加圧U字管型ソーラーコレクター

製品定義とコア構造

U字管式ソーラーコレクターは、信頼性、制御性、そしてライフサイクルパフォーマンスが主要な決定要因となるエンジニアリング型太陽熱暖房システム向けに開発された加圧式太陽熱コレクターです。チューブ内を水が循環する直流式真空チューブコレクターとは異なり、U字管式は間接伝熱構造を採用し、集熱プロセスとユーザー側の給水システムを分離しています。

構造的には、コレクターはU字型の金属流路、真空ガラス管、アルミニウム製伝熱フィン、そして一体型マニホールドで構成されています。太陽光は真空管の外側のガラス層を透過し、内部のフィン構造によって吸収されます。その後、熱は金属接触部を介してU字型の管内に直接伝導され、専用の伝熱媒体が閉ループで循環します。

この設計により、コレクターは加圧下で動作しながらも、真空管内の乾燥環境を維持することができます。システムエンジニアリングの観点から見ると、このような分離は運用リスクを大幅に低減し、システム制御を簡素化し、長期安定性を向上させます。そのため、U字管コレクターは、集中制御、予測可能な性能、長寿命を重視するプロジェクトで広く採用されています。

実際の太陽熱システムでは、U 字管コレクターは、安定した主熱源または信頼性の高い補助熱源として機能することが多く、バッファー タンク、プレート熱交換器、補助加熱装置と統合されて、完全かつ制御可能な熱ソリューションを形成します。

アプリケーションシナリオ

プロジェクト選択の観点から見ると、U チューブ ソーラー コレクターは、動作の継続性とシステムの安定性が急速な熱応答の必要性を上回るアプリケーションに適しています。

• マンションや集合住宅などの集中型住宅給湯システムでは、安定した圧力と信頼性の高い運転が不可欠です。U字管式コレクターは加圧構造のため、現代の配管システムにシームレスに統合できます。また、真空管内に水がないため、従来の給湯システムによく見られる凍結や管破裂のリスクを排除できます。

• ホテル、病院、学校、レジャー施設などの商業施設では、温水需要が継続的かつ集中的です。これらの施設は通常、年間を通して稼働しており、頻繁なシステムダウンは許容されません。U字管式集熱器はメンテナンスの手間が少なく、安定した熱出力を備えているため、運用の信頼性がユーザーエクスペリエンスと運用コストに直接影響するこのような環境に最適です。

• 工業地帯や工業団地の用途では、U字管式集熱器はプロセス水の予熱、暖房、あるいはハイブリッドエネルギーシステムの一部としてよく選ばれています。グリコール系熱伝達媒体を使用できることから、寒冷地でも信頼性の高い性能を発揮し、特に北部地域や低温期間が長い地域に適しています。

全体的に、U チューブ コレクターは、小規模で分散化された加熱ソリューションではなく、集中管理、長期的な安定性、予測可能な熱性能を優先するプロジェクトに最適です。

主な利点

安全で安定した運用

安全性と動作安定性は、U字管型ソーラーコレクターの大きな利点です。真空管内の水循環を排除することで、夏季の過熱による管破裂や冬季の凍結による損傷といった、よくある故障シナリオを回避できます。

密閉された金属流路により、熱伝達媒体は水質問題から確実に遮断されます。スケール、鉱物の堆積、腐食といった、水充填型集熱器の性能低下の頻繁な原因はありますが、これらを効果的に回避できます。プロジェクトオーナーの観点から見ると、これは運用リスクの低減と長期的なメンテナンス要件の削減につながります。

一貫した熱伝達性能

U字管コレクターは、U字型の金属チャネルをベースとした二次熱交換構造を採用しています。アルミニウムフィンに吸収された熱は、直接的な金属伝導によって循環する熱伝達媒体に効率的に伝達されます。

U字管設計は、急速な起動を優先するのではなく、幅広い運転条件において一貫した効率を維持することに重点を置いています。この特性により、連続運転と安定した熱需要向けに設計されたシステムに特に適しています。

構造耐久性と材料信頼性

すべての伝熱部品は密閉された流路内に収められており、外部環境の影響から保護されています。優れた熱伝導性と耐腐食性を持つ銅が流路の主要材料として使用されています。一部のモデルでは、耐酸化性と長​​期安定性をさらに向上させるため、希土類合金チューブが採用されています。

重要な接合部には高靭性溶接技術を採用し、コレクターは繰り返しの熱膨張と収縮に耐えることができます。この堅牢な構造により、長寿命が実現し、予期せぬ故障の可能性を最小限に抑えます。

柔軟な設計とシステム統合

U字管コレクターは、特定のプロジェクト要件に合わせてサイズと構成をカスタマイズできます。モジュール構造により柔軟なアレイレイアウトが可能になり、幅広いシステム設計をサポートします。

GMアルミ合金フレームは高い機械的強度を備え、設置を簡素化します。艶消しシルバーの表面仕上げは建築物との一体化をサポートし、屋上設置と建物一体型の両方の用途に適しています。

部品と材料の利点

• フィン構造は 3003 防錆アルミニウムで製造されており、耐腐食性と長時間の太陽光暴露下でも安定した熱性能を発揮するために選ばれました。高い熱伝導率により、さまざまな環境条件において効率的な熱の吸収と伝達が保証されます。

• 流路は主に銅で作られており、銅は優れた伝熱特性と耐久性から熱工学分野で広く使用されている材料です。一部のモデルでは、特に過酷な環境下における耐酸化性と動作安定性をさらに向上させるために、希土類合金チューブが導入されています。

• 溶接工程では銀銅溶接棒を使用します。この方法により、接合部の強度と柔軟性が維持され、長期間の運転においても溶接接合部における割れや腐食のリスクが低減されます。

• 熱伝達媒体は周囲温度条件に応じて選択できるため、コレクターはさまざまな気候帯で確実に動作できます。

技術仕様

U字管とヒートパイプコレクター

• プロジェクトの意思決定の観点から見ると、U チューブ コレクター、ヒート パイプ コレクター、従来の真空管システムの中からの選択は、パフォーマンス、信頼性、メンテナンスのバランスによって決まります。

• ヒートパイプコレクターは、熱応答が速く、低温性能も優れていますが、長期的な信頼性は内部の作動流体の安定性に依存します。従来の真空管式コレクターは初期投資は抑えられますが、チューブの破損やスケールの付着により、メンテナンス頻度が高くなる傾向があります。

• U チューブ コレクターは、予測可能なパフォーマンス、構造上の信頼性、メンテナンス頻度の低減を優先しており、大規模で長寿命の太陽熱設備にとって実用的な選択肢となっています。

ソレツクスソーラーを選ぶ理由

• Soletks Solarは、オリジナルメーカーとして、プロジェクトの要件に合わせて完全にカスタマイズ可能なU字管コレクターを提供しています。6つの生産拠点と垂直統合されたサプライチェーンにより、安定した生産能力と確実な納期を確保しています。

• 各コレクターは60以上の品質検査手順を経て、AIを活用した品質管理システムによって高い合格率を維持しています。117件の特許技術と包括的な研究開発システムを備えたSoletks Solarは、部品選定からシステム全体の統合まで、強力な技術サポートを提供しています。

• クリーン熱エネルギーアプリケーションで 20 年以上の経験を持つ Soletks Solar は、建物暖房、産業用熱システム、農業用乾燥、寒冷気候プロジェクト向けのソリューションを提供してきました。