JP2002005530A - ソーラーウオールユニット - Google Patents
ソーラーウオールユニットInfo
- Publication number
- JP2002005530A JP2002005530A JP2000194927A JP2000194927A JP2002005530A JP 2002005530 A JP2002005530 A JP 2002005530A JP 2000194927 A JP2000194927 A JP 2000194927A JP 2000194927 A JP2000194927 A JP 2000194927A JP 2002005530 A JP2002005530 A JP 2002005530A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar
- fan
- solar panel
- temperature
- solar cell
- 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
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実質的な制御を行わなくても、外気を略一定
の温度に昇温できるソーラーウオールユニットを提供す
る。 【解決手段】 表面に多数の小孔１８を穿設したソーラ
ーパネル１１の内側にファン１３に接続される吸引室１
７を形成したソーラーウオールユニットにおいて、ソー
ラーパネル１１の表面又はその近傍にソーラーセル１２
を配置し、そのソーラーセル１２で上記ファン１３を駆
動するようにしたものである。
の温度に昇温できるソーラーウオールユニットを提供す
る。 【解決手段】 表面に多数の小孔１８を穿設したソーラ
ーパネル１１の内側にファン１３に接続される吸引室１
７を形成したソーラーウオールユニットにおいて、ソー
ラーパネル１１の表面又はその近傍にソーラーセル１２
を配置し、そのソーラーセル１２で上記ファン１３を駆
動するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱を集熱して
冬季の暖房を行うソーラーウオールユニットに関するも
のである。
冬季の暖房を行うソーラーウオールユニットに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ソーラーパネルは、アルミ板に直
径１．５ｍｍの小孔を多数開けた太陽熱集熱板で、内側
に吸引室が形成され、これを建築物の壁面に取り付けて
太陽熱を吸収し、ソーラーパネルの内側からファンで吸
引することで、外気は、小孔を通過して吸引室内に吸引
され、その間に外気を加熱することができる。
径１．５ｍｍの小孔を多数開けた太陽熱集熱板で、内側
に吸引室が形成され、これを建築物の壁面に取り付けて
太陽熱を吸収し、ソーラーパネルの内側からファンで吸
引することで、外気は、小孔を通過して吸引室内に吸引
され、その間に外気を加熱することができる。
【０００３】このソーラーパネルは、主として冬季に暖
房用や換気空気の予熱に使用されるが、化石燃料を使わ
ずに、外気を２０℃以上に昇温できるので、冬季の燃料
費を大幅に低減でき、省エネが図れるとされている。ま
た、夏季には、ソーラーパネルが断熱層となり、冷房負
荷を減らすことができる。
房用や換気空気の予熱に使用されるが、化石燃料を使わ
ずに、外気を２０℃以上に昇温できるので、冬季の燃料
費を大幅に低減でき、省エネが図れるとされている。ま
た、夏季には、ソーラーパネルが断熱層となり、冷房負
荷を減らすことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このソーラ
ーパネルは、集熱効率が高く（通過風量１００ｍ3 ／ｈ
／ｍ2 で、８０％、５０ｍ3 ／ｈ／ｍ2 で、５５％の日
射エネルギーを吸収できる）、これを用いて室内の換気
や暖房を行うとすると、日射量の変動により、昇温でき
る温度は大幅に変動し、一定の温度に制御することは困
難である。
ーパネルは、集熱効率が高く（通過風量１００ｍ3 ／ｈ
／ｍ2 で、８０％、５０ｍ3 ／ｈ／ｍ2 で、５５％の日
射エネルギーを吸収できる）、これを用いて室内の換気
や暖房を行うとすると、日射量の変動により、昇温でき
る温度は大幅に変動し、一定の温度に制御することは困
難である。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、実質的な制御を行わなくても、外気を略一定の温度
に昇温できるソーラーウオールユニットを提供すること
にある。
し、実質的な制御を行わなくても、外気を略一定の温度
に昇温できるソーラーウオールユニットを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、表面に多数の小孔を穿設したソ
ーラーパネルの内側にファンに接続される吸引室を形成
したソーラーウオールユニットにおいて、ソーラーパネ
ルの表面又はその近傍にソーラーセルを配置し、そのソ
ーラーセルで上記ファンを駆動するようにしたソーラー
ウオールユニットである。
に、請求項１の発明は、表面に多数の小孔を穿設したソ
ーラーパネルの内側にファンに接続される吸引室を形成
したソーラーウオールユニットにおいて、ソーラーパネ
ルの表面又はその近傍にソーラーセルを配置し、そのソ
ーラーセルで上記ファンを駆動するようにしたソーラー
ウオールユニットである。
【０００７】請求項２の発明は、表面にソーラーパネル
を取り付けたケーシングを建築物の壁に垂直に取り付
け、そのケーシングの裏面上部に吸い込みダクトを接続
し、そのダクトを上記壁に形成した穴に挿通し、その吸
い込みダクトにソーラーセルで駆動されるファンを接続
した請求項１記載のソーラーウオールユニットである。
を取り付けたケーシングを建築物の壁に垂直に取り付
け、そのケーシングの裏面上部に吸い込みダクトを接続
し、そのダクトを上記壁に形成した穴に挿通し、その吸
い込みダクトにソーラーセルで駆動されるファンを接続
した請求項１記載のソーラーウオールユニットである。
【０００８】請求項３の発明は、日射量及び風量に対す
るソーラーパネルの温度上昇特性から吹出温度設定値に
対する風量を設定し、ソーラーセル及びファンの特性を
基に、ソーラーセルの面積及びファンの容量を設定し、
風量及びソーラパネルの単位面積当たりの最適風量値か
らソーラパネルの面積を設定する請求項１又は２記載の
ソーラーウオールユニットである。
るソーラーパネルの温度上昇特性から吹出温度設定値に
対する風量を設定し、ソーラーセル及びファンの特性を
基に、ソーラーセルの面積及びファンの容量を設定し、
風量及びソーラパネルの単位面積当たりの最適風量値か
らソーラパネルの面積を設定する請求項１又は２記載の
ソーラーウオールユニットである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００１０】図１（ａ）、図１（ｂ）において、箱形の
ケーシング１０の表面には、ソーラーパネル１１が取り
付けられると共にソーラーセル１２が取り付けられ、裏
面上部には、ファン１３に接続される吸い込みダクト１
４が設けられてソーラーパネルユニット１５が形成され
る。
ケーシング１０の表面には、ソーラーパネル１１が取り
付けられると共にソーラーセル１２が取り付けられ、裏
面上部には、ファン１３に接続される吸い込みダクト１
４が設けられてソーラーパネルユニット１５が形成され
る。
【００１１】ソーラーパネル１１は、図１（ｃ）に示す
ようにアルミ板で波形状に形成され、ケーシング１０に
適宜スペーサ１６にて支持され、ケーシング１０内に吸
入室１７が形成される。ソーラーパネル１１の表面は、
太陽光を吸収するよう黒色にされ、その表面には、図１
（ｄ）に示すように約１．５ｍｍ程度の小孔１８が多数
穿設される。小孔１８の個数は、開口率が０．３％とな
るように、また吸い込みダクト１４の口径は、小孔１８
の全開口面積と略同じかやや大きくなるように形成され
る。
ようにアルミ板で波形状に形成され、ケーシング１０に
適宜スペーサ１６にて支持され、ケーシング１０内に吸
入室１７が形成される。ソーラーパネル１１の表面は、
太陽光を吸収するよう黒色にされ、その表面には、図１
（ｄ）に示すように約１．５ｍｍ程度の小孔１８が多数
穿設される。小孔１８の個数は、開口率が０．３％とな
るように、また吸い込みダクト１４の口径は、小孔１８
の全開口面積と略同じかやや大きくなるように形成され
る。
【００１２】ソーラーウオールユニット１５の建築物へ
の取付は、図２に示すように建築物の壁２０に形成した
穴２１に、スリーブ２２を挿入し、外側を雨仕舞い２３
を施し、スリーブ２２内にソーラーセル１２に接続され
て駆動するファン１３を設けると共にフィルタ２４を設
け、そのスリーブ２２に、ソーラーウオールユニット１
５の吸い込みダクト１４を挿入すると共にその間をＯリ
ング２５でシールする。
の取付は、図２に示すように建築物の壁２０に形成した
穴２１に、スリーブ２２を挿入し、外側を雨仕舞い２３
を施し、スリーブ２２内にソーラーセル１２に接続され
て駆動するファン１３を設けると共にフィルタ２４を設
け、そのスリーブ２２に、ソーラーウオールユニット１
５の吸い込みダクト１４を挿入すると共にその間をＯリ
ング２５でシールする。
【００１３】このソーラーウオールユニット１５は、壁
２０に密着するように取り付けても、壁２０からある程
度の間隔をおいて取り付けるようにしてもよい。
２０に密着するように取り付けても、壁２０からある程
度の間隔をおいて取り付けるようにしてもよい。
【００１４】また、スリーブ２２の先端には吹き出し空
気流を変更すると共に吹出口２６を閉じるルーバ２７が
設けられる。
気流を変更すると共に吹出口２６を閉じるルーバ２７が
設けられる。
【００１５】ソーラセル１２でファン１３を駆動するに
おいて、ダクト１４に近い吸入室１７に温度センサ３２
を設け、他方ソーラセル１２の電力で駆動する制御装置
３１を設け、温度センサ３２の検出値を制御装置３０に
入力し、その検出値が設定温度以上のとき、制御装置３
１が、ファン１３へ電力を供給する電源ライン３０をＯ
Ｎ・ＯＦＦするようにする。
おいて、ダクト１４に近い吸入室１７に温度センサ３２
を設け、他方ソーラセル１２の電力で駆動する制御装置
３１を設け、温度センサ３２の検出値を制御装置３０に
入力し、その検出値が設定温度以上のとき、制御装置３
１が、ファン１３へ電力を供給する電源ライン３０をＯ
Ｎ・ＯＦＦするようにする。
【００１６】以上において、冬季などソーラーパネル１
１に太陽光が当たりソーラーパネル１１が太陽熱を吸収
し、同時にソーラーセル１２が太陽光を電気エネルギー
に変換し、その電力でファン１３を回転することで、吸
入室１７は負圧となり小孔１８から外気が吸入室１７に
流入し、その間に加熱されて２０℃以上に昇温し、その
昇温した外気を吹出空気として建築物の室内に暖房用空
気として或いは換気用空気として吹き込むことで、室内
を換気しつつ化石燃料などによる暖房負荷を低減するこ
とが可能となる。
１に太陽光が当たりソーラーパネル１１が太陽熱を吸収
し、同時にソーラーセル１２が太陽光を電気エネルギー
に変換し、その電力でファン１３を回転することで、吸
入室１７は負圧となり小孔１８から外気が吸入室１７に
流入し、その間に加熱されて２０℃以上に昇温し、その
昇温した外気を吹出空気として建築物の室内に暖房用空
気として或いは換気用空気として吹き込むことで、室内
を換気しつつ化石燃料などによる暖房負荷を低減するこ
とが可能となる。
【００１７】特に、ソーラーウオールユニット１５は日
射量によって昇温する外気温度（吹出空気温度）が相違
し、ファン１３を定風量で駆動すると、設定日射量に対
して、日射量が多いと吹出温度が高温になりやすく、日
射量が少ないと吹出温度が低温となってしまうが、本発
明においては、ソーラーセル１２によりファン１３を駆
動しているため、日射量の変化に応じて風量が自動的に
変化するため、日射量の変化に追従して外気の吹出温度
変化を少なくすることが可能となる。
射量によって昇温する外気温度（吹出空気温度）が相違
し、ファン１３を定風量で駆動すると、設定日射量に対
して、日射量が多いと吹出温度が高温になりやすく、日
射量が少ないと吹出温度が低温となってしまうが、本発
明においては、ソーラーセル１２によりファン１３を駆
動しているため、日射量の変化に応じて風量が自動的に
変化するため、日射量の変化に追従して外気の吹出温度
変化を少なくすることが可能となる。
【００１８】また、ソーラパネル１１に開けられた多数
の小孔１８を空気が通過する際、ソーラパネル１１の熱
が奪われパネル温度は若干低下し、外壁２０の温度より
も低く保たれる。他方ソーラセル１２は、周囲温度が上
昇すると効率が低下（本実施の形態のソーラセル１２で
は、周囲温度の１℃の上昇で、出力（Ｗ数）が０．４％
低下）する特性があるため、ソーラセル１２を外壁２０
に取り付けたり、小孔のない集熱パネルに取り付けた場
合に比べてソーラセル１２の効率を若干あげることがで
きる。
の小孔１８を空気が通過する際、ソーラパネル１１の熱
が奪われパネル温度は若干低下し、外壁２０の温度より
も低く保たれる。他方ソーラセル１２は、周囲温度が上
昇すると効率が低下（本実施の形態のソーラセル１２で
は、周囲温度の１℃の上昇で、出力（Ｗ数）が０．４％
低下）する特性があるため、ソーラセル１２を外壁２０
に取り付けたり、小孔のない集熱パネルに取り付けた場
合に比べてソーラセル１２の効率を若干あげることがで
きる。
【００１９】以下、ソーラーウオールユニット１５によ
る暖房を詳しく説明する。
る暖房を詳しく説明する。
【００２０】先ず、ソーラーウオールユニット１５にお
ける日射量とファン風量、温度上昇の関係を説明する。
ける日射量とファン風量、温度上昇の関係を説明する。
【００２１】表１にソーラーウオールユニット１５の寸
法及び風量設計値の一例を示す。
法及び風量設計値の一例を示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】但し、表１において、日射量５００Ｗ／ｍ
2 時に標準風量（パネル有効面積当たり最適風量値４０
ｍ3 ／ｈ）とした。
2 時に標準風量（パネル有効面積当たり最適風量値４０
ｍ3 ／ｈ）とした。
【００２４】日射量による風量及び温度上昇度の変化
は、ソーラーセル１２の特性図、ファン１３の特性図及
びソーラーウオール１１のの特性図により決まる。
は、ソーラーセル１２の特性図、ファン１３の特性図及
びソーラーウオール１１のの特性図により決まる。
【００２５】これらの特性図を図３〜図５に示した。
【００２６】図３は、１０３ｍｍ角の１／８セルを３３
枚直列に接続したソーラーセル（最大出力５．４Ｗ、最
大出力動作電流０．３５Ａ、最大出力動作電圧１５．５
Ｖ、短絡電流０．３８Ａ、開放電圧１９．５Ｖ）の特性
図を示し、その特性図にファン１３（定格電圧２４Ｖ、
定格電流０．２５Ａ）の電圧−電流線ａを作図して、日
射量３００Ｗ／ｍ2 , ５００Ｗ／ｍ2 , １０００Ｗ／ｍ
2 における電圧値１０．８Ｖ，１５．９Ｖ，１８．０Ｖ
を求めた。
枚直列に接続したソーラーセル（最大出力５．４Ｗ、最
大出力動作電流０．３５Ａ、最大出力動作電圧１５．５
Ｖ、短絡電流０．３８Ａ、開放電圧１９．５Ｖ）の特性
図を示し、その特性図にファン１３（定格電圧２４Ｖ、
定格電流０．２５Ａ）の電圧−電流線ａを作図して、日
射量３００Ｗ／ｍ2 , ５００Ｗ／ｍ2 , １０００Ｗ／ｍ
2 における電圧値１０．８Ｖ，１５．９Ｖ，１８．０Ｖ
を求めた。
【００２７】次に、これら電圧値はファンの定格電圧に
対して、−５５％，−３３％，−２５％であり、図４の
ファン特性線図にユニット抵抗曲線ｂを作図して風量
０．５０ｍ3 ／ｍｉｎ、１．０２ｍ3 ／ｍｉｎ、１．１
１ｍ3 ／ｍｉｎを求め、これを時間当たりの風量３０．
０ｍ3 ／ｈ、６１．２ｍ3 ／ｈ、６６．６ｍ3 ／ｈと
し、更にソーラーパネルの単位面積当たりの風量１９．
５ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、３９．７ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、４３．２
ｍ3 ／ｈ／ｍ2 を求め、図５のソーラーパネル特性線図
より、日射量３００Ｗ／ｍ2 , ５００Ｗ／ｍ2 , １００
０Ｗ／ｍ2 における温度上昇を求めた。
対して、−５５％，−３３％，−２５％であり、図４の
ファン特性線図にユニット抵抗曲線ｂを作図して風量
０．５０ｍ3 ／ｍｉｎ、１．０２ｍ3 ／ｍｉｎ、１．１
１ｍ3 ／ｍｉｎを求め、これを時間当たりの風量３０．
０ｍ3 ／ｈ、６１．２ｍ3 ／ｈ、６６．６ｍ3 ／ｈと
し、更にソーラーパネルの単位面積当たりの風量１９．
５ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、３９．７ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、４３．２
ｍ3 ／ｈ／ｍ2 を求め、図５のソーラーパネル特性線図
より、日射量３００Ｗ／ｍ2 , ５００Ｗ／ｍ2 , １００
０Ｗ／ｍ2 における温度上昇を求めた。
【００２８】図において、Ａは１８ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、Ｂ
は３６ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、Ｃは７２ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、Ｄは
９７ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、Ｅは１２６ｍ3 ／ｈ／ｍ2 であ
り、上述したソーラーパネルの単位面積当たりの風量１
９．５（≒２０）ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、３９．７（≒４０）
ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、４３．２ｍ3 （≒４３） ／ｈ／ｍ2
における温度上昇は、１３．９℃、１６．９℃、３０．
９℃である。
は３６ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、Ｃは７２ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、Ｄは
９７ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、Ｅは１２６ｍ3 ／ｈ／ｍ2 であ
り、上述したソーラーパネルの単位面積当たりの風量１
９．５（≒２０）ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、３９．７（≒４０）
ｍ3 ／ｈ／ｍ2 、４３．２ｍ3 （≒４３） ／ｈ／ｍ2
における温度上昇は、１３．９℃、１６．９℃、３０．
９℃である。
【００２９】これら３つの線図を基に試算結果を表２に
まとめて示した。
まとめて示した。
【００３０】
【表２】
【００３１】また、参考のため、標準風量時（６１ｍ3
／ｈ、ｏｒソーラーパネルｍ2 当たり４０ｍ3 ／ｈ）の
ソーラーウオールユニット１５の圧損を表３に示す。
／ｈ、ｏｒソーラーパネルｍ2 当たり４０ｍ3 ／ｈ）の
ソーラーウオールユニット１５の圧損を表３に示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】表３よりユニット１５の圧力損失は１．８
６ｍｍＡｑであった。
６ｍｍＡｑであった。
【００３４】次に、ソーラーセル１２でファン１３を駆
動した場合と、ファン１３を定風量で駆動した場合の日
射量３００Ｗ／ｍ2 , ５００Ｗ／ｍ2 , １０００Ｗ／ｍ
2 における空気温度の上昇度の試算結果を表４に示し
た。
動した場合と、ファン１３を定風量で駆動した場合の日
射量３００Ｗ／ｍ2 , ５００Ｗ／ｍ2 , １０００Ｗ／ｍ
2 における空気温度の上昇度の試算結果を表４に示し
た。
【００３５】
【表４】
【００３６】但し、表４は、外気温度５℃、吸い込みダ
クト口径１１７ｍｍの場合の値を示した。
クト口径１１７ｍｍの場合の値を示した。
【００３７】表４より、日射量が、５００Ｗ／ｍ2 から
３００Ｗ／ｍ2 に低下した（雲が出て日射量が低下した
或いは１５時を過ぎて日射量が低下したとき等）とする
と、定風量で駆動した場合には、２１．９℃から１５．
９℃と６℃低下してしまい低温の空気が大量に室内に導
入されてしまう可能性があるが、本発明のように、ソー
ラーセル１２でファン１３を駆動した場合、吹出風速
１．５８ｍ／ｓが０．７８ｍ／ｓと約半分に減り、吹出
温度は、２１．９℃から１８．９℃と３℃程度しか下が
らない。また逆に日射量が１０００Ｗ／ｍ2 に上昇する
と、定風量で駆動した場合には、２１．９℃から３７．
２℃となり吹出温度が高くなりすぎるが、本発明のよう
に、ソーラーセル１２でファン１３を駆動した場合、吹
出風速１．５８ｍ／ｓが１．７２ｍ／ｓに上昇し、吹出
温度も３５．９℃と定風量に比べて若干低くすることが
できる。
３００Ｗ／ｍ2 に低下した（雲が出て日射量が低下した
或いは１５時を過ぎて日射量が低下したとき等）とする
と、定風量で駆動した場合には、２１．９℃から１５．
９℃と６℃低下してしまい低温の空気が大量に室内に導
入されてしまう可能性があるが、本発明のように、ソー
ラーセル１２でファン１３を駆動した場合、吹出風速
１．５８ｍ／ｓが０．７８ｍ／ｓと約半分に減り、吹出
温度は、２１．９℃から１８．９℃と３℃程度しか下が
らない。また逆に日射量が１０００Ｗ／ｍ2 に上昇する
と、定風量で駆動した場合には、２１．９℃から３７．
２℃となり吹出温度が高くなりすぎるが、本発明のよう
に、ソーラーセル１２でファン１３を駆動した場合、吹
出風速１．５８ｍ／ｓが１．７２ｍ／ｓに上昇し、吹出
温度も３５．９℃と定風量に比べて若干低くすることが
できる。
【００３８】次に、図６、図７により測定結果の一例を
説明する。
説明する。
【００３９】図６は、本発明のソーラーセル１２でファ
ン１３を駆動した場合の１０月末日の約９〜１７時の日
射量変化ｍ、外気温度変化ｎにおける吹出温度変化ｏを
示し、図７はファンを定風量で駆動した場合の３月初旬
の約９〜１７時の日射量変化ｐ、外気温度変化ｑにおけ
る吹出温度変化ｒを示している。
ン１３を駆動した場合の１０月末日の約９〜１７時の日
射量変化ｍ、外気温度変化ｎにおける吹出温度変化ｏを
示し、図７はファンを定風量で駆動した場合の３月初旬
の約９〜１７時の日射量変化ｐ、外気温度変化ｑにおけ
る吹出温度変化ｒを示している。
【００４０】この図６，図７の測定条件は異なるので厳
密な比較にはならないが、両者とも外気温変化ｎ，ｑの
変動は少ないものの日射量変化ｍ、ｐは、雲の関係でソ
ーラーパネルに太陽光が当たる時と当たらない場合で大
きく変化する。
密な比較にはならないが、両者とも外気温変化ｎ，ｑの
変動は少ないものの日射量変化ｍ、ｐは、雲の関係でソ
ーラーパネルに太陽光が当たる時と当たらない場合で大
きく変化する。
【００４１】この日射量変化に対し、本発明のソーラー
セル１２でファン１３を駆動した場合の吹出温度変化ｏ
は、２９〜３６℃で、最大で約７℃であるが、定風量で
ファンを駆動した場合の日射量最大変動時の吹出温度変
化ｒは、１５〜２９℃で、最大で約１４℃の幅で変動す
ることが判る。
セル１２でファン１３を駆動した場合の吹出温度変化ｏ
は、２９〜３６℃で、最大で約７℃であるが、定風量で
ファンを駆動した場合の日射量最大変動時の吹出温度変
化ｒは、１５〜２９℃で、最大で約１４℃の幅で変動す
ることが判る。
【００４２】図８は、暖房が必要とされる１２月、１
月、２月の晴天時の時刻別日射量変化を示し、ｓは１２
月、ｔは１月、ｕは２月の日射量変化（場所；東京、方
角；真南、照射面；垂直）をそれぞれ示している。
月、２月の晴天時の時刻別日射量変化を示し、ｓは１２
月、ｔは１月、ｕは２月の日射量変化（場所；東京、方
角；真南、照射面；垂直）をそれぞれ示している。
【００４３】この図８より、日射量は、８〜１５時まで
は、５００Ｗ／ｍ2 の太陽光を取り込むことができるた
め、日射量を５００Ｗ／ｍ2 とし、また、図５を基に日
射量（５００Ｗ／ｍ2 ）におけるソーラーパネル１１の
温度上昇特性から吹出温度の上昇を、例えば２１℃とし
たときの時間当たりの流入量を求め、この流入量とソー
ラパネルの単位面積当たりの最適風量値からソーラパネ
ル１１の面積を設定すると共に、この流入量及び図３の
ソーラーセル１２の特性と図４のファン１３の特性を基
にして、ソーラーセル１２の面積及びファン１３の容量
を設定することで、最適設定が行える。
は、５００Ｗ／ｍ2 の太陽光を取り込むことができるた
め、日射量を５００Ｗ／ｍ2 とし、また、図５を基に日
射量（５００Ｗ／ｍ2 ）におけるソーラーパネル１１の
温度上昇特性から吹出温度の上昇を、例えば２１℃とし
たときの時間当たりの流入量を求め、この流入量とソー
ラパネルの単位面積当たりの最適風量値からソーラパネ
ル１１の面積を設定すると共に、この流入量及び図３の
ソーラーセル１２の特性と図４のファン１３の特性を基
にして、ソーラーセル１２の面積及びファン１３の容量
を設定することで、最適設定が行える。
【００４４】また、暖房を行う際に、制御装置３１は、
温度センサ３２の検出温度とソーラセル１２の起電力か
ら、日射量が暖房に適正かどうかを判断してファン１３
の起動することで、日射量の少ないときには、暖房を行
わず、逆に夏季など、吸入室内の温度が高くなるときに
も、ファン１３を停止したままとすることが可能とな
る。
温度センサ３２の検出温度とソーラセル１２の起電力か
ら、日射量が暖房に適正かどうかを判断してファン１３
の起動することで、日射量の少ないときには、暖房を行
わず、逆に夏季など、吸入室内の温度が高くなるときに
も、ファン１３を停止したままとすることが可能とな
る。
【００４５】なお、夏季には、基本的には、上述のよう
に制御装置３１で、ファン１３を駆動しないで、ソーラ
ーウオールユニット１５を断熱材として使用するが、ソ
ーラパネル１１で、４０℃以上の温風を得ることができ
るため、乾燥や加熱の温風源として使用することができ
る。
に制御装置３１で、ファン１３を駆動しないで、ソーラ
ーウオールユニット１５を断熱材として使用するが、ソ
ーラパネル１１で、４０℃以上の温風を得ることができ
るため、乾燥や加熱の温風源として使用することができ
る。
【００４６】図９は、本実施の他の形態を示したもの
で、基本的構成は、図１，図２で説明したソーラウオー
ルユニット１５と同じであるが、ソーラパネル１１の前
面にガラスやアクリル板などの透明板３４をソーラパネ
ル１１と間隔をおいて設けて、その間に温室空気層３５
を形成し、下方に吸引口３７を設けた例を示したもので
ある。
で、基本的構成は、図１，図２で説明したソーラウオー
ルユニット１５と同じであるが、ソーラパネル１１の前
面にガラスやアクリル板などの透明板３４をソーラパネ
ル１１と間隔をおいて設けて、その間に温室空気層３５
を形成し、下方に吸引口３７を設けた例を示したもので
ある。
【００４７】図１，図２の実施の形態では、ソーラパネ
ル１１の面は、外気温度より高く、その前面の空気層も
境膜により外気温度より高くなるが、風などがパネルに
当たると、外気温度より高い空気層が安定して形成され
にくくなる。
ル１１の面は、外気温度より高く、その前面の空気層も
境膜により外気温度より高くなるが、風などがパネルに
当たると、外気温度より高い空気層が安定して形成され
にくくなる。
【００４８】そこで、透明板３４でソーラパネル１１を
覆うことで、温室効果で、ソーラパネル１１と透明板３
４間の温室空気層３５の熱が外気側に逃がすことなくソ
ーラパネル１１の内側の吸入室１７に取り込むことが可
能となると共に、埃などの影響を少なくすることができ
る。
覆うことで、温室効果で、ソーラパネル１１と透明板３
４間の温室空気層３５の熱が外気側に逃がすことなくソ
ーラパネル１１の内側の吸入室１７に取り込むことが可
能となると共に、埃などの影響を少なくすることができ
る。
【００４９】以上本発明の実施の形態を説明したが、本
発明は上記の実施の形態に限らず種々の変形ができ、例
えば、ソーラーウオールユニット１５として建築物の壁
に取り付ける例で説明したが、ソーラーウオールユニッ
ト自体を建築物の壁で構成してもよい。またソーラーセ
ルは、ソーラーウオールユニットの表面に取り付けるよ
うにしたが、ソーラーセルをユニットと別個に設け、垂
直でなく太陽光を吸収できるようにできるだけ冬季の太
陽光に対して直角になるよう斜めに配置するようにして
もよい。
発明は上記の実施の形態に限らず種々の変形ができ、例
えば、ソーラーウオールユニット１５として建築物の壁
に取り付ける例で説明したが、ソーラーウオールユニッ
ト自体を建築物の壁で構成してもよい。またソーラーセ
ルは、ソーラーウオールユニットの表面に取り付けるよ
うにしたが、ソーラーセルをユニットと別個に設け、垂
直でなく太陽光を吸収できるようにできるだけ冬季の太
陽光に対して直角になるよう斜めに配置するようにして
もよい。
【００５０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、化石燃料
を使わずに太陽熱によって外気を２０℃以上に昇温でき
るので、冬季の燃料費を大幅に削減することができ、省
エネを図ることができると共に日射量の変化に応じて吹
出空気量を自動的に調整できるので、吹出温度を一定に
保つことが可能となる。
を使わずに太陽熱によって外気を２０℃以上に昇温でき
るので、冬季の燃料費を大幅に削減することができ、省
エネを図ることができると共に日射量の変化に応じて吹
出空気量を自動的に調整できるので、吹出温度を一定に
保つことが可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】本発明のソーラーウオールユニットを建築物に
取り付ける状態を説明する断面図である。
取り付ける状態を説明する断面図である。
【図３】本発明におけるソーラーセルの電圧−電流特性
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明におけるファン特性を示す図である。
【図５】本発明においてソーラーウオールの特性を示す
図である。
図である。
【図６】本発明において、外気温度、日射量の経時変化
に対する吹出温度変化を示す図である。
に対する吹出温度変化を示す図である。
【図７】従来のソーラーウオールにおける外気温度、日
射量の経時変化に対する吹出温度変化を示す図である。
射量の経時変化に対する吹出温度変化を示す図である。
【図８】冬季における日射量の経時変化を示す図であ
る。
る。
【図９】本発明の他の実施の形態を示す図である。
１１ ソーラーパネル １２ ソーラーセル １３ ファン １５ ソーラウオールユニット １７ 吸引室 １８ 小孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小金井 真 東京都港区浜松町１丁目25番７号 株式会 社朝日工業社内 (72)発明者 藤井 浩一 東京都台東区浅草橋１丁目12番４号 株式 会社ロゴスシステムズ内
Claims (3)
- 【請求項１】 表面に多数の小孔を穿設したソーラーパ
ネルの内側にファンに接続される吸引室を形成したソー
ラーウオールユニットにおいて、ソーラーパネルの表面
又はその近傍にソーラーセルを配置し、そのソーラーセ
ルで上記ファンを駆動することを特徴とするソーラーウ
オールユニット。 - 【請求項２】 表面にソーラーパネルを取り付けたケー
シングを建築物の壁に垂直に取り付け、そのケーシング
の裏面上部に吸い込みダクトを接続し、そのダクトを上
記壁に形成した穴に挿通し、その吸い込みダクトにソー
ラーセルで駆動されるファンを接続した請求項１記載の
ソーラーウオールユニット。 - 【請求項３】 日射量及び風量に対するソーラーパネル
の温度上昇特性から吹出温度設定値に対する風量を設定
し、ソーラーセル及びファンの特性を基に、ソーラーセ
ルの面積及びファンの容量を設定し、風量及びソーラパ
ネルの単位面積当たりの最適風量値からソーラパネルの
面積を設定する請求項１又は２記載のソーラーウオール
ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000194927A JP2002005530A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ソーラーウオールユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000194927A JP2002005530A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ソーラーウオールユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005530A true JP2002005530A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18693679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000194927A Pending JP2002005530A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ソーラーウオールユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002005530A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003262360A (ja) * | 2002-03-06 | 2003-09-19 | Asahi Kogyosha Co Ltd | ソーラーウォールユニットを用いた冷暖房システム |
| BE1015549A3 (nl) * | 2003-06-03 | 2005-06-07 | Jaga Nv | Verbeterde radiator. |
| WO2009006895A1 (en) | 2007-07-07 | 2009-01-15 | Carsten Lund Madsen | Solar collector panel with temperature controlled bi-directional airflow |
| JP2010096457A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Nippon Light Metal Co Ltd | 空調装置 |
| JP2018528385A (ja) * | 2015-07-15 | 2018-09-27 | エナジー トランジションズ リミテッドＥｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 蒸散型太陽光収集器、及び、蒸散型太陽光収集器を製造する方法 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS499492B1 (ja) * | 1970-12-22 | 1974-03-05 | ||
| JPS568266B2 (ja) * | 1976-08-06 | 1981-02-23 | ||
| JPS5621175U (ja) * | 1979-07-26 | 1981-02-25 | ||
| JPS5727370B2 (ja) * | 1977-08-12 | 1982-06-10 | ||
| JPS604758A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | Asahi Glass Co Ltd | 太陽熱集熱方法及び装置 |
| JPS60235950A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Naoji Isshiki | 通気性薄膜による太陽熱集熱器 |
| JPS60185162U (ja) * | 1984-05-21 | 1985-12-07 | 松下電工株式会社 | エアコレクタ |
| JPS62147860U (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-18 | ||
| JPS632047U (ja) * | 1986-06-24 | 1988-01-08 | ||
| JPH0188350U (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-12 | ||
| JPH0134056Y2 (ja) * | 1986-03-14 | 1989-10-17 | ||
| JPH0277552U (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-14 | ||
| JPH0429770U (ja) * | 1990-07-05 | 1992-03-10 | ||
| JPH0517464B2 (ja) * | 1985-09-24 | 1993-03-09 | Takenaka Komuten Kk |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000194927A patent/JP2002005530A/ja active Pending
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS499492B1 (ja) * | 1970-12-22 | 1974-03-05 | ||
| JPS568266B2 (ja) * | 1976-08-06 | 1981-02-23 | ||
| JPS5727370B2 (ja) * | 1977-08-12 | 1982-06-10 | ||
| JPS5621175U (ja) * | 1979-07-26 | 1981-02-25 | ||
| JPS604758A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | Asahi Glass Co Ltd | 太陽熱集熱方法及び装置 |
| JPS60235950A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Naoji Isshiki | 通気性薄膜による太陽熱集熱器 |
| JPS60185162U (ja) * | 1984-05-21 | 1985-12-07 | 松下電工株式会社 | エアコレクタ |
| JPH0517464B2 (ja) * | 1985-09-24 | 1993-03-09 | Takenaka Komuten Kk | |
| JPS62147860U (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-18 | ||
| JPH0134056Y2 (ja) * | 1986-03-14 | 1989-10-17 | ||
| JPS632047U (ja) * | 1986-06-24 | 1988-01-08 | ||
| JPH0188350U (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-12 | ||
| JPH0277552U (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-14 | ||
| JPH0429770U (ja) * | 1990-07-05 | 1992-03-10 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003262360A (ja) * | 2002-03-06 | 2003-09-19 | Asahi Kogyosha Co Ltd | ソーラーウォールユニットを用いた冷暖房システム |
| BE1015549A3 (nl) * | 2003-06-03 | 2005-06-07 | Jaga Nv | Verbeterde radiator. |
| WO2009006895A1 (en) | 2007-07-07 | 2009-01-15 | Carsten Lund Madsen | Solar collector panel with temperature controlled bi-directional airflow |
| JP2010096457A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Nippon Light Metal Co Ltd | 空調装置 |
| JP2018528385A (ja) * | 2015-07-15 | 2018-09-27 | エナジー トランジションズ リミテッドＥｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 蒸散型太陽光収集器、及び、蒸散型太陽光収集器を製造する方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5842194B1 (ja) | 吸排気ユニット及びそれを用いたダブルスキンシステム | |
| US20100000520A1 (en) | Perforated transparent glazing for heat recovery and solar air heating | |
| EP2699851A1 (en) | Solar air heating device | |
| AU2018201921A1 (en) | Mechanical Ventilation Heat Recovery Apparatus | |
| CN105020770B (zh) | 一种新型太阳能储热供暖系统装置及方法 | |
| JP2002005530A (ja) | ソーラーウオールユニット | |
| JP2009008368A (ja) | 電気加熱併用型太陽熱集熱装置 | |
| CN101997051A (zh) | 太阳能光伏集热器及其应用产品 | |
| CN218976645U (zh) | 用于建筑通风和供暖的双层光伏屋顶 | |
| CN209857280U (zh) | 一种太阳能空调遮阳篷 | |
| CN218668062U (zh) | 光伏通风一体化围护结构 | |
| CN206531168U (zh) | 空调器 | |
| US20100288265A1 (en) | Solar collector panel with temperature controlled bi-directional airflow | |
| CN214886521U (zh) | 一种多功能光伏窗 | |
| CN209924859U (zh) | 一种风雨感应通风防水百叶窗 | |
| CN102635294B (zh) | 壁挂式太阳能空气流能量窗 | |
| JP6414781B2 (ja) | 除湿吸排気ユニット、ダブルスキンシステム及び除湿吸排気方法 | |
| CN206176770U (zh) | 一种陶瓷蓄热太阳能空气集热器 | |
| CN206478788U (zh) | 一种屋顶光伏/半导体温度调节系统 | |
| CN220931299U (zh) | 一种工程设计用屋顶保温通风装置 | |
| JP2003070259A (ja) | 屋外設置用電力変換装置 | |
| CN218410069U (zh) | 一种建筑物蓄热系统 | |
| CN211146804U (zh) | 一种太阳能屋顶通风装置 | |
| CN107327195A (zh) | 一种阳光房 | |
| CN214469689U (zh) | 可移动的太阳能葛粉烘干装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070614 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100119 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100518 |