JPS6349664A - 空気集熱式コレクタ− - Google Patents
空気集熱式コレクタ−Info
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- JPS6349664A JPS6349664A JP61193083A JP19308386A JPS6349664A JP S6349664 A JPS6349664 A JP S6349664A JP 61193083 A JP61193083 A JP 61193083A JP 19308386 A JP19308386 A JP 19308386A JP S6349664 A JPS6349664 A JP S6349664A
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Classifications
-
- 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
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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】
産業上の利用分野
この発明は、太陽熱を利用して効率よく温風を製造する
集熱装置に係り、より詳しくは密閉構造の風洞内に設け
た太陽熱を吸収する集熱材と同風洞内を通る流通空気と
の熱交換により温風を発生させる空気集熱式コレクター
に関する。
集熱装置に係り、より詳しくは密閉構造の風洞内に設け
た太陽熱を吸収する集熱材と同風洞内を通る流通空気と
の熱交換により温風を発生させる空気集熱式コレクター
に関する。
従来技術
Ｗｆｉは周知のとうり各種分野に用途を持ち、その需要
も極めて多い。この温風の多くは通常燃料により得るの
が一般的であるが、近年省エネルギ一対策として、この
温風を太陽熱により製造する方法が試みられている。
も極めて多い。この温風の多くは通常燃料により得るの
が一般的であるが、近年省エネルギ一対策として、この
温風を太陽熱により製造する方法が試みられている。
太陽熱を利用して温風を製造する方法は、基本的には、
太陽熱をある部材に吸収し、空気流との熱交換により温
風を得る空気集熱方式による方法であり、この方法を利
用した装置としては、上面をガラスまたは樹脂フィルム
で被覆してなる密閉構造の風洞内に黒色に塗装したアル
ミまたはステンレス製の吸熱材を敷設した構造のコレク
ターを用いた集熱装置が知られている。この装置は、風
洞を透過した太陽光を吸熱材に受光し、この吸熱材から
の対流伝熱により温風を発生させる方式である。
太陽熱をある部材に吸収し、空気流との熱交換により温
風を得る空気集熱方式による方法であり、この方法を利
用した装置としては、上面をガラスまたは樹脂フィルム
で被覆してなる密閉構造の風洞内に黒色に塗装したアル
ミまたはステンレス製の吸熱材を敷設した構造のコレク
ターを用いた集熱装置が知られている。この装置は、風
洞を透過した太陽光を吸熱材に受光し、この吸熱材から
の対流伝熱により温風を発生させる方式である。
しかし、この種の空気集熱方式は、風洞内に敷設した吸
熱材からの対流伝熱による熱交換方式でおるため、風洞
内の流通空気は該空気層の上下で温度差を生じ均一に昇
温されない欠点を有し、また空気流路の上下方向高さを
狭く形成しなければならないため、流通空気の速度が速
く圧力損失が大きくなる欠点があり、さらに集熱材から
の熱放散が大きく集熱材と空気の接触面積が不足する等
、太陽熱の集熱効率が低く、実用に供するには問題が多
い。
熱材からの対流伝熱による熱交換方式でおるため、風洞
内の流通空気は該空気層の上下で温度差を生じ均一に昇
温されない欠点を有し、また空気流路の上下方向高さを
狭く形成しなければならないため、流通空気の速度が速
く圧力損失が大きくなる欠点があり、さらに集熱材から
の熱放散が大きく集熱材と空気の接触面積が不足する等
、太陽熱の集熱効率が低く、実用に供するには問題が多
い。
このような問題点にかんがみ、集熱効率を向上させるべ
く、風洞内に空気流を遮るように集熱材を傾斜して設け
た空気集熱式コレクターが提案されている。この空気集
熱式コレクターは第４図にその概略を示すごとく、樹脂
フィルム等透明材料で外周面を被覆してなる密閉構造の
風洞（１１）内に、シート状集熱材（１６）を傾斜して
設けたものである。この方式の場合は、風洞内に吸熱材
を敷設する方式のものに比べ伝熱面積の増大がはかられ
ることにより集熱効率が高いという利点がおる。
く、風洞内に空気流を遮るように集熱材を傾斜して設け
た空気集熱式コレクターが提案されている。この空気集
熱式コレクターは第４図にその概略を示すごとく、樹脂
フィルム等透明材料で外周面を被覆してなる密閉構造の
風洞（１１）内に、シート状集熱材（１６）を傾斜して
設けたものである。この方式の場合は、風洞内に吸熱材
を敷設する方式のものに比べ伝熱面積の増大がはかられ
ることにより集熱効率が高いという利点がおる。
発明が解決しようとする問題点
従来の前記傾斜集熱材方式の空気集熱式コレクターは、
風洞の底面と上面との間に空気流路を完全に遮るような
形でシート状集熱材を傾斜設置しているため、流通空気
が比較的整流で伝熱効果に限度力価った。また、風洞内
底部はシート状集熱材からの放散熱およびシート状集熱
材を漏れた太陽光を遮断するために断熱材で密閉されて
いるが、太陽光の採光面となる風洞上面からの熱放散を
防止できないため熱損失が大きいという欠点がおった。
風洞の底面と上面との間に空気流路を完全に遮るような
形でシート状集熱材を傾斜設置しているため、流通空気
が比較的整流で伝熱効果に限度力価った。また、風洞内
底部はシート状集熱材からの放散熱およびシート状集熱
材を漏れた太陽光を遮断するために断熱材で密閉されて
いるが、太陽光の採光面となる風洞上面からの熱放散を
防止できないため熱損失が大きいという欠点がおった。
この発明はこのような欠点を解消するためになされたも
のであり、集熱効率の高い空気集熱式コレクターを提案
せんとするものでおる。
のであり、集熱効率の高い空気集熱式コレクターを提案
せんとするものでおる。
問題点を解決するための手段
この発明は従来の前記熱媒空気の流れに起因する伝熱効
果の問題、熱放散による熱損失の問題を解決する方法と
して、風洞内の太陽光採光面とシート状集熱材上端部と
の間に適当な空隙が形成されるようにシート状集熱材を
傾斜設置することを特徴とするものである。
果の問題、熱放散による熱損失の問題を解決する方法と
して、風洞内の太陽光採光面とシート状集熱材上端部と
の間に適当な空隙が形成されるようにシート状集熱材を
傾斜設置することを特徴とするものである。
すなわち、この発明は太陽光透過率のすぐれた樹脂フィ
ルムで外周面を被覆し、底部に断熱材層を設けてなる密
閉構造の風洞内に、該風洞を透過した太陽光を受光しか
つ同風洞内を通る空気流を遮るように傾斜して設けたポ
ーラスなシート状集熱材を有するコレクターであって、
風洞内の太陽光採光面とシート上集熱材上端部との間に
空隙を設けたことを特徴とする空気集熱式コレクターを
要旨とするものでおる。
ルムで外周面を被覆し、底部に断熱材層を設けてなる密
閉構造の風洞内に、該風洞を透過した太陽光を受光しか
つ同風洞内を通る空気流を遮るように傾斜して設けたポ
ーラスなシート状集熱材を有するコレクターであって、
風洞内の太陽光採光面とシート上集熱材上端部との間に
空隙を設けたことを特徴とする空気集熱式コレクターを
要旨とするものでおる。
すなわち、この発明は風洞内に傾斜設置するシート状集
熱材を該風洞の上面より若干下げて傾斜設置して空隙を
形成することによって、集熱材上層部を流れる比較的低
温な空気流で断熱層を形成し、シート状集熱材からの熱
放散をこの空気断熱層で阻止するとともに、風洞内での
空気流の速度が上層部（集熱材のない部分）と下層部（
集熱材部）で異なることによって乱流が発生し、集熱効
率の向上をはかったものである。
熱材を該風洞の上面より若干下げて傾斜設置して空隙を
形成することによって、集熱材上層部を流れる比較的低
温な空気流で断熱層を形成し、シート状集熱材からの熱
放散をこの空気断熱層で阻止するとともに、風洞内での
空気流の速度が上層部（集熱材のない部分）と下層部（
集熱材部）で異なることによって乱流が発生し、集熱効
率の向上をはかったものである。
空気集熱式コレクターの場合は、風洞を透過してきた太
陽光を受光する集熱部の溝成が重要で必り、特にその集
熱材の設置方法は最も集熱効率を左右すると考えられて
いる。そこでこの発明では、コレクターの空気流路空間
に空気流を遮る形で設置するシート状集熱材の上部に適
当な空隙を設ける方法をとったのでおる。すなわら、シ
ート状集熱材上部に空隙を設けることにより上部カバー
フィルム面下に比較的低温の空気層が形成され一種の断
熱効果が得られ、かつ集熱材上端で空気の渦流が形成さ
れ適度な乱流になるので、熱損失の軽減と伝熱効果の増
大がはかられ、集熱効率が向上する。
陽光を受光する集熱部の溝成が重要で必り、特にその集
熱材の設置方法は最も集熱効率を左右すると考えられて
いる。そこでこの発明では、コレクターの空気流路空間
に空気流を遮る形で設置するシート状集熱材の上部に適
当な空隙を設ける方法をとったのでおる。すなわら、シ
ート状集熱材上部に空隙を設けることにより上部カバー
フィルム面下に比較的低温の空気層が形成され一種の断
熱効果が得られ、かつ集熱材上端で空気の渦流が形成さ
れ適度な乱流になるので、熱損失の軽減と伝熱効果の増
大がはかられ、集熱効率が向上する。
このシート状集熱材としては、特に限定するものではな
いが、炭素繊維の抄造シートまたは不織布で製作したス
クリーンが好適である。この炭素繊維スクリーンは、炭
素繊維シートで製作され、太陽光を受は昇温したスクリ
ーンの微小空隙を熱媒空気が通過することで効果的な熱
交換を行なう構造になっている。このようなシート状集
熱材は有効伝熱面積の増大と圧力損失の軽減がはかられ
るという点で右利である。
いが、炭素繊維の抄造シートまたは不織布で製作したス
クリーンが好適である。この炭素繊維スクリーンは、炭
素繊維シートで製作され、太陽光を受は昇温したスクリ
ーンの微小空隙を熱媒空気が通過することで効果的な熱
交換を行なう構造になっている。このようなシート状集
熱材は有効伝熱面積の増大と圧力損失の軽減がはかられ
るという点で右利である。
発明の図面による開示
第１図はこの発明の好適な空気集熱式コレクターの部分
構造を示す縦断側面図、第２図は同上コレクターの全体
構成を示す概略図である。
構造を示す縦断側面図、第２図は同上コレクターの全体
構成を示す概略図である。
すなわち、風洞（１）は例えば角形鋼管材からなる枠体
（２）で本体枠組を構成し、この本体枠組の両側面を太
陽光透過率のすぐれた樹脂フィルム（３）で被覆し、底
面を例えば薄鋼板（４−１）とグラスウール（４−２）
で構成した断熱材（４）で覆い、完全密閉構造の集熱空
気流路（５）を構成する。この集熱空気流路（５）内に
傾斜設置するシート状集熱材（６）は、上端部に空隙（
７）が形成されるようにセットする。なお、断熱材（４
）は単層に限らず多層でもよい。
（２）で本体枠組を構成し、この本体枠組の両側面を太
陽光透過率のすぐれた樹脂フィルム（３）で被覆し、底
面を例えば薄鋼板（４−１）とグラスウール（４−２）
で構成した断熱材（４）で覆い、完全密閉構造の集熱空
気流路（５）を構成する。この集熱空気流路（５）内に
傾斜設置するシート状集熱材（６）は、上端部に空隙（
７）が形成されるようにセットする。なお、断熱材（４
）は単層に限らず多層でもよい。
ここで、集熱空気流路（６）は性能面、製作面、空気流
れの状態から高さを２００ｆｆ１ｍ前後とするのが好ま
しい。また、空隙（７）の間隔りは特に限定するもので
はないが、集熱空気流路（６）の高さの５〜２０％程度
が適切である。すなわち、５％未満では空隙が小さく、
熱媒空気が集熱材下部に多く流れ、空隙を設けない場合
とさほど変化がなく、他方、２０％を越えると空隙が大
きくなるためその部分に集中して空気が流れることにな
り、シート状集熱材（６）の中を通る空気量が減少して
十分な熱交換が行なわれないためである。
れの状態から高さを２００ｆｆ１ｍ前後とするのが好ま
しい。また、空隙（７）の間隔りは特に限定するもので
はないが、集熱空気流路（６）の高さの５〜２０％程度
が適切である。すなわち、５％未満では空隙が小さく、
熱媒空気が集熱材下部に多く流れ、空隙を設けない場合
とさほど変化がなく、他方、２０％を越えると空隙が大
きくなるためその部分に集中して空気が流れることにな
り、シート状集熱材（６）の中を通る空気量が減少して
十分な熱交換が行なわれないためである。
作 用
上記のごとく構成された空気集熱式コレクターにおいて
、太陽光は風洞（１）上面の樹脂フィルム（３）を透過
して傾斜配置のシート状集熱材（６）にて受光され、該
集熱材に太陽熱が蓄えられる。風洞（１）の空気流路（
６）内を通される空気流は、シート状集熱材（６）を流
れる空気流と該集熱材の上層部（空隙部）を流れる空気
流とに分れ、上層部を流れる空気流は下層部を流れる空
気流よりも流速が速くなるため上層部に比較的低温の空
気層が形成され、これがいわゆる断熱層となってシート
状集熱材（６）からの熱放散を抑制する。一方、下層部
を流れる空気流はシート状集熱材（６）を通過していく
間に熱交換されて昇温されるが、この時、空気流路（６
）内の空気流は上層部と下層部で流速が異なるため乱流
となり、熱交換率が高くなる。従って、熱損失の軽減と
熱交換率のアップにより集熱効率が飛躍的に向上する。
、太陽光は風洞（１）上面の樹脂フィルム（３）を透過
して傾斜配置のシート状集熱材（６）にて受光され、該
集熱材に太陽熱が蓄えられる。風洞（１）の空気流路（
６）内を通される空気流は、シート状集熱材（６）を流
れる空気流と該集熱材の上層部（空隙部）を流れる空気
流とに分れ、上層部を流れる空気流は下層部を流れる空
気流よりも流速が速くなるため上層部に比較的低温の空
気層が形成され、これがいわゆる断熱層となってシート
状集熱材（６）からの熱放散を抑制する。一方、下層部
を流れる空気流はシート状集熱材（６）を通過していく
間に熱交換されて昇温されるが、この時、空気流路（６
）内の空気流は上層部と下層部で流速が異なるため乱流
となり、熱交換率が高くなる。従って、熱損失の軽減と
熱交換率のアップにより集熱効率が飛躍的に向上する。
実施例
第３図にこの発明の空気集熱式コレクターの性能曲線を
、空隙を設けない場合と比較して示す。
、空隙を設けない場合と比較して示す。
第３図中、横軸のΔ℃は集熱温度（コレクター出入口温
度の平均値）と外気温度との差、■は日射量である。本
実施例における装＠諸元および操業条件をそれぞれ第１
表および第２表に示す。
度の平均値）と外気温度との差、■は日射量である。本
実施例における装＠諸元および操業条件をそれぞれ第１
表および第２表に示す。
第３図から明らかなごとく、シート状集熱材の上部に空
隙を設けた場合は、空隙を設けない場合に比べて集熱効
率が高い。これは、シート状集熱材の上部に設けた空隙
の作用により、上部カバーフィルム面下に低温の空気層
が形成され一種の断熱効果が得られることと、集熱材上
端で空気の渦流が形成され適度な乱流になるためと推察
される。
隙を設けた場合は、空隙を設けない場合に比べて集熱効
率が高い。これは、シート状集熱材の上部に設けた空隙
の作用により、上部カバーフィルム面下に低温の空気層
が形成され一種の断熱効果が得られることと、集熱材上
端で空気の渦流が形成され適度な乱流になるためと推察
される。
以下余白
第 １ 表
第 ２ 表
発明の効果
この発明は上記のごとく、風洞内に空気流を遮るように
傾斜して設けるシート状集熱材の上端部に空気の流通す
る空隙を形成することにより、風洞内の上層部に比較的
低温の空気層が形成され、これが断熱層となってシート
状集熱材からの熱放散を抑制し熱損失の軽減がはかられ
る効果を奏し、さらに集熱材上端で空気の渦流が形成さ
れ適度な乱流になることにより伝熱効果が良好となり、
集熱効率の向上がはかられるという大なる効果を奏する
ものである。
傾斜して設けるシート状集熱材の上端部に空気の流通す
る空隙を形成することにより、風洞内の上層部に比較的
低温の空気層が形成され、これが断熱層となってシート
状集熱材からの熱放散を抑制し熱損失の軽減がはかられ
る効果を奏し、さらに集熱材上端で空気の渦流が形成さ
れ適度な乱流になることにより伝熱効果が良好となり、
集熱効率の向上がはかられるという大なる効果を奏する
ものである。
第１図はこの発明の好適な空気集熱式コレクターの部分
構造を示す縦断側面図、第２図は同上コレクターの全体
構成を示す概略図、第３図はこの発明の実施例における
集熱効率を示す図、第４図は従来の空気集熱式コレクタ
ーを示す概略図でおる。 １・・・風洞、２・・・枠体、３・・・樹脂フィルム、
４・・・断熱材、５・・・集熱空気流路、６・・・シー
ト状集熱材、７・・・空隙。 第１図 第２図 第３図 ０ α０５ ０
．１０Δｔ／Ｉ（−２°”””／Ｋｃａｌ） 第４図
構造を示す縦断側面図、第２図は同上コレクターの全体
構成を示す概略図、第３図はこの発明の実施例における
集熱効率を示す図、第４図は従来の空気集熱式コレクタ
ーを示す概略図でおる。 １・・・風洞、２・・・枠体、３・・・樹脂フィルム、
４・・・断熱材、５・・・集熱空気流路、６・・・シー
ト状集熱材、７・・・空隙。 第１図 第２図 第３図 ０ α０５ ０
．１０Δｔ／Ｉ（−２°”””／Ｋｃａｌ） 第４図
Claims (1)
- 太陽光透過率のすぐれたフィルムで外周面を被覆し、底
部に断熱材層を設けてなる密閉構造の風洞内に、該風洞
を透過した太陽光を受光しかつ同風洞内を通る空気流を
遮るように傾斜して設けたポーラスなシート状集熱材を
有するコレクターであって、風洞内の太陽光採光面と前
記集熱材上端部との間に空隙を設けたことを特徴とする
空気集熱式コレクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61193083A JPH086971B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 空気集熱式コレクタ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61193083A JPH086971B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 空気集熱式コレクタ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6349664A true JPS6349664A (ja) | 1988-03-02 |
| JPH086971B2 JPH086971B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=16301940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61193083A Expired - Fee Related JPH086971B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 空気集熱式コレクタ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086971B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5166004B2 (ja) * | 2007-11-21 | 2013-03-21 | 康臣 三木 | 空気式太陽集熱装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5230664U (ja) * | 1975-08-26 | 1977-03-03 |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP61193083A patent/JPH086971B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5230664U (ja) * | 1975-08-26 | 1977-03-03 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH086971B2 (ja) | 1996-01-29 |
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