JP2002022285A - 太陽熱利用の冷房システム及び自然冷房、給湯、融雪装置 - Google Patents
太陽熱利用の冷房システム及び自然冷房、給湯、融雪装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地球温暖化防止の方法として太陽エネルギー
の有効利用が大変注目されているが、建物屋根面全体に
降りそそぐ光と熱の両方のエネルギーを年間を通して、
無駄なく保守管理が容易で、設置費が安く簡単なシステ
ム及び、装置が必要とされている。 【解決手段】 建物屋根全体面と屋根断熱層の間に通気
層を設け、その空間を有効に利用して集熱や放熱、又放
射冷却をして、給湯、冷暖房、融雪等行う事ができ、太
陽光発電との組み合わせにも対応できる事を特徴とす
る。
の有効利用が大変注目されているが、建物屋根面全体に
降りそそぐ光と熱の両方のエネルギーを年間を通して、
無駄なく保守管理が容易で、設置費が安く簡単なシステ
ム及び、装置が必要とされている。 【解決手段】 建物屋根全体面と屋根断熱層の間に通気
層を設け、その空間を有効に利用して集熱や放熱、又放
射冷却をして、給湯、冷暖房、融雪等行う事ができ、太
陽光発電との組み合わせにも対応できる事を特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気と水の温度差
による自然な流れを利用した自然冷房、太陽熱給湯、融
雪等多目的に活用するシステム及び装置。
による自然な流れを利用した自然冷房、太陽熱給湯、融
雪等多目的に活用するシステム及び装置。
【０００２】
【従来の技術】従来、建物の屋根面で得られる太陽エネ
ルギーの活用は給湯、暖房、発電等が主で、冷房には一
度電気に変えてから使用していた。放射冷却を利用する
場合は屋根面に、水を張る等していた。（例えば、特開
平１０−１１０９７５）又融雪には屋根面に融雪だけを
目的にしたヒーター板や温水管等の発熱装置を設置する
必要がある。太陽光電池屋根面下に冷却用の通気層を設
け融雪時にその通気層を使い全面に温風を送る方法も考
案されているが、保守管理の面や投資効率の悪さから普
及がしにくい。（例えば、特開平１１−２５６７８０）
ルギーの活用は給湯、暖房、発電等が主で、冷房には一
度電気に変えてから使用していた。放射冷却を利用する
場合は屋根面に、水を張る等していた。（例えば、特開
平１０−１１０９７５）又融雪には屋根面に融雪だけを
目的にしたヒーター板や温水管等の発熱装置を設置する
必要がある。太陽光電池屋根面下に冷却用の通気層を設
け融雪時にその通気層を使い全面に温風を送る方法も考
案されているが、保守管理の面や投資効率の悪さから普
及がしにくい。（例えば、特開平１１−２５６７８０）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】建物の屋根面で得られ
るクリーンな太陽エネルギーを、簡単で安価な工法で効
率良く年間を通して多目的に活用する事が必要である。
るクリーンな太陽エネルギーを、簡単で安価な工法で効
率良く年間を通して多目的に活用する事が必要である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（イ）本発明は、建物の
屋根面で得られるクリーンな太陽エネルギーを、簡単で
安価な工法で効率良く多目的に活用する為に、屋根面
（１）と屋根断熱層（２）との間に空気の流れを確保す
るための屋根面通気層（３）を設け、壁下部吸気口とを
つなぎ屋根が暖められる事から出来る通気層内と地表面
との温度差、その事で生じる空気の流れを、ただ外部に
放出すだけではなく、冷却部の湿潤状態にしてある放熱
キャップ間を通す事で、放射冷却状態を作り、放熱キャ
ップ下面に上昇してくる室内の空気の温度をエネルギー
を必要とせずに直接連続的に低下させる事が出来る。又
日射が強いほど空気の流れが強くなり冷房効果が大きく
なる。 （ロ）本発明は、屋根面下部の通気層内に集熱用配管を
屋根全体に連続的に配し、建物棟部にある蓄湯槽下部か
ら冷水を自然循環させて集熱し、従来の屋根の上に設置
する温水器よりは低温ではあるが、大量の湯を屋根全体
から安価で取り出す事が出来る。パイプは直接太陽光線
に当たらない為劣化の心配も少なく、水圧も少ないため
安価な一般家庭用ビニールホースでも充分対応できる。 （ハ）本発明は、屋根面下部通気層内に集熱用配管を屋
根全体に連続的に配した給湯装置をそのまま活用し、建
物棟部にある蓄湯槽の融雪用自動加熱装置を使い蓄湯槽
内の水を温め、逆流防止装置を解除して温水を集熱時と
逆方向に自然循環させ、屋根面を温めて簡単に落雪、融
雪する事が出来る。
屋根面で得られるクリーンな太陽エネルギーを、簡単で
安価な工法で効率良く多目的に活用する為に、屋根面
（１）と屋根断熱層（２）との間に空気の流れを確保す
るための屋根面通気層（３）を設け、壁下部吸気口とを
つなぎ屋根が暖められる事から出来る通気層内と地表面
との温度差、その事で生じる空気の流れを、ただ外部に
放出すだけではなく、冷却部の湿潤状態にしてある放熱
キャップ間を通す事で、放射冷却状態を作り、放熱キャ
ップ下面に上昇してくる室内の空気の温度をエネルギー
を必要とせずに直接連続的に低下させる事が出来る。又
日射が強いほど空気の流れが強くなり冷房効果が大きく
なる。 （ロ）本発明は、屋根面下部の通気層内に集熱用配管を
屋根全体に連続的に配し、建物棟部にある蓄湯槽下部か
ら冷水を自然循環させて集熱し、従来の屋根の上に設置
する温水器よりは低温ではあるが、大量の湯を屋根全体
から安価で取り出す事が出来る。パイプは直接太陽光線
に当たらない為劣化の心配も少なく、水圧も少ないため
安価な一般家庭用ビニールホースでも充分対応できる。 （ハ）本発明は、屋根面下部通気層内に集熱用配管を屋
根全体に連続的に配した給湯装置をそのまま活用し、建
物棟部にある蓄湯槽の融雪用自動加熱装置を使い蓄湯槽
内の水を温め、逆流防止装置を解除して温水を集熱時と
逆方向に自然循環させ、屋根面を温めて簡単に落雪、融
雪する事が出来る。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
に基づき説明する。
【０００６】図１は本発明の全体の断面図である。 （イ）太陽熱利用による冷房は、建物内部の一部もしく
は全体を吹き抜け状態にし、室内の暖かい空気が天井最
上部に集まり易い構造にする。天井最上部には水張りト
レー（６）を設置し、自動水量調整器（６−ａ）を通し
て小量の蒸発用補給水（１３）を張り、放熱キャップ
（６−ｂ）全体に湿潤シート（７）をかぶせ毛細管現象
の働きで常時湿った状態になる。一方太陽熱によって屋
根面（１）は熱せられ、屋根面通気層（３）内の空気は
膨張して軽くなり、外気との温度差が大きくなる事から
壁下開閉型吸気口（４−ａ）からの空気の流れが発生
し、壁面通気層（４）と屋根面通気層（３）と放熱キャ
ップ（６−ｂ）の冷却部を通り棟部ダンパー付き排気ガ
ラリ（５）から外部に抜ける過程で、放射冷却作用の働
きから湿潤シート（７）や放熱キャップ（６−ｂ）の熱
を大量に奪う事になる。 （ロ）太陽熱利用による給湯は、建物最上部に貯湯槽
（８）を設置し自動給水装置（８−ａ）で給水し、屋根
面通気層（３）内に集熱循環パイプ（１０）を配し自然
循環させて貯湯槽（８）内の水温を上げる。 （ハ）屋根に積もる雪の融雪は（ロ）に説明した給湯設
備をそのまま使用し、貯湯槽（８）の水温が不足の場合
は融雪用補助加熱装置（８−ｂ）を作動して水温を上げ
送水パイプ（１０−ａ）の開閉型逆流防止装置（９）を
操作して、集熱時とは逆の水の流れを自然に起こさせて
集熱循環パイプ（１０）を温め、屋根面通気層（３）の
温度を上げ屋根面（１）を加熱して融雪する。
は全体を吹き抜け状態にし、室内の暖かい空気が天井最
上部に集まり易い構造にする。天井最上部には水張りト
レー（６）を設置し、自動水量調整器（６−ａ）を通し
て小量の蒸発用補給水（１３）を張り、放熱キャップ
（６−ｂ）全体に湿潤シート（７）をかぶせ毛細管現象
の働きで常時湿った状態になる。一方太陽熱によって屋
根面（１）は熱せられ、屋根面通気層（３）内の空気は
膨張して軽くなり、外気との温度差が大きくなる事から
壁下開閉型吸気口（４−ａ）からの空気の流れが発生
し、壁面通気層（４）と屋根面通気層（３）と放熱キャ
ップ（６−ｂ）の冷却部を通り棟部ダンパー付き排気ガ
ラリ（５）から外部に抜ける過程で、放射冷却作用の働
きから湿潤シート（７）や放熱キャップ（６−ｂ）の熱
を大量に奪う事になる。 （ロ）太陽熱利用による給湯は、建物最上部に貯湯槽
（８）を設置し自動給水装置（８−ａ）で給水し、屋根
面通気層（３）内に集熱循環パイプ（１０）を配し自然
循環させて貯湯槽（８）内の水温を上げる。 （ハ）屋根に積もる雪の融雪は（ロ）に説明した給湯設
備をそのまま使用し、貯湯槽（８）の水温が不足の場合
は融雪用補助加熱装置（８−ｂ）を作動して水温を上げ
送水パイプ（１０−ａ）の開閉型逆流防止装置（９）を
操作して、集熱時とは逆の水の流れを自然に起こさせて
集熱循環パイプ（１０）を温め、屋根面通気層（３）の
温度を上げ屋根面（１）を加熱して融雪する。
【０００７】図２及び図３は本発明の冷房時に作動する
冷却部の断面図及び斜視図である。室内天井最上部に設
置した水張りトレー（６）は、結露水滴落下防止部（６
−ｃ）の有る放熱キャップ（６−ｂ）がコップを逆さに
した様な状態で並んでおり、自動自動水量調整器（６−
ａ）により小量の蒸発用補給水（１３）を張っておく。
又、全ての放熱キャップ（６−ｂ）には湿潤シート
（７）をかぶせ、毛細管現象により常時湿らせて置く。
屋根面通気層（３）から棟部ダンパー付き排気ガラリ
（５）へ抜ける空気は冷却部を通り、湿った部分の熱を
奪う。室内の暖かい空気は上昇して天井最上部に集ま
り、放熱キャップ（６−ｂ）内で冷却されて自然に下降
し、室内空気の循環が自然に発生して連続的に冷却作用
が働く。
冷却部の断面図及び斜視図である。室内天井最上部に設
置した水張りトレー（６）は、結露水滴落下防止部（６
−ｃ）の有る放熱キャップ（６−ｂ）がコップを逆さに
した様な状態で並んでおり、自動自動水量調整器（６−
ａ）により小量の蒸発用補給水（１３）を張っておく。
又、全ての放熱キャップ（６−ｂ）には湿潤シート
（７）をかぶせ、毛細管現象により常時湿らせて置く。
屋根面通気層（３）から棟部ダンパー付き排気ガラリ
（５）へ抜ける空気は冷却部を通り、湿った部分の熱を
奪う。室内の暖かい空気は上昇して天井最上部に集ま
り、放熱キャップ（６−ｂ）内で冷却されて自然に下降
し、室内空気の循環が自然に発生して連続的に冷却作用
が働く。
【０００８】図４は本発明の給湯及び融雪装置の斜視図
である。 （イ）太陽熱利用の給湯は、建物の棟最上部に貯湯槽
（８）を設置し、自動給水装置（８−ａ）にて給水を行
い、左右両端下部から送水パイプ（１０−ａ）を配管
し、開閉型逆流防止装置（９）を組み込み、軒先から、
各たる木（１４）間に配置された集熱循環パイプ（１
０）へ送る。屋根面通気層（３）内で温められた水は軽
くなるため自動的に貯湯層（８）に移動する事を屋根全
体で連続的に繰り返す。 （ロ）太陽熱利用の融雪は、（イ）の給湯設備をそのま
ま使用し、貯湯槽（８）の水温が不足の場合は融雪用補
助加熱装置（８−ｂ）を使って温度を上げ、送水パイプ
（１０−ａ）の開閉型逆流防止装置（９）を操作して逆
流防止を解除し、自然に集熱時とは逆の水の流れをおこ
させ、集熱循環パイプ（１０）を温めて屋根面通気層
（３）の温度を上げ、屋根面（１）を加熱して融雪す
る。
である。 （イ）太陽熱利用の給湯は、建物の棟最上部に貯湯槽
（８）を設置し、自動給水装置（８−ａ）にて給水を行
い、左右両端下部から送水パイプ（１０−ａ）を配管
し、開閉型逆流防止装置（９）を組み込み、軒先から、
各たる木（１４）間に配置された集熱循環パイプ（１
０）へ送る。屋根面通気層（３）内で温められた水は軽
くなるため自動的に貯湯層（８）に移動する事を屋根全
体で連続的に繰り返す。 （ロ）太陽熱利用の融雪は、（イ）の給湯設備をそのま
ま使用し、貯湯槽（８）の水温が不足の場合は融雪用補
助加熱装置（８−ｂ）を使って温度を上げ、送水パイプ
（１０−ａ）の開閉型逆流防止装置（９）を操作して逆
流防止を解除し、自然に集熱時とは逆の水の流れをおこ
させ、集熱循環パイプ（１０）を温めて屋根面通気層
（３）の温度を上げ、屋根面（１）を加熱して融雪す
る。
【発明の効果】本発明は以上説明した様な形態で実施さ
れ、以下に記載されるような効果を奏する。 （イ）どんな屋根材の建物でも効果が期待でき、屋根材
をアモルファス系太陽電池の皮膜タイプを使用すれば熱
を通し易いため、屋根面に降り注ぐ太陽エネルギーの光
と熱の両方を年間を通して最大限利用する事が出来る。 （ロ）設備が簡単で安い費用で設置でき、同じ関連設備
を年間を通して活用出来るので投資効率が高い。 （ハ）今まで排除され不要に考えられていた夏場の太陽
熱を、自然の作用で室内の冷房に活用でき、内部の熱を
外に出す事もなく、むしろ外気の温度上昇を抑える働き
があり、地球温暖化防止に役立つ。 （ニ）屋根面に当たる太陽熱が多い程、冷却効果も大き
くなる。 （ホ）設備配管類の全てが、屋根及び建物の内部に設置
されるので、紫外線による劣化や強風についての対策の
必要性が少なくて済み、設備費が安くて済む。 （ヘ）融雪設備は、年間を通して給湯に使っている設備
類を、開閉型逆流防止装置（９）を切り替え操作だけで
使用できるので、保守及び設備費がかからない。 （ト）屋根裏の保守管理スペース（１１）を集熱ダクト
として温められた空気を集め、送風管で１階床下畜熱槽
（１２）に送り、冬場の床暖房にも対応出来る事で、年
間を通しての給湯、夏場の冷房、冬場の暖房及び融雪、
災害時の飲料水の確保等多目的に活用できる。
れ、以下に記載されるような効果を奏する。 （イ）どんな屋根材の建物でも効果が期待でき、屋根材
をアモルファス系太陽電池の皮膜タイプを使用すれば熱
を通し易いため、屋根面に降り注ぐ太陽エネルギーの光
と熱の両方を年間を通して最大限利用する事が出来る。 （ロ）設備が簡単で安い費用で設置でき、同じ関連設備
を年間を通して活用出来るので投資効率が高い。 （ハ）今まで排除され不要に考えられていた夏場の太陽
熱を、自然の作用で室内の冷房に活用でき、内部の熱を
外に出す事もなく、むしろ外気の温度上昇を抑える働き
があり、地球温暖化防止に役立つ。 （ニ）屋根面に当たる太陽熱が多い程、冷却効果も大き
くなる。 （ホ）設備配管類の全てが、屋根及び建物の内部に設置
されるので、紫外線による劣化や強風についての対策の
必要性が少なくて済み、設備費が安くて済む。 （ヘ）融雪設備は、年間を通して給湯に使っている設備
類を、開閉型逆流防止装置（９）を切り替え操作だけで
使用できるので、保守及び設備費がかからない。 （ト）屋根裏の保守管理スペース（１１）を集熱ダクト
として温められた空気を集め、送風管で１階床下畜熱槽
（１２）に送り、冬場の床暖房にも対応出来る事で、年
間を通しての給湯、夏場の冷房、冬場の暖房及び融雪、
災害時の飲料水の確保等多目的に活用できる。
【図１】本発明の全体断面図
【図２】本発明の冷却部を示す断面図
【図３】本発明の冷却部を示す斜視図
【図４】本発明の給湯及び融雪装置を示す斜視図
１ 屋根面 １−ａ屋根材 １−ｂ野地板 ２ 屋根断熱層 ２−ａ断熱材 ２−ｂ防水シート ２−ｃ断熱材受板 ３ 屋根面通気層 ４ 壁面通気層 ４−ａ開閉型吸気口 ５ 棟部ダンパー付き排気ガラリ ６ 水張りトレー ６−ａ自動水量調整器 ６−ｂ放熱キャップ ６−ｃ結露水滴落下防止部 ７ 湿潤シート ８ 貯湯槽 ８−ａ自動給水装置 ８−ｂ融雪用補助加熱装置 ９ 開閉型逆流防止装置 １０ 集熱循環パイプ １０−ａ送水パイプ １０−ｂ給湯用配管 １１ 保守管理スペース １２ １階床下畜熱槽 １３ 蒸発用補給水 １４ たる木
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｈ 9/16 Ｅ０４Ｈ 9/16 Ｇ Ｆ２４Ｆ 5/00 Ｆ２４Ｆ 5/00 Ｋ
Claims (4)
- 【請求項１】 屋根面（１）に受ける太陽熱を、屋根面
（１）と屋根断熱層（２）の間に屋根面通気層（３）を
設け、軒先又は壁下部の外部と連結する事で空気の自然
な流れをおこさせ、室内天井部の湿潤状態にしてある部
分を通過させてから外部に抜け出る構造にして、放射冷
却作用を起こさせる事で連続的に室内温度を下げさせる
事を特徴とした冷房システム。 - 【請求項２】 屋根材（１−ａ）及び屋根下地の野地板
（１−ｂ）からなる屋根面（１）と、断熱材（２−
ａ）、防水シート（２−ｂ）及び断熱材受板（２−ｃ）
からなる屋根断熱層（２）と、屋根面（１）及び屋根断
熱層（２）との間に空気の流れを作り、かつ配管を施設
するためのスペースを有する屋根面通気層（３）と防虫
網の付いた開閉型吸気口（４−ａ）を有する壁面通気層
（４）及び棟部ダンパー付き排気ガラリ（５）から成る
通気部と、自動水量調整器（６−ａ）が付き、結露水滴
落下防止部（６−ｃ）の有る放熱キャップ（６−ｂ）の
付いた水張りトレー（６）と、湿潤シート（７）から成
る冷却部とで構成され、防虫網の付いた開閉型吸気口
（４−ａ）から入る空気が、壁面通気層（４）と屋根面
通気層（３）を通り、棟部ダンパー付き排気ガラリ
（５）から抜ける自然な空気の流れを使い、放射冷却作
用を利用した自然冷房装置。 - 【請求項３】 自動給水装置（８−ａ）が付き保温材で
覆われた貯湯槽（８）と開閉型逆流防止装置（９）の付
いた送水パイプ（１０−ａ）、及び集熱循環パイプ（１
０））とで構成され、屋根面（１）全体で受けた太陽熱
を、屋根面通気層（３）内で回収して貯湯槽（８）に貯
え、給湯用配管（１０−ｂ）を通して給湯する給湯装
置。 - 【請求項４】 請求項３の給湯装置をそのまま共通で使
用し、貯湯槽（８）に融雪用補助加熱装置（８−ｂ）を
付け開閉型逆流防止装置（９）を操作することで送水パ
イプ（１０−ａ）、及び集熱循環パイプ（１０）内の湯
の流れを集熱時とは逆に自然対流をさせて放熱し屋根面
（１）全体を暖め、屋根面の雪を落雪及び、融雪させる
融雪装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000246556A JP3764325B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 太陽熱利用の冷房システム及び自然冷房、給湯、融雪装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000246556A JP3764325B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 太陽熱利用の冷房システム及び自然冷房、給湯、融雪装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022285A true JP2002022285A (ja) | 2002-01-23 |
| JP3764325B2 JP3764325B2 (ja) | 2006-04-05 |
Family
ID=18736843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000246556A Expired - Fee Related JP3764325B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 太陽熱利用の冷房システム及び自然冷房、給湯、融雪装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3764325B2 (ja) |
Cited By (3)
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-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000246556A patent/JP3764325B2/ja not_active Expired - Fee Related
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