CN1527003A - 空气式太阳能系统 - Google Patents

Abstract

在谋求充分利用太阳能电池的同时，可考虑不使用蓄电池，而且可以适当地调整，以便使以利用太阳能电池发电的电源为主的送风扇在夏天的集热温度不变得过分高，在冬天可以得到所要求的集热温度。本发明提供一种空气式太阳能系统，由利用太阳能加热空气的集热部和为该集热部的空气热介质送风的送风扇构成，送风扇是所谓其送风量范围约为100～2000m³/h的大规格的送风扇，通常利用太阳能电池发电的直流电源原封不动地旋转驱动，一方面，该送风扇的冬天风量通过电自动控制装置进行风量调整，从而，调整到适于取暖或加温的集热温度。

Description

空气式太阳能系统

技术领域

本发明涉及利用太阳能的、通过将太阳能温暖的空气作为空气热介质而进行供暖、加温等的空气式太阳能系统。

背景技术

可以说，技术开发的状况是在紧临1980年代前半期的石油危机之后，迎来了最盛期，其后停滞不前。

作为太阳能的利用，比较普及的水式太阳能系统并未解决防冻、防水漏、延长耐用年数等改进的任务。

一方面，空气式太阳能系统由于不担心冻结、漏水，适宜于向包含寒冷地在内的广阔地域普及，空气的体积比热是水的0.3/1000，为了确保集热量，需要较大的送风量，应消耗较多的高价电能。

作为在建筑物取暖中利用的太阳能系统，存在所谓因灾害等停电时太阳能系统的运转也停止的问题。即使在停电时，如果通过某些方法使送风装置也运转，从而发挥取暖功能，则不问国家或场所，而可以用在受灾害时、难民收容所。

这样，存在促进太阳能热利用的技术开发和普及，以及即使在停电时也可以运转的独立运转的技术开发的所谓课题。而且，即使在停电时作为也可以使风扇独立运转的方法，可列举太阳能电池的利用。

例如，在美国专利NO.5,849,107的专利公报中，首先作为现有技术的说明，列举为了利用干净的清洁能源，日本的专利公告公报48299/1991号提出空气式太阳能系统，叙述利用这样的空气式太阳能系统，通过使用屋顶板表面收集太阳能，用于地面加热、温水供给等。

如图26所示，金属的葺屋顶用的屋顶板1通过接受太阳能变得更加暖和，空气通过檐端的空气取入口2，沿着屋顶坡度充裕地流过屋顶板1下的空气流路3，在其间被加热。

而且，过热的空气通过送风扇4，经空气通风道5，供给地板下作成的空间6，由此，使室内7取暖。为了防止热逃逸，紧临屋顶板下的空气流路3和通风道利用绝热材料8形成。

而且，在该美国专利NO.5,849,107的专利公报中，通过前述无源太阳能系统送风扇的驱动下，作为既存的干净能源提出使用太阳能电池的方法，提出太阳能电池组件构成屋顶的方案。

可是，在使用了用于在这样的取暖或加温等过程中的现有的太阳能电池的集热装置中，太阳能电池和蓄电池并用是主要的，作为其内容，常常有把通过太阳能电池的发电电力全部变换为交流电源而实现电力供给的情况；或者是在把太阳能电池作为直接的电源时，为了电源电压的稳定，以及对于没有太阳能电池发电的夜间运转或控制电源，作为辅助电源使用蓄电池的情况等等。

可是，通常多使用的铅蓄电池耐久性差，此外，由于包含对环境不良影响的物质，所以是尽可能不使用的。

而且，以蓄电池作为辅助电源，一旦太阳能电池的发电电压降低，则切换到辅助电源的方法，或者通过辅助电源谋求电压稳定等，部件构成是复杂的，担心到底也不能有效地使用太阳能电池的发电电力。

一方面，在利用太阳能电池进行集热时，无论是作为水式太阳能系统使用输送水的泵的情况或作为空气式太阳能系统使用输送空气的风扇的情况，都没有考虑调整流量的电控制。尤其是在小型、家庭用的机器内可以说完全没有。其理由是主要如水式太阳能系统那样在通过集热用热介质在集热部和密闭的蓄热槽内循环而进行热交换的太阳能系统中，由于循环流量越多，则集热系统的效率越高，所以流量调整没有必要。即使在空气式中与利用碎石等的半密闭蓄热槽进行循环热交换的情况等，可以说与前述是同样的。

另外一个理由是，由于在用通常考虑的太阳能电池驱动的泵或风扇的风量特性存在盲点。这是由于太阳能电池的发电量与太阳日照量成正比，夏天风量变多，集热温度上升变小，冬天风量变少，集热温度上升变大。该盲点，如前所述，使现有的集热系统内流量调整的必要性更加降低。

实际的太阳能电池的发电特性，在夏天发电量、尤其是发电电压大幅降低。从这事实出发，用太阳能电池驱动的泵或风扇在夏天流量降低，使集热温度的上升变大。这样的盲点是由于太阳能电池通常在25°基准下显示额定性能，夏天的最高太阳能电池温度78～80℃和基准25℃的温度差大，冬天最高太阳能电池温度是10～40℃程度和基准25℃相近的温度而产生的。

通常在夏天要求多的送风量，冬天要求少的风量的太阳能系统，单纯地利用太阳能电池驱动的送风装置的风量特性成为与要求的风量相反的状况。

发明内容

本发明的目的是为了消除前述现有方式的不合适情形，提供可以合适地调整运转的空气式太阳能系统，以便在谋求充分利用太阳能电池的同时，可考虑不使用蓄电池，而且，使以利用太阳能电池发电的电源为主的送风扇在夏天的集热温度不过度变高，在冬天可获得所要求的集热温度。

为了达到前述目的，第1，本发明的要旨是：在由利用太阳能加热空气的集热部和为该集热部的空气热热介质送风的送风扇构成的空气式太阳能系统中，送风扇是所谓其送风量范围大约为100～2000m³/h的大规格的送风扇，通常是依赖利用太阳能电池发电的直流电源而原封不动地旋转驱动，一方面，该送风扇的冬天风量通过电自动控制装置进行调节风量，从而，可以调整到适于取暖或加温的集热温度。

第2，电控制装置通过温度传感器检测集热空气温度、通过控制用主电路内的CPU，根据集热温度和控制上要求温度之差的比例控制大小作为信号输出到风扇驱动马达控制器的IC；第3在送风扇的送风路内设置风门，该风门即使切断工作电源也可通过齿轮锁定等而固定；第4，设置控制部件，该控制部件利用可改写的永久性存储器保持设定内容、传感器检测内容、控制判断状况等；第5，调整到比以太阳能电池为电源的最佳运转电压低的电压的辅助电源装置借助于防止反向电流用整流元件而作为混合电源。

第6，利用太阳能加热空气的集热部设置在屋顶或墙壁等处，该太阳能集热部连通集热用的通风道，此外，集热用通风道连接于防止向集热用通风道侧逆流的防止逆流的风门、对向室内进行送风的竖着向下的通风道与向外排气的排气通风道之间的连通进行切换的流路切换风门、和配置了在防止这些逆流的风门和流路切换风门之间设置的送风扇的操纵盒，向室内进行送风的竖着向下的通风道以及向外排气的排气通风道与操纵盒上前述的流出侧连接。

根据本发明的第1方面，在空气式太阳能系统的运转过程中，首先，使用太阳能电池，通过由太阳能电池发电的电源，可以提高对可再生的自然能的依存率，在远程、停电时、灾害时，通过独立运转，可确保最低限的取暖环境等，可以对生命之类形成危险或不合适时起作用。

其次，由于不使用蓄电池，所以可提高耐久性。在以一般的商用电力作电源的装置中，尤其是以太阳能电池等不稳定电力作电源的装置中，为了在风门等的切换机器的工作维持、运转的设定或控制信息维持、风扇等启动中，贮蓄比较大的电力，通常的方法是设置蓄电装置。但是，铅电池等的蓄电装置寿命短，为了减少蓄电性能的下降，对充电电压要控制管理，由于由在环境中不能废弃的材料构成等，应改善的课题不少，以不再费心。

此外，在以利用太阳能电池发电的电源为主的风扇中，通过利用电控制，形成调整风量的装置以便夏天强、冬天弱，从而可以调整到冬天要求的集热温度，而夏天的集热温度不过分变高。

尤其是，对加温对象空间比较开放的蓄热体或没有蓄热体的情况，或直接把热空气吹到对象空间的空气流，或者导入室外空气的室内强制通风的空气式太阳能系统，由于集热温度给予对象空间的影响大，所以为了达到所要求的集热温度，有必要调整送风量，前述调整有效果。

根据本发明第2方面，除了前述作用之外，作为电气控制是合适的控制。

根据本发明第3方面，即使切断工作电源，通过作成与齿轮锁定等固定的风门组合的装置，对在没有太阳能电池发电时，即使不利用蓄电池也能够固定风门，使防止因意外的空气流动而产生的热损耗等，从而独立运转中合适的运转控制成为可能。

根据本发明第4方面，通过使用作为可改写的永久性存储器，即使在切断电源供给的情况下，在没有蓄电池时也可以保持设定内容、传感器检测内容、控制判断状况等内容，而且也能适宜变更，对应于环境的适当控制是可能的。

根据本发明第5方面，在日照量少时，或在夜间运转时使用的普通的电源供给，在太阳能电池的发电处于某设定值以下时，可以与商用电力系统混合进行电力供给。

这样一来，通过经阻止反向电流用的整流元件而与调整到比用太阳能电池作为电源的最合适运转电压低的电压的辅助电源装置组合，可以有效地使用由太阳能电池发电的几乎全部电力，而且可组合使用辅助电源以维持适当的电压水平。在日照量少时，在没有日照的夜间，可以通过某种程度的风量进行运转控制。

根据本发明第6方面，可以实现太阳能系统的住宅。

附图说明

图1是示出本发明空气式太阳能系统的第1实施方式的说明图。

图2是示出本发明空气式太阳能系统的第2实施方式的说明图。

图3是本发明空气式太阳能系统中使用的送风扇的控制电路图。

图4是本发明空气式太阳能系统中使用的电源电路图。

图5是本发明空气式太阳能系统中使用的电动风门的侧面图。

图6是本发明空气式太阳能系统中使用的电动风门固定时的底面图。

图7是示出本发明空气式太阳能系统中使用的电动风门松开状态的底面图。

图8是示出本发明空气式太阳能系统控制系统的方框图。

图9是示出现有的空气式太阳能系统控制系统的方框图。

图10是示出太阳能电池发电的日照特性的图形。

图11是示出太阳能电池发电的温度特性的图形。

图12是示出本发明的空气式太阳能系统的太阳能电池的送风扇的风量特性的图形。

图13是示出本发明的空气式太阳能系统的太阳能电池的送风扇的风量比例控制的说明图。

图14是在太阳能电池驱动送风扇的运转特性下，示出冬天晴日的日照量和太阳能电池温度关系的图形。

图15是在太阳能电池驱动送风扇的运转特性下，示出冬天的太阳能电池电压的图形。

图16是在太阳能电池驱动送风扇的运转特性下，示出有无冬天风量控制与太阳能驱动风扇的风量关系的图形。

图17是在太阳能电池驱动送风扇的运转特性下，示出有无冬天风量控制与集热温度关系的图形。

图18是在太阳能电池驱动送风扇的运转特性下，示出夏日晴天的日照量与太阳能电池温度关系的图形。

图19是在太阳能电池驱动送风扇的运转特性下，示出夏日的太阳能电池电压的图形。

图20是在太阳能电池驱动送风扇的运转特性下，示出有无夏天的风量控制与太阳能电池驱动风扇风量关系的图形。

图21是在太阳能电池驱动送风扇的运转特性下，示出有无夏天的风量控制与集热温度关系的图形。

图22是示出本发明的空气式太阳能系统的太阳能电池驱动送风扇的风量控制方法的波形图。

图23是示出内置本发明空气式太阳能系统的太阳能系统住宅一例的说明图。

图24是示出内置本发明空气式太阳能系统的太阳能系统住宅的地面部分的另外一例的说明图。

图25是示出内置本发明空气式太阳能系统的太阳能系统住宅的地面部分的再另外一例的说明图。

图26是作为现有例的太阳能系统的概略图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施例。

图1是示出本发明的空气式太阳能系统的第1实施例的说明图，图2是示出同上的第2实施例的说明图，图中10是利用太阳能对空气加热的集热部。

在图示的例子，集热部10是由利用太阳能加热的金属制的板11或透过日照的透过体(例如利用玻璃和金属板的组合构成隔热的空气层的部件)和在端部处设置空气引入口2的空气流路3构成的，作为全体具有嵌入型或盒型的情况或者如由前述现有例所示、在屋顶内置型的情况等，后述，然而在屋顶内置的情况，金属制的板11是屋顶板，空气引入口2在檐端上形成，空气流路3具有屋顶板正下方的屋顶坡度。

作为太阳能系统，除了集热部10之外，由对集热部10的空气热介质送风的送风扇4和将空气流路3的流出口12和对集热的空气加以利用的对象空间13加以连接的通风道5构成，在中途设置该送风扇4。

图2，作为第2实施方式，通过回程空气通风道24连接空气流路3的端部的空气引入口2和对象空间13。

前述送风扇4，对其风量范围取大约100～2000m³/h的规模，设置太阳能电池14，通过利用该太阳能电池14发电的直流电源加以驱动。

图中15是在将太阳能电池14的电流送达送风扇4或电动风门18期间进行控制的比例控制部，虽然其中使用微型计算机，然而在空气流路3或空气通风道5上设置的温度传感器16与该比例控制部15连接。

这样一来，通过比例控制部15对送风扇4的电控制也在图3、图8上示出，而通过温度传感器16检测空气流路3或空气通风道5上的集热空气温度，通过依赖于微型计算机26的比例控制部15的控制用主电路内的CPU把根据集热温度和控制上要求温度之差而产生的比例控制大小作为信号输出到送风扇4的风扇驱动直流马达4a的控制器(PWM控制)23的IC。

在比例控制部15内连接可改写的永久性存储器(nonvolatilememory)17，用该永久性存储器17构成保持比例控制部15的设定内容、传感器的检测内容、控制判断状况等的控制部件。在图8，27是对微型计算机26进行设定的遥控器(遥控器)，29是电源相关部件，30是各种输入输出部分。

电动风门18设置于送风扇4的送风路内、进行防止回流或控制流向，如图5所示，取决于由风门马达18a旋转驱动的叶片体19。该电动风门18即使切断工作电源，通过齿轮锁定等也可以固定其状态。

前述太阳能电池14，如上所述，作为送风扇4或电动风门18的电源使用，如图4所示，也作为比例控制部15的电源用。而且，以与商用AC电源20连接的AC/DC变换装置21作为辅助电源装置，与该太阳能电池14并联，作为防止反向电流，把利用二极管等的整流元件22配置在电路内，前述辅助电源装置调整到比以太阳能电池14作为电源的运转电压低的电压上。这样一来，送风扇4或电动风门16或比例控制部15把太阳能电池14和商用AC电源20作为混合电源。

其次，说明动作。图1的第1实施例的情况是，从空气引入口2进入集热部10的空气流路3内的空气(室外空气)通过由太阳能加热的金属制板11加热，作为暖风通过送风扇4直接或间接地吹向对象空间13。

图2的第2实施例的情况是，通过由太阳能加热的金属板11加热，作为暖风通过送风扇4直接或间接地吹向对象空间13的空气作为回程空气，通过回程空气通风道24返回空气流路3，再加热，返回对象空间13。

本发明是前述第1实施例、第2实施例共同地使送风扇4的冬天风量通过电控制调节，调整到适于取暖或加温的集热温度。

先说明利用依赖于太阳能电池14的太阳能电池发电的日照特性。如图10所示，在作为通常标准条件下的太阳能电池25℃时，太阳能电池的发电特性与日照量成比例，主要是电流改变，而电压的变化较小。

其次，如果针对依赖于太阳能电池14的太阳能电池发电的温度特性进行说明，则如图11所示，如果太阳能电池的温度变高，则发电电压降低。如图11所示，太阳能电池的温度为75℃时的电压与标准条件25℃相比降低到85％左右。

一方面，通过太阳能电池14驱动的送风扇4的风量特性，作为一例，如图12所示，风扇的风量与输入电压成正比。在太阳能电池的温度变高的夏天是输入电压降低，风扇的最大风量(最大运转点)也降低。在集热空气的温度给予对象空间影响大的冬天取暖的太阳能利用中，使根据夏天的最大运转点而调节的风量成为最佳。

而且，与集热空气温度成正比地控制集热风量。如图13所示，集热空气温度在30℃以上开始集热运转，在40～60℃范围成比例地使风量变大，60℃以上，将风量控制在100％风量。

通常，集热面的集热特性为：在室外空气温度变低、太阳高度变低的冬天，集热温度难以上升，一方面，在室外空气温度变高，太阳高度变高的夏天集热温度容易上升。因此，通过进行在此说明的风量比例控制，冬天调节控制风量，使相关的集热温度提升应当自动地进行。

图14～图21是示出通过太阳能电池14驱动的送风扇4运转特性的例子，尤其是，对作为一年间典型的气象条件的冬天和夏天，示出太阳能电池驱动集热风扇的运转特性。

在冬日的晴天，日照量和太阳能电池温度如图14所示，日照量是典型的晴天图形，因为冬天室外气温低，所以太阳能电池的温度变得不那样高，与标准条件25℃之差小。

冬天的太阳能电压如图15所示，因为太阳能电池14的温度与标准25℃条件相近，所以发电电压也处于与额定发电电压相近的状态。在未进行冬天的风量控制时，如图16所示，风量大，成为比夏天多的运转状态。在进行风量控制时，对风量加以控制，以便调整风量，使集热温度不过度下降。

如图17所示，在冬天不控制风量下的集热温度，在过大风量时，作为取暖用空气温度往往变得过低。尤其是在导入如图1所示的室外空气的太阳能系统，吸入的空气是室外空气温度，集热温度变低。而且，由于把太阳能电池或系统相关机器长期老化部分估计在内，选择有富裕的太阳能电池，所以太阳能电池14在新的时候，在风量变多时，集热温度进一步降低。一方面，有风量控制的集热温度，与集热温度成比例地调整风量，加以控制，以便能提升到容易取暖用的温度。

夏天室外空气温度高，对通常的太阳能电池的设置角度而言，入射的日照量也变多，所以太阳能电池的温度变高。如图18所示，太阳能电池的温度达到70～80℃。与太阳能电池的标准条件25℃之差比冬天大。此外，夏天的太阳能电池14的电压，如图19所示，由于太阳能电池14的温度比标准条件25℃大幅变高，所以最高发电电压处于低的状态下。

这样，由于夏天的太阳能电池14的温度高，所以最大风量与冬天相比变小。通常作为太阳能系统的太阳能电池驱动集热系统，在必需风量最多的夏天条件下设计。因此，如图20所示，在白昼前后有无风量控制的风量没有差异。有风量控制的风量，在早晨和傍晚调整风量，集热温度无限制上升，直到100％风量为止。

如果察看夏天有无这样的风量控制和集热温度的关系，则如图21所示，在与风量调整有关的早晨和傍晚，有风量控制的集热温度稍微提升，例如，具有可以增多供热水用热交换量等优点。

如前所述，用太阳能电池14驱动的送风扇4的风量控制如下进行。如图3所示，太阳能电池14的发电电力经直流马达4a的控制器23供给直流马达4a。

通过温度传感器16检测集热温度，通过控制器23的控制用主电路内的CPU，根据集热温度和控制上的要求温度之差而作出风量比例控制的大小作为信号输出到直流马达控制器的IC。根据向直流马达控制器输入的信号大小，通过PWM(脉冲宽度调制)控制对直流马达4a的实质电压改变，对风扇风量进行比例控制。将因控制了风量而变化了的集热温度向控制用主电路重复反馈，向所要求温度对风量进行比例控制。

图22示出通过图3所示的直流马达4a的控制器23的PWM控制输出到马达4a的电源电压波形。

<a>因为夏天的太阳能电池温度比标准条件25℃大幅提高，发电电压降低，所以电源波形的高度变低。

<b>冬天太阳能电池温度大体与标准条件25℃相近，发电电压成为标准电压程度。夏天条件下选定的太阳能电池的发电电压高，风量多。

<c>通过比例控制调整冬天多的风量时，通过PWM控制使电压脉冲宽变狭，使向直流马达4a供给的实质电压下降。

如以上所示，本发明是即使在夜间天气恶劣时，利用没有电源供给的太阳能电池的系统也可以实现省略蓄电池，以下对与此有关的概念加以说明。

对于在送风扇4近旁安装的电动风门16，如图6所示，在电动风门16牢固地固定的状况下，通常通过在风门马达18a上一直通电从而一直受马达转矩因而风门得以固定。

在利用太阳能电池的许多情况下，夜间也工作，为了对风门一直通电，通常利用蓄电池，然而在不利用蓄电池时，对没有齿轮锁定机构的风门马达切断电源时，如图7所示，风门松了，例如在冬天室内的暖气向外逃逸，屋外的冷空气进入。在本发明，通过具有齿轮锁定机构的风门—马达10a组合，虽然是用太阳能电池驱动，但是实现了蓄电池的省略。

如图8所示，如前所述，用户作为随时记录通过遥控器27设定的内容、形成控制指标的温度传感器检测内容、控制判断内容、故障经历等的场所，通过利用可改写永久性存储器17，即使是在夜间利用没有电源供给的太阳能电池的系统也可实现省略蓄电池。如图9所示，现有方式使用易失存储器28，在夜间利用没有电源供给的太阳能电池的系统，通过蓄电池25一直供给最低限必要的电力。

对于在没有太阳能电池14发电的夜间进行运转时准备的辅助电源，作为电源电路利用借助于防止反向电流的二极管将DC电源装置和太阳能电池混合的简单结构可以更加有效地利用太阳能电池电力。

在本实施例，辅助的DC电源装置的调整电压设定在比太阳能电池驱动风扇的最佳运转电压还低的电压15V程度。在日照量多时的运转时，从太阳能电池供给电力。在日照量少时，即使在太阳能电池的温度高、发电电压降低时，太阳能电池的释放电压只要超越15V程度，则在混合了太阳能电池的发电电力的同时，高效使用成为可能。例如根据图10和图11，释放电压变为20V以上，能够不舍弃太阳能电池的发电电力加以利用。同时可以通过辅助的DC电源装置维持电源电压的最小量。

图23示出内置本发明的空气式太阳能系统，太阳能的集热部10在金属制屋顶板1的正下方上形成具有屋顶坡度的空气流路3，空气流路3的下侧用绝热材料遮蔽，此外，在该空气流路3的一侧端即檐前端处开口作为空气进入口2。而且在空气流路3的另一侧端、即位于屋顶高的部分作出流出口12，把空气通风道5与其连接，借助于作为集热通风道的梁通风道35与操纵盒31连接。此外，也可以将太阳能的集热部10设置在屋顶以外的壁处等。

该操纵盒31是在其内部设置防止逆流的风门32，送风扇4及流路切换风门33的盒。而且操纵盒31的流路切换风门33的流出侧的一方通过排气通风道34向屋外开口。操纵盒31的防逆流风门32的流入侧经空气通风道5与前述梁通风道35连通。

将前述操纵盒31的流路切换风门33的流出侧的另一方与竖着向下的通风道36的上端连结。竖着向下的通风道36的下端开口于位于作为地板下蓄热体的地面混凝土37和地板38之间的空气流通空间39。

操纵盒31的内部或操纵盒31和梁通风道35之间设置水加热线圈40，该水加热线圈(water-heating coil)40通过循环配管41连接热水储存槽42及循环泵43，与浴室、洗手间、厨房连接的热水供给配管45连接于该热水储存槽42，在中间设置补充加热用的热水供应煮器(water-supply boiler)44。

太阳能电池14，作为一例，在作为太阳能集热部10的屋顶上设置。

这样一来，作为利用太阳光加热的金属板的屋顶板1使进入到空气流路3的室外空气加热，该加热的空气沿屋顶坡度上升。而且该加热空气集中于梁通风道35，通过送风扇4进入操纵盒31，从操纵盒31向下流入竖着向下的通风道36内，进入蓄热地面混凝土37和地板38之间的空气流通空间39内。在该空气流通空间39，加热空气起着以下3个取暖作用，即：经地板38直接加热地板下，和在蓄热地面混凝土37内蓄热，以及从地面吹出口46作为温热风直接吹向室内。

一方面，利用水加热线圈40，在这里对经循环配管41从热水储存槽42通过循环泵43送入的热介质加热，作为热水贮蓄到热水储存槽42内，接着从这里开始，根据需要，通过补充加热用的热水供应煮器44再加热，从热水供给配管45向各处提供热水。

前述蓄热除了地面混凝土37之外，也可以通过别的途径形成。

如图所示，竖着向下的通风道36的下端除了向地下空气流通空间39处开口的情况之外，也可以如图24所示，通过在竖着向下的通风道36的下端处设置的开口47直接向室内开口。

如前所述，设置从地下空气流通空间39向室内的地面吹出口46，通过在地下加热的空气，以较低的温度加热宽广的地面，利用其辐射热，适于不使室内空气温度过度上升地进行取暖的“低温辐射取暖”。通常的“暖风取暖”只对一室间歇地取暖，造成室内上下的温度差，然而，在“低温辐射取暖”没有那样大的上下温度差或不舒服的空气吹出，可是由于通过从地面的传导热使脚下暖和，所以可以实现“头冷脚热”的感觉好的室内环境。

如图24所示，使竖着向下的通风道36的下端直接向室内开口的情况是，在屋顶集热，通过以空气作为介质获取的热原封不动地在室内射出，使得只在特定的一室在短时间内间歇地取暖成为可能。

此外，也可如图25所示，同时利用使竖着向下的通风道36的下端向地下空气流通空间39内开口的情况与直接向室内开口的情况。

在这样的太阳能系统，在夏季等高温时不必要取暖的季节，使通过屋顶板1温暖的加热空气全部向室外空气放出，捨弃成为必要，在这种情况下，如果通过流路切换风门33，关闭作为流出侧一方的竖着向下的通风道36，打开作为流出侧另一方的排气通风道34，则从操纵盒31来的加热空气经排气通风道34向屋外捨弃。因为加热空气通过操纵盒31进行水加热线圈40的加热，所以即使在夏季等高温时刻也可以确保通过太阳能的利用获得热水。

在夏夜使送风扇运转，使夜间的冷空气进入金属制屋顶板1的正下方的空气流路3内，也起着从屋顶面的辐射冷却作用，该空气经竖着向下的通风道36送入地下蓄热体和地板38之间的空气流通空间，也可在作为地下蓄热体的地面混凝土37内蓄冷。

如以上所述，本发明的空气式太阳能系统作为电源，使用由太阳能电池发电的电力，提高可再生的自然能的依存率，在远程、停电时、灾害时通过独立运转确保最低限的暖房环境等，可以在避免生命或物质危险或不合适情况起作用。

另外，本发明能够考虑不使用蓄电池，而且，可以合适地调整运转，以便以利用太阳能电池发电的电源为主的送风扇，使夏天集热温度不变得过分高，而在冬天可获得所要求的集热温度。

Claims (6)

1.一种空气式太阳能系统，包括：利用太阳能加热空气的集热部、和为该集热部的空气热介质送风的送风扇，其特征为，送风扇是具有其送风量的范围约为所谓100～2000m³/h的大规格的送风扇，一方面，该送风扇的冬天风量通过电自动控制装置进行风量调整，从而，调整到适于取暖或加温的集热温度。

2.根据权利要求1所述的空气式太阳能系统，其特征为，电控制装置通过温度传感器检测集热空气温度，通过控制用主电路内的CPU，根据集热温度和控制上的要求温度之差产生的比例控制大小，作为信号向风扇驱动马达控制器的IC输出。

3.根据权利要求1所述的空气式太阳能系统，其特征为，在送风扇的送风路内设置风门，即使切断工作电源，该风门也可通过齿轮锁定等而固定。

4.根据权利要求2所述的空气式太阳能系统，其特征为，在电自动控制装置中设置控制部件，该控制部件利用可改写的永久性存储器保持设定内容，传感器检测内容，控制判断状况等。

5.根据权利要求1所述的空气式太阳能系统，其特征为，调整到比以太阳能电池作电源的最佳运转电压低的电压的辅助电源装置经阻止反向电流用的整流元件与太阳能电池连接，作为电源，形成太阳电池和辅助电源装置的混合电源。

6.根据权利要求1所述的空气式太阳能系统，其特征为，利用太阳能加热空气的集热部设置在屋顶或墙壁等处，集热用通风道与该太阳能集热部连通，而且，集热用通风道连接于：防止向集热用的通风道侧逆流的逆流防止风门、和对向室内进行送风的竖着向下的通风道与向外排气的排气通风道之间的连通进行切换的流路切换风门、和配置了在这些逆流防止风门和流路切换风门之间设置的送风扇的操纵盒，向室内进行送风的竖着向下的通风道以及向外排气的排气通风道连接于操纵盒的所述流出侧。

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