太陽熱空気熱集熱器 - 動作原理と意義

太陽熱空気熱集熱器 - 動作原理と意義

世界的なクリーンエネルギーへの移行が加速する中、太陽光技術の応用範囲は太陽光発電をはるかに超えて拡大しています。近年、目立たないながらも非常に有望な太陽熱技術である太陽空気熱集熱器への注目が高まっています。従来の太陽熱水熱集熱器と比較して、空気熱集熱器は流体循環を必要としないため、構造がシンプルでメンテナンスコストが低く、特に寒冷で乾燥した気候に適しています。本稿では、太陽空気熱集熱器の動作原理、コア構造、そして応用価値について詳細に分析します。

太陽熱空気集熱器の基本構造

典型的な太陽熱空気集熱器は、平面またはわずかに傾斜した構造です。その主要部品は以下のとおりです。

透明カバー: 通常は強化ガラスまたはポリカーボネートで作られており、太陽光を透過し、対流と放射による熱損失を減らします。

吸収材: 通常は、太陽放射を吸収して熱に変換する選択的太陽光吸収コーティングでコーティングされたアルミニウムまたは銅のプレートです。

エアダクト：空気が流れ、吸収体と熱を交換します。

断熱材: 熱損失を防ぐためにコレクターの背面と側面に配置されています。

金属フレーム: 構造的なサポートと密閉保護を提供します。

動作原理

ソーラーエアコレクターの操作はシンプルで効率的であり、次の 4 つのステップに分けられます。

太陽放射吸収：太陽光は透明なカバーを通過し、暗い色の熱吸収プレートに当たります。

熱伝達：熱吸収プレートが急速に加熱され、通過する空気に熱を伝達します。

空気循環: ファンまたは自然対流により、冷たい空気がコレクターに入り、そこで加熱されて温度が上昇します。

温風出力：加熱された空気は、室内や乾燥室などの使用者に送られます。

水熱集熱器とは異なり、空気対空気集熱器は液体を循環させることなく空気を直接加熱します。そのため、凍結、ひび割れ、漏れ、腐食の影響を受けにくく、システムの安定性と耐久性が向上します。