＣＩＣ８ＣＯＭＰＡ）ｉＹ 社製のＤ ａ
ｎｄ Ｓ ＡＥＲＤ型放射率計を用いて、直接試料表面
の放射率を評価した。
（実施例）
亜鉛処理鋼板として、新日本製鉄■製の「シルバーアロ
イ」（商品名）を用い、かつこれ全６０朋Ｘ１００ｊｆ
ｆＸ０．８闘ｔの寸法に切断してテストピースとして用
いた。その試料は素地としての放射率が０．６８であっ
た。
イ」（商品名）を用い、かつこれ全６０朋Ｘ１００ｊｆ
ｆＸ０．８闘ｔの寸法に切断してテストピースとして用
いた。その試料は素地としての放射率が０．６８であっ
た。
そしてポリエステル変成シリコーン樹脂をこの下塗り塗
料のバインダーとして用いるが、このポリエステル変成
シリコーン樹脂は、大日本インキ■製のロードシルレジ
ン＋９０３１１用いた。そしてこのポリエステル変成シ
リコーン樹脂と、アルミニウム粉末（東洋アルミニウム
■製のアルペースト≠０２１６Ｍ ）とを配合比を変え
、かつボールミルを用いて２４時間分散混合して塗料を
調合した。この場合、必要に応じて粘度調整のため、エ
チレングリコールジアセテーＩｆ用いた。このようにし
て、調合した塗料全豹３０μの膜厚で、亜鉛処理鋼板の
表面に塗装した。
料のバインダーとして用いるが、このポリエステル変成
シリコーン樹脂は、大日本インキ■製のロードシルレジ
ン＋９０３１１用いた。そしてこのポリエステル変成シ
リコーン樹脂と、アルミニウム粉末（東洋アルミニウム
■製のアルペースト≠０２１６Ｍ ）とを配合比を変え
、かつボールミルを用いて２４時間分散混合して塗料を
調合した。この場合、必要に応じて粘度調整のため、エ
チレングリコールジアセテーＩｆ用いた。このようにし
て、調合した塗料全豹３０μの膜厚で、亜鉛処理鋼板の
表面に塗装した。
次表に、下塗り層のみを上記の方法で塗装した際の試料
についての、アルミニウム配合率（ｗｔ％）と、放射率
との関係を示す。この表に見られるように、アルミニウ
ム量が増大するに伴って、放射率εは低くなる。１５ｗ
ｔ％以上で飽和していく傾向となる。そして１５蛸４以
上となれば表面はほぼ完全に隠ぺいされるものと考えら
れる。
についての、アルミニウム配合率（ｗｔ％）と、放射率
との関係を示す。この表に見られるように、アルミニウ
ム量が増大するに伴って、放射率εは低くなる。１５ｗ
ｔ％以上で飽和していく傾向となる。そして１５蛸４以
上となれば表面はほぼ完全に隠ぺいされるものと考えら
れる。
じシリコーン系バイシダーを用いて、約３０μの膜厚で
塗装した。この塗装は、基材をトリクレン脱脂した後、
スプレー法にて行ない、１５分間室温で放置した後、２
００℃で３０分間焼成した。
塗装した。この塗装は、基材をトリクレン脱脂した後、
スプレー法にて行ない、１５分間室温で放置した後、２
００℃で３０分間焼成した。
この場合の試料も、上記表の試料と同様の手順で調整し
ている。そしてこの試料は、０．２２〜０．２６の範囲
の放射率を示した。
ている。そしてこの試料は、０．２２〜０．２６の範囲
の放射率を示した。
また上記試料について、密着性、耐蒸気性、耐水性、耐
熱性、耐食性を試験したが、極めて優れた表面物性金示
した。
熱性、耐食性を試験したが、極めて優れた表面物性金示
した。
また他の実施例として、大日精化■製のＦｅ２Ｏ３・Ｍ
ｎ０ｚ・ＣｕＯ系顔料である「ダイピロキサイドカラー
＋９５５０Ｊ （商品名）２６重量部に、メタアクリル
酸エステル樹脂としての日本合成化学■製の「コーポニ
ールムＺ−４０ＴＪ（商品名）を１００重量部、トルエ
ンを４０重量部加え、これらをボールミルを用いて、１
２時間滲散混合して塗料を調合した。そしてこの塗料を
、約４μｍの膜厚で、すでにシリコーン系樹脂で下塗り
した塗１０ページ 膜の上に塗装置て、５０’Ｃで６分乾燥した。この試料
は、吸収率α＝０．９３〜０．９４．放射率ε＝０．４
１〜０・４４の性能を示した。
ｎ０ｚ・ＣｕＯ系顔料である「ダイピロキサイドカラー
＋９５５０Ｊ （商品名）２６重量部に、メタアクリル
酸エステル樹脂としての日本合成化学■製の「コーポニ
ールムＺ−４０ＴＪ（商品名）を１００重量部、トルエ
ンを４０重量部加え、これらをボールミルを用いて、１
２時間滲散混合して塗料を調合した。そしてこの塗料を
、約４μｍの膜厚で、すでにシリコーン系樹脂で下塗り
した塗１０ページ 膜の上に塗装置て、５０’Ｃで６分乾燥した。この試料
は、吸収率α＝０．９３〜０．９４．放射率ε＝０．４
１〜０・４４の性能を示した。
またこの塗膜は、良好な密着性、耐熱性、耐候性（ウェ
ザ−メーターおよび屋外暴露）を示した。
ザ−メーターおよび屋外暴露）を示した。
上記実施例で示した集熱板を採用した太陽熱集熱器のモ
デルに関し、シュミレーション計算によって、強制循環
システムに適用した場合を評価したところ、従来の黒色
塗料の場合と比較して６〜１０％の年間集熱量が向上す
るという結果が得らｎた。
デルに関し、シュミレーション計算によって、強制循環
システムに適用した場合を評価したところ、従来の黒色
塗料の場合と比較して６〜１０％の年間集熱量が向上す
るという結果が得らｎた。
以上のように本発明の集熱板は、亜鉛処理鋼板の表側と
裏側の両面に、アルミニウム微粉末を１６ ｖｔ％以上
含有する耐食塗料層を形成し、さらに太陽光の受熱側で
ある面にのみ、前記耐食塗料層の上に、膜厚が５μｍ以
下で、かつ黒色顔料。
裏側の両面に、アルミニウム微粉末を１６ ｖｔ％以上
含有する耐食塗料層を形成し、さらに太陽光の受熱側で
ある面にのみ、前記耐食塗料層の上に、膜厚が５μｍ以
下で、かつ黒色顔料。
アクリル系樹脂、バインダーを主成分とする層を形成し
ているため、従来の黒色塗料を施したものに比べ、集熱
効率を著しく向上させることができ“るものである。
ているため、従来の黒色塗料を施したものに比べ、集熱
効率を著しく向上させることができ“るものである。
１１ベージ゛
第１図は本発明の一実施例における集熱板を採用した平
板型太陽熱集熱器の断面図、第２図（イ）。 （ロ）は同集熱板の断面構造全示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
板型太陽熱集熱器の断面図、第２図（イ）。 （ロ）は同集熱板の断面構造全示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (1)
- 亜鉛処理鋼板の表側と裏側の両面に、アルミニウム微粉
末’ｉ１５ｆｔ％以上含有する耐食塗料層を形成し、さ
らに太陽光の受熱側である面にのみ、前記耐食塗料層の
上に、膜厚が６μｍ以下で、かつ黒色顔料、アクリル系
樹脂、バインダーを主成分とする層を形成したことを特
徴とする太陽熱集熱器の集熱板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105789A JPS588947A (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 太陽熱集熱器の集熱板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105789A JPS588947A (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 太陽熱集熱器の集熱板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS588947A true JPS588947A (ja) | 1983-01-19 |
| JPS624626B2 JPS624626B2 (ja) | 1987-01-31 |
Family
ID=14416896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56105789A Granted JPS588947A (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 太陽熱集熱器の集熱板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS588947A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53134241A (en) * | 1977-03-03 | 1978-11-22 | Eltreva Ag | Method of forming films selectively absorbing solar energy on metallic substrate |
-
1981
- 1981-07-06 JP JP56105789A patent/JPS588947A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53134241A (en) * | 1977-03-03 | 1978-11-22 | Eltreva Ag | Method of forming films selectively absorbing solar energy on metallic substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS624626B2 (ja) | 1987-01-31 |
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