JPS58115260A - 真空管式太陽熱集熱器 - Google Patents

真空管式太陽熱集熱器

Info

Publication number
JPS58115260A
JPS58115260A JP56215746A JP21574681A JPS58115260A JP S58115260 A JPS58115260 A JP S58115260A JP 56215746 A JP56215746 A JP 56215746A JP 21574681 A JP21574681 A JP 21574681A JP S58115260 A JPS58115260 A JP S58115260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
vacuum
collector
vacuum tube
heat collecting
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.)
Pending
Application number
JP56215746A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadayasu Mitsumata
光亦 忠泰
Masaaki Yoshino
芳野 公明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP56215746A priority Critical patent/JPS58115260A/ja
Publication of JPS58115260A publication Critical patent/JPS58115260A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F24S10/45Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空断熱層を備えたいわゆる真空管式太陽熱
集熱器に関する。
太陽エネルギーは、地球上に約IKWβ・hのエネルギ
−5童度で無尽蔵にふりそそいでおり、昨今のエネルギ
ー事情から、この太陽エネルギーを効率よく熱エネルギ
ーとして収集する太陽熱集熱器の開発が盛んに行なわれ
ている。太陽熱集熱器は大別すると、平板式、真空管式
および集光式の集熱器に分類される。このうち、平板式
集熱器が製作容易で比較的安価であるという特徴がある
ので、広く実用化されている。ところが高温集熱を行な
う場合には、特性が不充分であるため、これに代って真
空管式や集光式のものが注目されている。
なかでも、真空管式太陽熱集熱器は、真空による断熱が
効果的であり、すなわち空気の対流にもとづく熱損失が
零に近くなるので大幅な特性の向上が期待できる。
太陽光線を受けて熱エネルギーとするのは、集熱板の役
目であり、仁の集枳板は黒色塗装を行なった金属板に代
り、最近では陽極酸化アルミニウム、着色ステンレス鋼
、ブラック・クロムなどの高性能選択吸収膜が用いられ
るようになった。これらの中で、吸収率α、放射率εが
最もよいのはブラック・クロムであり、その値はa=0
.95、ε=0.1程度であるー。
ところが、上記のような高性能な選択吸収膜をを用いて
、断熱効果の大きい真空管式太陽熱集熱器を製作すると
、集熱効率がよい半面、問題点として、熱媒が何らかの
ポンプの故障などで回転しなかった場合には、いわゆる
空焚き状望となり、20ト400 ’Cという高温にな
る。これによって選択吸収膜の性能劣化や、ガラスと金
属の真空封口部の気密保持が熱サイクルにあって劣化し
易いという問題が・生ずる。また、屋上への設置時(ζ
、水などの熱媒を回すまでの放置時゛も上記の空焚き状
態となり、真空管式太陽熱集熱器の実用上の問題点とな
る。
この対策としては、まず空焚き状態にしないことである
が、これを防止するためには、集熱器システムを用いな
いときも熱媒を集熱器部分へ常に回す必要があり、その
結果、省電力の点で好ましくない。また、このようなと
きに集熱器の上部にカバーを設けることも考えられるが
、保守を要するので、実用的でないという問題点がある
本発明はこのような問題を解決するもので、空焚き状態
のときに、過熱状態となる集熱板あるいは熱媒管に直接
に、ゼオライトなどのガスの吸着−脱着材を接触させて
過熱を防止できる有効な真空管式太陽熱集熱器を得るこ
とを目的とするものである。
この目的を達成するために本発明は、真空ガラス管内部
に集熱板と熱媒管を設け、前記集熱板または熱媒管に、
ゼオライト、炭素、活性アルミナ。
シリカゲルのうち少なくとも一つを入れた多孔質の金属
製容器を接触させて構成したものである。
この構成によって、真空ガラス管内に残存しているガス
または真空ガラス管内面や余興から脱着した各種のガス
を、定常作動時以下の温度のもとでは、吸着−脱着材に
吸着させて真空ガラス管内部を真空状態に保ち、空焚き
時には、吸着−脱着材が加熱されて、低温時に吸着して
いた各種ガスを放出し、その結果、真空ガラス管内部の
真空+7が劣化してガスの対流による熱の放出が増し、
このことにより、集熱板または熱媒管の過熱が防止され
、長別にわたって高性能を持続することができるもので
ある。
以下本発明の構成をその一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。第1図および第2図に示すように5本
発明に係る集熱管(1)は、直径10〇−1長さ2.5
mの透明ソーダガラス管(2)内部に、直径9.52I
aIの銅管により形成されたU字状の熱媒管(3)と、
この熱媒管(3)に沿って直接接するように設けられ、
かつブラック・クロム選択吸収膜付の厚さo、*mの銅
板により形成された集熱板(4)と、前記熱媒管(3)
および集熱板(4)に接触して設けられたゼオライト(
5)を含む多孔質の金属製容器(6)とが内蔵され、前
記透明ソーダガラス管(2)の一端に、突出するように
排気管(7)が形成されるとともに、他端に、前記熱媒
管(3)の端部を熱媒の往路(3A)および復路(3B
)として突出させた状態で、ソーダガラスとほぼ同一の
熱膨張係数を有する特殊ステンレス鋼の封口板(8)が
取付けられて構成されている。そしてこの集熱管(1)
を公知の排気・封口工程により、10−’ Mllll
l以下の真空状態とし、例えば−例に7本並置して本発
明に係る真空管式太陽熱集熱器が構成される。なお、前
記多孔質の金属製容器(6)に入れたガスの吸着、脱着
材であるゼオライト(5)は、o、1f/’$の天然ゼ
オライトであるが、これに代えて炭素や活性アルミナ、
シリカゲルを入れても良い。
上記構成において、定常作動時以下の温度のと人は、集
熱管(1)内に残存しているガスまたは真空ガラス管(
2)の内面や金属から脱着した各種のガスは、多孔質の
金属製容器(6)に充てんされているゼオライト(5)
に吸着されることになり、集熱管(1)内部は真空状態
に保たれる。一方、空焚き状態となったときは、金属製
容器(6)中のゼオライト(5)が加熱されて前記低温
時に吸着していた各種ガスを放出するので、その結果、
集熱管(1)内部の真空度が劣化し、ガスの対流によっ
て熱の放出が増加する。
これにより、集熱板(4)または熱媒管(3)の過熱が
防止され、長期間にわたって真空管式太陽集熱器の高性
能が持続されることになる。
ところで従来既に、真空管式太陽熱集熱器が空焚き状態
にならないように、金属水素化物を用いた手段が提案さ
れている。しかし金属水素化物を用いた場合、減圧封日
時に水素ガスを封入しなければならない手間がかかり、
しかもガスの吸収・脱着速度は速くても水素のみを吸収
するものであるから、長期間にわたると発生する刑空ガ
弓スち2壁や集熱板からのN2 * 02 p C02
p H2Oなどは、はとんど吸収、脱着されることがな
い。したがって金属水素化物を用′いるよりも1本発明
に示す、ゼオライト、炭素、活性アルミナ、シリカゲル
を用いた方が、水素ガスを含めてすべてのガスを吸着・
脱着できるので、長期の性能の保持性が優れて、信頼性
を一歩前進させることができる。
次に、本発明に係る真空管式太陽熱集熱器と従来の真空
管式太陽熱集熱器の特性を比較するために実験を行なっ
たので、その結果を第3図および第4図に基づいて説明
する。なお図中囚(6)は本発明に係る真空管式太陽熱
集熱器であり、■は、前記実施例に述べた多孔質の金属
製容器(6)にゼオライト(5)を入れた集熱器、(B
)は、同じ構成でゼオライト(5)に代え天然黒鉛(炭
素)′を多孔質の金属製容器(6)に入れた集熱器、(
Oは、吸着物質を用いない、すなわち多孔質の金属製容
器(6)を有しない従来形の集熱器である。
第3図は、各集熱器(A) 03)(C)の空焚き温度
の測定結果であり、最高日射量850Kcalβ・hの
晴天日に、熱媒を全く流さないで、熱媒管の温度を熱9
対で測定した。図から明らかなように従来形集熱器(C
)は、12時および13時頃に約800’C附近まで温
度が上昇しているのに対し、本発明集熱器(A)(6)
は、12時および13時頃は天然黒鉛を用いた集熱器C
B)が最高約200’C,−IZ’オライドを用いた集
熱器囚は03)よりさらに全般の温度が低くなっている
。そして平均すると本発明集熱a3(4)色)は従来形
集熱器(C)に比べて空焚き温度が約50°C低くなっ
ている。
第4図は、各真空管式太陽熱集熱器(A)(8)(Oの
長期特性の変化を求めるために、空焚きを含む長期実用
試験を行なった結果である。各集熱器(4)(B) (
C)の初期特性はほぼ同一であり、これに対する集熱量
の割合を求めた。図から明らかなように、本発明集熱器
(4)(6)はともに5年経っても、集熱量割合が10
0%附近に維持され、IE、数を経てもほとんど一定の
性能を示しているのに対し、従来形集熱器(0は1年毎
に集熱量割合が減少して5年経つと集熱量割合が70%
にも達せず、大幅に特性が劣化している。この理由は、
本発明に係る集熱板(4)として用いたブラック・クロ
ム選択吸収膜の耐熱温度が約250°Cであり、前記第
3図から明らかなように、集熱器(C)では空焚き@変
が250’Cを契えている。このことにより、ブラック
・クロム膜がその耐熱温度を上まわってしまい、劣化す
るためと考えられる。
上記の実1倹では、本発明集熱器(4)(B)にゼオラ
イト、炭素を用いた例であったが、その他に活性アルミ
ナやシリカゲルを用いたものでも、はぼ同一の効率が得
られた。
また集熱板は、ブラック・クロム膜である場合の例を示
したが、その他の集熱板、例えば陽極酸化アルミニウム
、着色ステンレス、ブラック・ニッケルなどにおいても
ほぼ同様の効果があることが判明した。それぞれの集熱
板の耐熱温度の差は多少あるものの、いずれも800’
C付近の高温に長時間保持すると特性が劣化したので、
上記の空焚き対策が効果的であったと考えられる。
以上のように本発明によれば、真空ガラス管内の集熱板
または熱媒管に、ゼオライト、炭素、活−性アルミナア
シリカゲルのうち少なくとも一つを入れた多孔面の金属
製容器を接層させたので、空焚き状態になったときでも
集熱板または熱媒管が過熱状態になるのを防止でき、こ
れにより長期間にわたり高性能を持続することができる
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明に係る真空管式太陽熱集熱
器を構成する集熱管を示し、第1図は集熱管の斜視図、
第2図は集熱管の横断面図、第8図および第4図は本発
明集熱器囚(B)と従来形集熱器(0の特性を比較する
ための図を示し、第3図は望焚き防止効果を示す特注曲
線図、第4図は集熱量の変化を示す特注の経時変化図で
ある。 (2)・・・透明ソーダガラス管、(3)・・・熱媒管
、(4)・・・集熱板、(5)・・・ゼオライト、(6
)・・・多孔質の金属製容器。 代理人   森 本 義 弘

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、真空ガラス管内部に、集熱板と熱媒管を設け、前記
    集熱板または熱媒管に、ゼオライト。 炭素、活性アルミナ、・シリカゲルのうち少なくとも一
    つを入れた多孔質の金属製容器を接触させたことを特徴
    とする真空管式太陽熱集熱器。 2、  集mr板はブラック・クロム選択吸収膜付きの
    集熱板であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の真空管式太陽熱集熱器。
JP56215746A 1981-12-28 1981-12-28 真空管式太陽熱集熱器 Pending JPS58115260A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56215746A JPS58115260A (ja) 1981-12-28 1981-12-28 真空管式太陽熱集熱器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56215746A JPS58115260A (ja) 1981-12-28 1981-12-28 真空管式太陽熱集熱器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58115260A true JPS58115260A (ja) 1983-07-08

Family

ID=16677518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56215746A Pending JPS58115260A (ja) 1981-12-28 1981-12-28 真空管式太陽熱集熱器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58115260A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103423899A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 施侃超 可变真空度空晒保护全玻璃真空集热元件方法及产品
CN103423895A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 施侃超 可变真空度空晒保护全玻璃真空集热元件
CN103423900A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 施侃超 可变真空度空晒保护直通式真空集热元件
CN103423901A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 施侃超 可变真空度空晒保护真空翅板集热管

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103423899A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 施侃超 可变真空度空晒保护全玻璃真空集热元件方法及产品
CN103423895A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 施侃超 可变真空度空晒保护全玻璃真空集热元件
CN103423900A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 施侃超 可变真空度空晒保护直通式真空集热元件
CN103423901A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 施侃超 可变真空度空晒保护真空翅板集热管

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103697603B (zh) 太阳能高效双温相变集热器和用于该集热器的相变材料
CN201593877U (zh) 太阳能集热器
CN101566393B (zh) 开放式热管真空管太阳能高温承压式热水器
CN110957978A (zh) 一种使用透明气凝胶的光伏光热综合利用装置
JPS58115260A (ja) 真空管式太陽熱集熱器
JP4027212B2 (ja) 太陽熱温水器
Tamainot-Telto et al. Solar sorption refrigerator using a CPC collector
JPS6287762A (ja) 太陽熱集熱冷却器
CN204830525U (zh) 一种自动除雾的平板型集热器
CN206131479U (zh) 一种高性能集热与传热太阳能热水系统
CN201772639U (zh) 太阳能集热元件
CN209783007U (zh) 一种储热式太阳能热水器
JPS5899648A (ja) 太陽電池を備えた太陽熱集熱器
CN1410728A (zh) 抗冻型真空管太阳能集热器
CN2625801Y (zh) 单头通真空绝热金属集热管
JPS6146741B2 (ja)
CN208282422U (zh) 一种卡槽式耐热冲击的真空集热管
JPS5810662B2 (ja) 太陽熱集熱装置
CN201050897Y (zh) 太阳能集热管
CN220453963U (zh) 一种双开口太阳能真空集热管及集热器
CN203274303U (zh) 自储能型平板太阳能集热器
CN202002352U (zh) 中空热板太阳能集热器
CN222527973U (zh) 一种内部填充有吸附质的太阳能集热器
CN100547810C (zh) 一种太阳能转化电热能集成玻璃换热元件
CN215062922U (zh) 太阳能集热装置