熱すること-住宅の太陽暖房のコレクター 概要: このセクションは異なったタイプの住宅に使用するソーラーコレクタを記述する。 それはまた簡潔に最も適している太陽暖房装置をカバーする。 ソーラーコレクタはほとんどのsolar energyシステムの中心である。 コレクターは太陽の光エネルギーを吸収し、熱エネルギーに変える。 ソーラーコレクタは液体を、空気か液体熱する。 この液体はそれから使用された熱直接またはindirectly-theの続くことである:
*世帯の使用のための水
*屋内スペース
*プールのための水
*商業使用のための水か空気
*乾燥性がある冷却装置の乾燥性がある(乾燥の)材料を再生する空気。
複数のタイプの住宅に使用するソーラーコレクタがある。 これらはflat-plate、避難管、およびコレクターを集中することである。
Flat-Plateのコレクター: Flat-plateのコレクターは住宅のwater-heatingおよびspace-heating取付けのための最も共通コレクターである。 典型的なflat-plateのコレクターは覆呼ばれるガラスが付いている絶縁された金属箱かプラスチック艶をかけおよび暗着色された吸収物の版である。 艶出しは透明または半透明である場合もある。 半透明(送信ライトだけ)、低鉄ガラスは低鉄ガラスが総利用できる太陽エネルギーの高いパーセントを送信するのでflat-plateのコレクターのための共通の艶出し材料である。 艶出しはライトが吸収物の版を打つようにするが、脱出できる熱の量を減らす。 コレクターの側面そして底は通常、それ以上の最小になる損失熱絶縁される。
吸収物の版は通常暗い色が薄い色よりより多くの太陽エネルギーを吸収するので黒い。 日光は艶出しを通り、熱する熱エネルギーに太陽放射を変える吸収物の版、打つ。 熱はコレクターを通る空気か液体に移る。 吸収物の版は吸収された日光をよりよく保ち、である「選択的なコーティングで一般に」、通常の黒いペンキより耐久覆われる。
吸収物の版は頻繁に金属の銅から両方ともよい熱コンダクターであるアルミニウムのでまたは通常成っている。 銅は高くが、よいコンダクター、そしてアルミニウムより腐食により少なく傾向がある。
Flat-plateのコレクターは2つの基本的な部門に分類される: 液体および空気。 そしてタイプは両方とも艶をかけられるか、またはunglazedである場合もある。
液体のコレクター: 液体のコレクターでは、太陽エネルギーは吸収物の版でまたはに隣接して管を貫流すると同時に液体を熱する。 このタイプのコレクターのために、流れ管は吸収物の版に付す従って吸収物の版によって吸収される熱は液体に容易に行なわれる。
流れ管は並行して、の入口および出口ヘッダーを使用して、または蛇行したパターン導くことができる。 蛇行したパターンはヘッダーの漏出の可能性を除去し、等流を保障する。 しかし蛇行したパターンは曲げられた流れの道が完全に流出しないので氷結の保護のために流出しなければならないシステムのために適切ではない。
最も簡単な液体システムはコレクターを直接通り、次に浸ること、洗濯、等に使用するべき家に流れると同時に熱される飲用世帯水を使用する。 この設計は「オープン・ループ」(または「指示しなさい」)システムとして知られている。 凍結温度が共通、しかしである区域では温度が落ちるなったりまたは不凍剤のタイプをの熱移す液体を使用するとき、液体のコレクターはどちらかの下水管水。
システムではとの液体を熱移しなさい、移動の液体はコレクターからの熱を吸収し、次に熱交換器を通る。 家の中の水貯蔵タンクに一般にある熱交換器は水に熱を移す。 そのような設計は「クローズド・ループ」(または「間接」)システムと呼ばれる。 太陽給湯装置セクションを見なさい。
艶をかけられた液体のコレクターは暖房の世帯水と時々スペース暖房のために使用される。 Unglazed液体のコレクターは一般的プールのための水を熱するためにである。 これらのコレクターが高温に抗する必要はないのでプラスチックまたはゴムのような比較的安価の材料を使用してもいい。 それらはまたプールが暖かい天候でだけ一般に使用されるので凍補強を要求しない。
空気コレクター: 空気コレクターは簡単、スペース暖房に主に使用するflat-plateのコレクターである。 空気コレクターの吸収物の版はスクリーンの金属板、層、または非金属材料のどちらである場合もある。 自然な対流または強制された場合ファンによる吸収物を過ぎた気流。 液体がより空気が熱をより少し容易に大いに行なうので、より少ない熱は液体のコレクターのより空気と吸収物の間で移る。
ある太陽空気暖房システムでは空気乱れを高め、熱伝達を改善するのに、吸収物のひれがか波形は使用されている。 この作戦の不利な点は従ってまたファンのためにシステムを作動させる費用を高めるのに必要とされる電力量を高めることができることであり。 冷たい雰囲気では艶出しによって損失熱を減らすために、空気は吸収物の版と背部絶縁材の間で導かれる。 但し、空気が30°Fより多く(熱されなければ17°C)屋外の温度の上で、空気は吸収物の版の両側で効率を犠牲にしないで流れることができる。
空冷方式に液体システムと関連付けられる凍り、沸騰問題を除去する利点がある。 漏出が空冷方式を検出し、プラグを差し込んで困難であるがまた液体システムの漏出よりより少なく面倒である。 空冷方式は頻繁に実用温度が通常液体のコレクターのそれらより低いのでより少なく高い材料を、プラスチック艶出しのような使用できる。
避難管のコレクター: 避難管のコレクターはより高い温度を要求する住宅の適用の水を熱する。 避難管のコレクターでは、日光は外のガラス管を通って入り、吸収物の管を打ち、そして熱に変わる。 熱は吸収物の管を貫流する液体に移る。 コレクターはそれぞれが選択的なコーティングで覆われる吸収物の管を(flat-plateのコレクターの吸収物の版の代わりに)含んでいる平行透明なガラス管の列から成っている。 避難管のコレクターは湯の必要性が変わるようにモジュラー管加えられるか、または取除くことができるである。
避難させた管が製造された時、空気は真空を形作る2つの管間のスペースから避難する。 伝導性および伝達性の損失熱は熱を行ないか、または伝達性の損失を循環し、引き起こす空気がないので除去される。 まだ放射損失熱がある場合もある(熱エネルギーはウォーマーから真空を渡るより涼しい表面にスペースを通って、動く)。 但し、この損失は小さく、吸収物の管の液体に移る熱の量と比較される少し結果である。
避難管のコレクターはいくつかの設計で利用できる。 一部は吸収物の管の中の第3ガラス管を使用するまたは他の構成はのひれおよび流動管を熱移す。 1つの商用化された避難管のコレクターは各管で水の5ガロン(19リットル除去する)を、別の太陽貯蔵タンクのための必要性を貯える。 避難させた管の後ろに置かれる反射器はコレクターに付加的な日光を焦点を合わせるのを助けることができる。
これらのコレクターは幾つかの理由のためのflat-plateのコレクターより有効である。 最初に、それらはよくで指示し、拡散させる太陽放射を行う。 真空が屋外に損失熱を最小にするという事実と結合されるこの特徴は、これらのコレクターを冷たい、曇った冬の区域に特に有用にさせる。 2番目に、避難させた管の円形のために、日光は日のほとんどのための吸収物に垂直そうなったものである。 比較のために、固定位置にあるflat-plateのコレクターで、太陽は正午でコレクターにだけ垂直である。 避難管のコレクターがflat-plateのコレクターより高い温度そして高性能を両方達成する間、またより高い。
コレクターの集中: 吸収物に太陽のエネルギーを集中するためにコレクターの使用によって映された表面を集中して受信機を呼んだ。 集中してコレクターはまた高温を達成するが、避難管のコレクターとは違って、直接日光が利用できるときだけそうしてもいい。 映された表面の焦点の日光はより小さい吸収物区域に大きい区域に高温を達成するために集まった。 ある設計は他は焦点ラインと呼ばれる薄いラインに沿う太陽の光線を集中するが、焦点に太陽エネルギーを集中する。 受信機は焦点にまたは焦点ラインに沿ってある。 受信機を通る流量を熱移し、熱を吸収する。
これらのコレクターはflat-plateのコレクターより大いに高い温度に達する。 但し、コンセントレイターは性能がかすんでいるか曇った日に粗末であることだけで結果が直接太陽放射を、集中できる。 コンセントレイターは高い日射(太陽の光線への露出)の、赤道の近くのそれらのようなそして砂漠南西米国の区域で最も実用的である。
コンセントレイターは直接日曜日に指されたとき最もよく行う。 これをするためには、それらを日曜日の単一軸線の追跡者に焦点を合わせておくためにコレクターを日中動かすようにメカニズムを追跡するこれらのシステム使用はイースト-ウェストを動かす; 二重軸線の追跡者は東および西におよび南北動かす(太陽に一年中続くため)。 これらの機械追跡者に加える、動きを供給するのにフレオンを使用する受動の追跡者がある。 広く利用されなかった間、彼らは機械システムに低維持の代わりを提供する。
コンセントレイターは商用アプリケーションで高いので、そして追跡者が頻繁な維持を必要とするので大抵使用される。 ある住宅のsolar energyシステムはシステムを集中する放物線たらいを使用する。 これらの取付けは熱湯、スペース暖房および浄水を提供できる。 ほとんどの住宅システムは二重軸線の追跡者より比較的安価そして簡単である単一軸線の追跡者を使用する。
科学技術の改善: 太陽暖房装置およびコレクターの効率は1970年代初期から改良し、費用は幾分落ちた。 効率は艶出しのための低鉄、緩和されたガラス(低鉄ガラスは慣習的なガラスよりより多くの太陽エネルギーの伝達を可能にする)、耐久の選択的なコーティングの改良された絶縁材および開発の使用に帰因させることができる。
また、以前商業建物に主に使用する新しい太陽空気コレクターは、家のために今利用できる。 漏れられたコレクターを除去する艶出し、金属箱および絶縁材の費用を呼んだそれ。 このコレクターは黒い、穴があいた金属から成っている。 太陽は金属を熱し、ファンの引きは空気を熱する金属の穴を通って乾燥する。 住宅の取付けのために、これらのコレクターは暖房が可能な2.5フィート(0.8メートル2.4メートル)のパネルによって8フィートで利用できる外の空気の1分(毎秒0.002立方メートル)あたり40立方フィート。 明るい冬の日に、パネルは50°Fまで温度を作り出すことができる(28°C)屋外の気温より高い。 漏れられた空気コレクターは空気しか熱しないが、また直接新しい屋外の空気を予備加熱することによって室内空気質を改善する。
これらのコレクターはある商用アプリケーションの非常に高く効率より多くのより70%の達成した。 コレクターが艶をかけるか、または絶縁材を要求しないのでプラス、製造して安価である。 これらの要因はすべて太陽熱の漏れられた空気コレクターに非常に費用効果が大きい源をする。
今日作動する他のプロトタイプ冷却装置がある。 一部は吸収冷却のためにソーラーコレクタからの熱を使用する。 他が乾燥性がある冷却装置の乾燥性がある材料を更新するのに使用されている。 Desiccantsは、ケイ酸ゲルのような、自然に湿気を引き付ける。 それらが熱い、湿潤気候の湿気そして生じる冷却の負荷を減らすのに使用されている。
コレクターの性能等級: ソーラーコレクタの買物をしているとき、性能を比較できる。 太陽Rating & Certification Corporationか (SRCC)比較性能等級を (FSEC)点検するとあなたが考慮している装置のフロリダのSolar Energy中心のステッカーを捜しなさい。 SRCCまたはFSECののより多くの情報のために標準作業時間によっては、それらが接触する。
明るい未来: ソーラーコレクタは熱を要求するほぼあらゆるプロセスに使用することができる。 環境法が慣習的な力の増加のより厳密、に価格になるので、ソーラーコレクタが多くの適用に統合されていることは本当らしい。
ローテクのソーラーコレクタ: 複数の安価、特定の機能の「ローテクの」ソーラーコレクタ商業的にまた利用できる。 バッチヒーターは簡単で、有効な太陽給湯装置である; 太陽箱の炊事道具は調理と浄化水のために使用される; そして太陽酒造機は事実上あらゆる水源から安価な蒸留水を作り出す。
ヒーターを区分しなさい、別名「breadbox」か統合されたコレクターシステムは、水で満ちて、絶縁された、艶をかけられた箱に置かれる1つ以上の黒いタンクを使用する。 ある箱は太陽放射を高めるために反射器を含んでいる。 太陽エネルギーは艶出しを通り、タンクの水を熱する。 これらの装置は温度が氷点下を落とすとき安価な太陽給湯装置であるが、凍結から流出するか、または保護されなければならない。
バッチヒーターは水で満ちて、絶縁された使用する簡単な太陽給湯装置、艶をかけられた箱に置かれる1つ以上の黒いタンクをである。
太陽箱の炊事道具は買って安価造り、使用すること容易であり。 それらは反射材料と並び、艶出しで覆われ、そして外的な反射器によって合う広い、絶縁された箱から成っている。 黒い調理の鍋はもっとすぐに熱する吸収物として光沢があるアルミニウムまたはステンレス鋼の調理器具より役立つ。 温度が沸点に達することができればまた箱の炊事道具が水の細菌を殺すのに使用することができる。
太陽酒造機は塩辛いですかひどく汚染水からの安価な蒸留水を提供する。 開いた容器で蒸発する水をまくそれらは主義で動作する。 太陽はまだ蒸発プロセスのスピードをあげるのに太陽エネルギーを使用する。 酒造機はそれの艶出しで覆われる絶縁された、暗着色された容器から傾く成っている従って凝縮の淡水はコレクションのたらいにしたたることができる。 あなたの台所用レンジのサイズのある小さい太陽はまだ晴れた日の蒸留水の2ガロンを作り出すことができる。 | 
