BTE平板型太陽熱集熱器：設計と効率の徹底分析

太陽熱技術は、太陽の豊富なエネルギーを利用するための実証済みかつ信頼性の高い方法です。様々な設計の中でも、BTE平板型太陽熱コレクターは、その堅牢性、シンプルさ、そして優れた統合性が高く評価され、業界の礎となっています。一般的な真空管式とは異なり、BTE平板型コレクターは直接吸収と効率的な熱伝達の原理に基づいて動作するため、住宅や商業施設の幅広い用途に最適です。本書では、現代の平板型コレクターを優れた選択肢にしている複雑なエンジニアリングと高度な製造プロセスについて説明します。

コアコンポーネントの分解

平板型集熱器は、一見シンプルな長方形の箱に収められた熱工学の傑作です。各部品は、太陽光の吸収を最大化し、熱損失を最小限に抑えるよう、綿密に設計されています。

1. 高透過率低鉄強化ガラスカバー

太陽光が集光器へと到達する旅は、ここから始まります。これは普通のガラスではありません。高品質の低鉄強化ガラスで作られています。鉄含有量が少ないため、緑がかった色合いが大幅に軽減され、太陽放射エネルギーの最大94%が遮られることなく透過します。また、このガラスは低鉄強化ガラスであるため、雹や破片による衝撃にも非常に強いです。さらに、表面には反射防止コーティングが施されていることが多く、これにより光透過率がさらに高まり、パネル全体の放射率が低下して内部に熱が閉じ込められます。

2. 高耐候性選択吸収板

コレクターの心臓部は吸収プレートで、通常は濃い青か黒に仕上げられています。ここで光熱変換の魔法が起こります。現代のコレクターは、（全自動マグネトロンスパッタリング生産ラインを使用して、耐候性の高い選択吸収コーティング PVD ​​と D-DOS を作成する）を採用しています。この高度なプロセスでは、真空チャンバー内で金属プレート（通常は銅またはアルミニウム）にイオンを照射し、顕微鏡的に薄い耐久性のある層を堆積します。このコーティングには 2 つの重要な特性があります。高い吸収率（α > 0.95）は入射する太陽放射の 95% 以上を捕捉し、低い放射率（ε < 0.10）は捕捉した熱をほとんど放射しません。この「選択的」な性質が高温効率の鍵となります。

3. レーザー溶接流路システム

熱伝達流体が流れるパイプ網が吸収プレートに取り付けられています。多くのコレクターが接合不良のために故障する重要な接合部です。当社の技術はレーザー溶接技術を用いて、熱伝達流体が吸収プレートと銅製のライザーチューブの間に恒久的な冶金結合を形成します。この結合によりエアギャップがなくなり、プレートから流体への最適な熱伝導性が確保されます。これらのチャネルは「サーペンタイン」またはハープ型に設計されており、流体の均一な分配を確保し、圧力損失を最小限に抑えることで、BTE熱システム全体の性能を向上させます。

4. フレームとバックプレート

アセンブリ全体は、通常はアルミニウム製の堅牢で耐候性のあるケースに収められています。背面と側面は、高温のミネラルウールまたはポリウレタンフォームでしっかりと断熱されており、周囲への熱損失を防ぎ、捕捉された熱が移送液の加熱にのみ使用されることを保証します。

動作原理：安定性と効率性

動作原理は非常に単純です。

1. 透過率: 太陽光は透明度の高い低鉄ガラスカバーを通過して太陽光吸収体に到達します。

2. 吸収: エネルギーは選択吸収プレートに当たり、暗い色の太陽光を閉じ込めるコーティングにより急速に加熱されます。

A. 熱伝達: 吸収された熱エネルギーはシートを介してレーザー溶接された流路に伝導されます。

4.流体加熱: 液体媒体（水またはグリコールベースの不凍液）がこれらのチャネルを循環し、太陽光吸収体の銅壁から熱を吸収します。

5.熱輸送: 高温になった流体はポンプで貯水タンクに送られ、そこで生活用水を加熱します。冷却された流体はコレクターに戻り、再加熱されます。 

6. 循環流体が密閉された銅管に封入されたこの閉ループシステムは、大きな利点です。腐食や漏洩のリスクを完全に排除し、長期的な信頼性とメンテナンスフリーを実現します。内蔵の堅牢な吸収板は、管間に隙間のある管状設計のシステムとは異なり、太陽放射の全スペクトルを効率的に吸収するため、全体的な効率が向上し、外観もより均一になります。

結論

ソース製造業者として、BTE は再生可能エネルギーのニーズに対して強力かつ信頼できる答えを提供します。 

フラットプレート型ソーラーコレクターの主な利点

太陽熱システムの中核コンポーネントである平板型太陽熱集熱器は、そのユニークな設計と構造により、現代のエンジニアリングアプリケーションにおいて並外れた総合的な利点を提供します。 

まず、その優れた耐久性と長寿命が最も注目すべき特徴です。平板型集熱器の集熱コアは通常、金属（アルミニウム合金など）で作られており、高い強度と優れた機械的衝撃耐性を備えています。外装は高強度強化ガラスで作られており、雹、雪、風などの悪天候から保護するだけでなく、外力による損傷を効果的に防ぎ、長期にわたる安定したシステム運用を保証します。高品質の平板型集熱器は、設計寿命が20年以上を容易に達成でき、他のタイプの集熱器をはるかに上回り、お客様に非常に高い投資収益率を提供します。 

第二に、その卓越した安全性と信頼性は、幅広い市場の信頼を獲得しています。平板型集水器は、通常1.0MPaを超える優れた内部耐圧を備えた完全密閉構造を採用しています。これにより、水道の加圧システムとシームレスに統合され、破裂や漏水のリスクなしに、直接加圧操作が可能になります。一部の非加圧システムと比較して、水圧不足や漏水に関連する問題を回避できます。 

第三に、現代の建築デザインにおいては、建築との完璧な融合と美観が何よりも重要です。BTEフラットプレートコレクターは、シンプルでフラットな幾何学的形状と洗練されたラインを特徴としており、建物の屋根、バルコニーの手すり、ファサード、パラペットなどに柔軟に統合でき、構造にシームレスに溶け込みます。全体的な美観を損なうことなく、モダンな装飾要素として機能し、建物の技術的かつ環境的な美観を高めるため、建築家や不動産開発業者から高い人気を誇っています。 

第四に、効率的な集熱と安定した動作は同様に重要です。特に中高温域では、BTE平板型集熱器の一体型コア構造により、太陽光下での均一な加熱が保証され、高い安定した熱効率が得られます。動作温度範囲が広いため、家庭用給湯器、暖房、さらには産業用予熱のニーズにも対応できます。起動は真空管式よりも若干遅い場合がありますが、連続運転に優れ、熱損失が少なく、安定した高温給湯を実現します。 

最後に、メンテナンスフリーで環境に優しく、省エネであることも大きなメリットです。平板構造のため埃がたまりにくく、雨水で簡単に掃除できるため、実質的にメンテナンスフリーです。内部の素材は主にリサイクル可能な金属とガラスで、完全に環境に優しいものです。無料の太陽エネルギーを直接利用することで、従来の化石燃料への依存を大幅に減らし、二酸化炭素排出量を削減します。これは、国の「デュアルカーボン」戦略を支援し、グリーンビルディングに貢献するのに最適な選択肢です。

幅広い応用シナリオ

平板型ソーラーコレクターの前述の利点により、その応用シナリオは非常に多様化し、従来の家庭用給湯を超えて、より幅広い用途に広がっています。 

住宅や商業ビルにおいて、平板型集熱器は給湯と補助暖房の主力となっています。高層住宅のバルコニーに設置された壁掛け式システム、別荘の各戸に設置された屋上システム、あるいは学校、ホテル、病院、プールといった大規模建物のセントラル暖房システムなど、様々な用途に対応します。平板型集熱器は、数千世帯に24時間安定した給湯を提供し、大規模ホテルのガス代を大幅に節約し、学校のプールを一定温度で加熱するなど、目覚ましい成果を上げています。 

工業生産や農業生産の分野でもその応用が広がっています。食品加工（乾燥・殺菌）、繊維の捺染・染色（温水洗浄）、電気メッキの予熱、皮革加工など、多くの工業プロセスでは、50℃～80℃の中低温熱源が大量に必要です。平板型太陽熱温水システムは、これらの用途にクリーンで低コストの予熱または直接加熱を提供できるため、生産コストと二酸化炭素排出量を大幅に削減できます。農業では、温室の土壌加熱、家畜・鶏舎の断熱・暖房、果物・農産物・漢方薬の乾燥などに利用され、現代農業の発展に貢献しています。 

平板型太陽光発電システムは、公共施設や地域エネルギーにおいて大きな可能性を秘めています。空港、学校、病院、鉄道駅、スタジアム、軍の兵舎といった大規模な公共施設の暖房や給湯に利用できます。さらに、大規模な蓄熱技術と組み合わせることで、平板型集熱アレイは地域的な太陽熱暖房ステーションを形成し、地域社会や街全体に集中暖房を提供することができます。これはヨーロッパで既に成功を収めており、中国北部への展開も有望視されています。 

最後に、BTE平板型集熱器は、独特の気候や建物との一体化が求められる地域において、完璧な適応性を発揮します。その堅牢性と耐圧性は、強風、砂嵐、雹が発生しやすい地域のユーザーに最適です。建築との一体化に優れているため、都市化が進む中で美観が最優先される新築ビルに最適な選択肢となり、グリーンビルディング基準の要件も満たしています。 

一言で言えば、耐久性、安全性、信頼性、美観の統合、幅広い用途という優れた特徴を備えた BTE 平板型太陽熱集熱器は、世界のエネルギー転換と建物のエネルギー効率においてますます重要な役割を果たしています。