JP2016108885A - Heat collection member and heat collection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に集熱部材、集熱システム、より詳細には、屋根と太陽光発電パネルとの間の通気層に設けられる集熱部材、およびこれを用いた集熱システムに関する。 The present invention generally relates to a heat collecting member and a heat collecting system, and more particularly to a heat collecting member provided in a ventilation layer between a roof and a photovoltaic power generation panel, and a heat collecting system using the heat collecting member.
従来、太陽光から発電と集熱との両方を行う太陽光発電集熱システムがある(例えば、特許文献1参照)。この種の集熱システムは、屋根と、屋根の勾配方向に沿って並べて配置された複数の太陽電池パネルとの間に形成される通気層の空気を、太陽光によって加熱された太陽電池パネルの熱を用いて暖めて屋内に送り込むように構成されている。 Conventionally, there is a solar power generation heat collection system that performs both power generation and heat collection from sunlight (see, for example, Patent Document 1). This type of heat collection system uses a solar panel heated by sunlight to convert air in a ventilation layer formed between a roof and a plurality of solar panels arranged side by side along the gradient direction of the roof. It is configured to be heated and sent indoors using heat.
通気層の空気が太陽電池パネルによって暖められる際に、太陽電池パネルから通気層の空気に移動する熱エネルギーは、太陽電池パネルと空気との温度差によって決まる。太陽電池パネルと空気との温度差が小さいほど、太陽電池パネルから空気に移動する熱エネルギーが小さくなる、すなわち空気の温度上昇率が減少する。通気層の空気は、太陽電池パネルによって暖められながら屋根の勾配方向に沿って上昇するので、太陽電池パネルと空気との温度差が徐々に小さくなり、空気の温度上昇率も減少する。すなわち、複数の太陽電池パネルのうち、屋根の勾配方向の上側の太陽電池パネルは、空気との間の熱交換効率が低く、太陽光の集熱効率が低くなっていた。 When the air in the ventilation layer is warmed by the solar cell panel, the thermal energy transferred from the solar cell panel to the air in the ventilation layer is determined by the temperature difference between the solar cell panel and the air. The smaller the temperature difference between the solar cell panel and the air, the smaller the thermal energy transferred from the solar cell panel to the air, that is, the rate of temperature rise of the air decreases. Since the air in the ventilation layer rises along the gradient direction of the roof while being heated by the solar cell panel, the temperature difference between the solar cell panel and the air gradually decreases, and the temperature rise rate of the air also decreases. That is, among the plurality of solar cell panels, the solar cell panel on the upper side in the gradient direction of the roof has low heat exchange efficiency with air, and has low solar heat collection efficiency.
本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、太陽光の集熱効率を向上させることができる集熱部材、太陽光発電集熱システムを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said reason, The objective is to provide the heat collection member which can improve the heat collection efficiency of sunlight, and a solar power generation heat collection system.
本発明の集熱部材は、屋根の勾配方向に沿って配置された複数段の太陽電池パネルと前記屋根との間に形成された通気層に設けられる蓄熱部材と、前記蓄熱部材の一部を覆う断熱部材とを備え、前記通気層は、前記複数段の太陽電池パネルのうち前記勾配方向における最上段の太陽電池パネルと対向する箇所の前記屋根に形成された開口部を介して、屋内の空間に繋がっており、前記蓄熱部材は、前記通気層の一部を残して前記勾配方向における前記開口部よりも下側の位置に設けられ、前記断熱部材は、前記蓄熱部材における前記太陽電池パネルと対向する箇所を覆う第1被覆部と、前記蓄熱部材における前記勾配方向の上側を覆う第2被覆部とを有することを特徴とする。 The heat collecting member of the present invention includes a heat storage member provided in a ventilation layer formed between a plurality of solar cell panels arranged along a roof gradient direction and the roof, and a part of the heat storage member. A heat insulating member that covers the ventilation layer, and the ventilation layer is formed indoors through an opening formed in the roof at a location facing the uppermost solar cell panel in the gradient direction of the plurality of solar cell panels. The heat storage member is provided at a position below the opening in the gradient direction, leaving a part of the ventilation layer, and the heat insulating member is the solar cell panel in the heat storage member. And a second covering portion covering the upper side of the gradient direction of the heat storage member.
本発明の集熱システムは、上記集熱部材と、屋根の勾配方向に沿って配置された複数段の太陽電池パネルと、前記複数段の太陽電池パネルと屋根との間に形成される通気層の空気を、前記複数段の太陽電池パネルのうち前記勾配方向の最上段の太陽電池パネルと対向する箇所の前記屋根に形成された開口部を介して、屋内の空間に送り込むファンとを備えることを特徴とする。 The heat collection system of the present invention includes the heat collection member, a plurality of solar cell panels arranged along the gradient direction of the roof, and a ventilation layer formed between the plurality of solar cell panels and the roof. A fan that feeds the air into an indoor space through an opening formed in the roof at a location facing the uppermost solar cell panel in the gradient direction of the plurality of solar cell panels. It is characterized by.
本発明では、太陽光の集熱効率を向上させることができるという効果がある。 In this invention, there exists an effect that the heat collection efficiency of sunlight can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態)
図1、図2に、本実施形態における集熱システム、および集熱部材2の概略構成を示す。なお、図2は、図1のA−A断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
1 and 2 show a schematic configuration of the heat collection system and the
本実施形態の集熱システムは、複数の太陽電池パネル1、集熱部材2、ファン44を備えて構成され、太陽6の光(太陽光)を利用して外気を暖め、暖めた外気を例えば戸建住宅などの建物4内(屋内)で利用するシステムである。そして、暖められた空気は、主に冬季における暖房、換気などに用いられる。
The heat collection system of the present embodiment includes a plurality of solar battery panels 1, a
太陽電池パネル1は、矩形状のパネルで構成されており、建物4の屋根41の上に設置され、太陽光を受光することによって発電する。屋根41は一方向に勾配(傾斜)しており、架台5を用いて複数の太陽電池パネル1が屋根41の上に取り付けられる。架台5は、棒状に形成された複数(本実施形態では5つ)の支持部材51を備えている。各支持部材51は、屋根41の勾配方向X1が長手方向となるように屋根41に固定されており、屋根41における勾配方向X1と直交する方向(屋根41の幅方向X2)に所定の間隔で配置されている。そして、複数の太陽電池パネル1のそれぞれは、一対の支持部材51に跨るように取り付けられる。本実施形態の集熱システムは、24枚の太陽電池パネル1を備えており、24枚の太陽電池パネル1が屋根41の勾配方向X1に6枚、幅方向X2に4枚ずつ並べて配置されている。なお、屋根41の勾配方向X1に沿って配置された6枚の太陽電池パネル1を区別する場合、勾配方向X1の下から順に太陽電池パネル1A、太陽電池パネル1B、太陽電池パネル1C、太陽電池パネル1D、太陽電池パネル1E、太陽電池パネル1Fという。
The solar cell panel 1 is constituted by a rectangular panel and is installed on the
このように、複数の太陽電池パネル1は、架台5に取り付けられることによって、屋根41から離れた状態で屋根41と対向する。したがって、屋根41の勾配方向X1に沿って配置された複数段(6段)の太陽電池パネル1A〜1Fと屋根41との間に通気層3が形成される。
In this manner, the plurality of solar battery panels 1 are attached to the
ここで、太陽電池パネル1は、太陽光を吸収することによって発電するとともに、熱エネルギーを取得、すなわち加熱される。したがって、通気層3の空気は、太陽光によって加熱された太陽電池パネル1によって暖められる。また、各太陽電池パネル1における屋根41側の面には、熱伝導性が比較的高いシート状の熱伝導部材11が設けられている。この熱伝導部材11により、太陽電池パネル1から通気層3の空気への伝熱効率が向上し、通気層3の空気をより暖めることができる。通気層3において、屋根41の軒411側(勾配方向X1の下側)から流入する空気は、太陽電池パネル1によって暖められながら屋根41の勾配に沿って上昇する。
Here, the solar cell panel 1 generates power by absorbing sunlight and acquires thermal energy, that is, is heated. Therefore, the air of the
また、屋根41には、勾配方向X1における最上段の4枚の太陽電池パネル1Fそれぞれと対向する箇所に開口部42が形成されている。開口部42は、ダクト43の一端であり、ダクト43を介して通気層3と屋内の空間(例えば日当たりがよくない北側の部屋、一般に暖房器具が設けられていない廊下やトイレ、脱衣所などの比較的狭い空間など)とが連続する。また、ダクト43には、ファン44が設けられており、このファン44を稼働させることで通気層3の空気を屋内の空間に送り込むことができる。なお、通気層3の空気のうち、より暖かい空気を屋内に取り込むために、開口部42は、太陽電池パネル1Fと対向する箇所において、勾配方向X1のより上側の位置に設けられることが望ましい。
Moreover, the
また、各開口部42には、この開口部42を開閉する第1開閉部材45が設けられており、第1開閉部材45を開状態とすることで通気層3と屋内の空間とが連続し、第1開閉部材45を閉状態とすることで通気層3と屋内の空間とが遮断される。この第1開閉部材45は、例えば夏季のように通気層3の空気を屋内に取り込みたくない場合に閉じられる。また、架台5には、通気層3における勾配方向X1の上端を開閉する第2開閉部材52が設けられている。この第2開閉部材52は、隣り合う一対の支持部材51における勾配方向X1の上端同士を連続させるように設けられており、閉状態となることで通気層3の空気が抜けないように閉じる。また、第2開閉部材52が開状態となることで、通気層3における勾配方向X1の上端部が開放され、通気層3の空気が勾配方向X1の上側から放出され、例えば夏季における通気層3の空気の温度上昇が抑制される。
Each
また、本実施形態の集熱システムは、太陽光の集熱効率の向上を図るために集熱部材2を備えている。集熱部材2は、屋根41の勾配方向X1に沿って配置された複数段(6段)の太陽電池パネル1と屋根41との間に形成される通気層3において、通気層3の一部を残して、開口部42よりも屋根41の勾配方向X1の下側の位置に設けられる。本実施形態の集熱部材2は、各通気層3において、勾配方向X1の下から6番目(6段目)の太陽電池パネル1Fと屋根41との間、より具体的には、太陽電池パネル1Fにおける勾配方向X1の下端部付近と屋根41との間に設けられている。すなわち、集熱部材2は、勾配方向X1において開口部42から下側に離れて設けられている。
In addition, the heat collection system of this embodiment includes a
集熱部材2は、蓄熱部材21と断熱部材22とを備え、一方向に延長し断面が矩形の棒状に形成されており、勾配方向X1に直交する幅方向X2を長手方向とするように、屋根41の上に設置されている。
The
蓄熱部材21は、幅方向X2に沿って延長した直方体形状に形成されたケースに潜熱蓄熱材が封入されることで構成されており、屋根41に設置されている。潜熱蓄熱材は、例えばパラフィン、無機塩などで構成されている。
The
図3に、潜熱蓄熱材における相と温度との関係の一例を示す。なお、図3において、横軸は潜熱蓄熱材の相を示し、縦軸は潜熱蓄熱材の温度を示している。潜熱蓄熱材は、相の転移温度付近で温度をほぼ一定に保った状態で、熱エネルギーを蓄積または放出することができる性質を有している。潜熱蓄熱材は、相変化が生じる際の潜熱を用いた蓄熱を行うので、比較的大きな熱エネルギーの蓄積または放出が可能であり、顕熱蓄熱材よりも蓄熱密度が大きく、小さい容量で比較的大きな熱エネルギーを蓄積することができる。本実施形態の潜熱蓄熱材は、固相と液相との間の相転移時における潜熱を用いて熱エネルギーの蓄積または放出を行い、相の転移温度が凝固点および融点となる。 FIG. 3 shows an example of the relationship between the phase and temperature in the latent heat storage material. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the phase of the latent heat storage material, and the vertical axis indicates the temperature of the latent heat storage material. The latent heat storage material has the property that heat energy can be stored or released in a state where the temperature is kept substantially constant near the phase transition temperature. Since the latent heat storage material stores heat using latent heat when phase change occurs, it can store or release relatively large heat energy, has a larger heat storage density than the sensible heat storage material, and has a relatively small capacity. Large heat energy can be stored. The latent heat storage material of this embodiment accumulates or releases thermal energy using latent heat at the time of phase transition between the solid phase and the liquid phase, and the phase transition temperature becomes the freezing point and the melting point.
断熱部材22は、第1被覆部221と第2被覆部222とを有し、蓄熱部材21の一部を覆うように形成される。第1被覆部221は、幅方向X2に沿って延長した直方体形状に形成されており、蓄熱部材21における太陽電池パネル1と対向する第1面211を全面にわたって覆っている。第2被覆部222は、幅方向X2に沿って延長した直方体形状に形成されており、勾配方向X1における蓄熱部材21の上側の第2面212を全面にわたって覆っている。さらに、第2被覆部222は、勾配方向X1における第1被覆部221の上端と連続するように、屋根41の表面の鉛直方向に向かって延長して形成されている。
The
すなわち、断熱部材22は、勾配方向X1において蓄熱部材21の下側の第3面213が通気層3の空気と接触するように断面がL字状に形成されており、蓄熱部材21が第1面211、第2面212から放熱することを抑制する。なお、断熱部材22を構成する材料は、例えばウレタンやポリスチレンなどの樹脂を発泡させた発泡材料、例えばグラスウールなどの繊維系材料が用いられる。
That is, the
次に、蓄熱部材21、断熱部材22のサイズについて説明する。なお、以下の説明において、屋根41の勾配方向X1の寸法を奥行寸法、勾配方向X1に直交する幅方向X2の寸法を幅寸法、屋根41の表面に対して鉛直方向の寸法を高さ寸法とする。また、太陽電池パネル1の幅寸法をW1、奥行寸法をD1とし、蓄熱部材21の幅寸法をW2、奥行寸法をD2、高さ寸法をH2とし、断熱部材22の高さ寸法をH3とする。また、太陽電池パネル1から屋根41までの距離をL1とする。
Next, the size of the
蓄熱部材21は、幅寸法W2が太陽電池パネル1の幅寸法W1に対して75%〜85%程度の寸法に形成され、奥行寸法D2が太陽電池パネル1の奥行寸法D1に対して10%〜15%程度の寸法に形成される。例えば、太陽電池パネル1のサイズが、幅寸法W1=1.5m、奥行寸法D1=0.8mである場合、蓄熱部材21のサイズは、幅寸法W2=1.2m、奥行寸法D2=0.1mなどに形成される。
The
また、断熱部材22は、蓄熱部材21の第1面211、第2面212を覆う形状であるので、高さ寸法H3が、蓄熱部材21の高さ寸法H2(例えば0.03m)よりも大きい寸法に形成される。さらに、断熱部材22は、高さ寸法H3が、太陽電池パネル1から屋根41までの距離L1よりも小さい寸法に形成されており、太陽電池パネル1と断熱部材22との間に隙間が形成される。すなわち、蓄熱部材21および断熱部材22は、太陽電池パネル1から離れるような形状に形成されている。
Moreover, since the
このように、本実施形態の集熱システムは、複数段の太陽電池パネル1と屋根41との間に形成される通気層3に設けられた集熱部材2を備える。以下に、この集熱部材2による効果を図4を用いて説明する。図4は、通気層3における空気の温度の変化を示すグラフであり、横軸は通気層3内の位置を示し、縦軸は通気層3の空気の温度を示す。なお、通気層3内の位置を区別するために、通気層3のうち太陽電池パネル1Aによって形成された部分を通気層3A、同様に太陽電池パネル1B〜1Fによって形成されたそれぞれの部分を通気層3B〜3Fという。
As described above, the heat collection system of the present embodiment includes the
また、図4を用いた以下の説明では、一例として、冬季における晴天での使用であり、太陽電池パネル1A〜1Fの温度が35℃、通気層3Aに流入する空気の温度(外気温)が5℃、潜熱蓄熱材の転移温度が15℃である場合を例とする。
Moreover, in the following description using FIG. 4, it is the use in the clear sky in winter as an example, the temperature (outside temperature) of the air which flows into 3 A of
図4に示すように、集熱部材2が設けられた通気層3Fよりも勾配方向X1の下側にある通気層3A〜3Eにおいて、通気層3A〜3Eの空気は太陽電池パネル1A〜1Eによって暖められながら勾配方向X1に沿って上昇する。したがって、通気層3Aから通気層3Eに向かうにつれて空気の温度が上昇し、図4に示す例では、通気層3A〜3Eにおいて空気の温度が5℃から約19℃まで上昇している。また、通気層3Eでは、流入する空気と流出する空気との温度差が所定値(例えば1℃)未満であり、空気の温度上昇が飽和している。
As shown in FIG. 4, in the ventilation layers 3 </ b> A to 3 </ b> E below the gradient direction X <b> 1 with respect to the
ここで、太陽電池パネル1から通気層3の空気に移動する熱エネルギーは、太陽電池パネル1と空気との温度差によって決まる。太陽電池パネル1と空気との温度差が小さいほど、太陽電池パネル1から空気に移動する熱エネルギーが小さくなる、すなわち、太陽電池パネル1と空気との間の熱交換効率が低下して空気の温度上昇率が減少する。図4に示すように、通気層3A〜3Eにおいて、通気層3Aから通気層3Eに向かうにつれて、空気の温度が上昇するので太陽電池パネル1と空気との温度差が小さくなり、太陽電池パネル1と空気との熱交換効率が低下する。
Here, the thermal energy transferred from the solar cell panel 1 to the air in the
本実施形態では、通気層3Eよりも勾配方向X1の上側にある通気層3Fにおいて、空気の流入口付近に集熱部材2が設けられている。この集熱部材2が有する蓄熱部材21の転移温度は、15℃に設定されおり、通気層3Fに流入する空気の温度(19℃)よりも低い。したがって、通気層3Fにおいて、空気が蓄熱部材21に接触することによって、空気から蓄熱部材21に熱エネルギーが移動する。これにより、蓄熱部材21に熱エネルギーが蓄積され、蓄熱部材21に接触した空気の温度が低下する。また、蓄熱部材21の一部を覆う断熱部材22によって、蓄熱部材21に蓄積された熱エネルギーの放出が抑制される。
In the present embodiment, the
そして、集熱部材2を通過した空気は、太陽電池パネル1Fによって再び暖められる。このとき、集熱部材2によって空気が冷やされているので、太陽電池パネル1Fと空気との温度差が大きくなり、太陽電池パネル1Fと空気との間の熱交換効率が向上するので、空気の温度上昇率が増加する。そして、太陽電池パネル1Fによって再び暖められた空気は、開口部42を介して屋内の空間に引き込まれる。
And the air which passed the
また、蓄熱部材21に蓄積された熱エネルギーは、例えば夜間などの太陽電池パネル1の温度が低下した際に用いられる。太陽電池パネル1の温度が低下した場合、太陽電池パネル1から通気層3の空気に移動する熱エネルギーが低下する。これにより、集熱部材2が設けられた通気層3Fに流入する空気の温度が、集熱部材2の蓄熱部材21の転移温度よりも低くなる場合がある。このような場合、蓄熱部材21に蓄積された熱エネルギーが放出され、蓄熱部材21に接触した空気が暖められる。そして、蓄熱部材21によって暖められた空気は、開口部42を介して屋内の空間に引き込まれる。すなわち、夜間であっても、集熱部材2により暖められた空気を屋内の空間に送り込むことができる。
Further, the thermal energy accumulated in the
そして、暖められた通気層3の空気は、例えば日当たりがよくない北側の部屋、一般に暖房器具が設けられていない廊下やトイレ、脱衣所などの比較的狭い空間などの暖房、または24時間換気の給気に用いられ、屋内における温度差を軽減することができる。
The heated air in the
このように、本実施形態では、太陽電池パネル1によって暖められた空気の熱エネルギーの一部が集熱部材2に蓄積され、集熱部材2によって冷やされた空気が、太陽電池パネル1によって効率よく再び暖められる。すなわち、本実施形態では、太陽光の熱エネルギーが通気層3の空気と集熱部材2とに蓄積されるので、太陽光の集熱効率が向上する。さらに、集熱部材2に蓄積された熱エネルギーを夜間に放出することによって、夜間であっても暖かい空気を屋内の空間に送り込むことができる。すなわち、本実施形態では、太陽熱を昼間だけでなく夜間にも用いる時間差利用が可能となる。
Thus, in this embodiment, a part of the thermal energy of the air warmed by the solar cell panel 1 is accumulated in the
さらに、蓄熱部材21は、勾配方向X1と直交する幅方向X2に沿って屋根41に設置されており、断熱部材22は、勾配方向X1における蓄熱部材21の下側の第3面213が露出するように蓄熱部材21を覆っている。すなわち、蓄熱部材21は、通気層3における空気の流れを遮るように設置されているので、より多くの空気を蓄熱部材21に接触させることができ、蓄熱部材21と空気との間の熱交換効率が向上する。これにより、昼間においては、通気層3Fの空気をより冷やすことができるので、太陽電池パネル1Fと空気との熱交換効率をより向上させることができる。また、夜間においては、通気層3Fの空気をより暖めることができ、屋内の空間により暖かい空気を送り込むことができる。これにより、太陽光の集熱効率をより向上させることができる。
Furthermore, the
また、集熱部材2は、屋根41に設置されており、太陽電池パネル1Fとの間に隙間が形成されている。したがって、通気層3Fにおいて蓄熱部材21に接触した空気は、蓄熱部材21と太陽電池パネル1Fとの間に形成された隙間に流れるので、より多くの空気を太陽電池パネル1Fに接触させることができる。これにより、太陽電池パネル1Fと空気との熱交換効率が向上し、蓄熱部材21によって冷やされた空気をより効果的に暖めることができ、さらに太陽電池パネル1Fの温度を低下させることができる。
Moreover, the
また、集熱部材2の設置は、屋根41に載せて固定するのみであるので施工が容易であり、施工性が向上する。
Further, since the
また、本実施形態の蓄熱部材21は、潜熱蓄熱材で構成されているので、転移温度の調整が容易となる。ここで、蓄熱部材21の転移温度が通気層3の温度に対して高過ぎる場合、昼間に通気層3の空気を冷やすことができない。一方、蓄熱部材21の転移温度が低すぎる場合、夜間に通気層3の空気を暖房として用いることができない。そこで、本実施形態の集熱システム、集熱部材2は、冬季での使用を想定しており、蓄熱部材21の転移温度は、屋内に設置された暖房器具の設定温度よりも5℃程度低い温度に設定されている。一般的に暖房器具の設定温度は20℃程度であるので、本実施形態の蓄熱部材21の転移温度は、20℃よりも5℃低い15℃に設定されている。蓄熱部材21の転移温度をこのような温度に設定することによって、昼間において通気層3の空気の温度が暖房器具の設定温度付近よりも高く屋内で利用する場合、蓄熱部材21の転移温度は、蓄熱部材21に接触する空気の温度よりも低くなる。これにより、蓄熱部材21に熱エネルギーを蓄積し、通気層3の空気を一旦冷やすことができる。また、蓄熱部材21の転移温度が、暖房器具の設定温度に対して低過ぎないので、夜間において蓄熱部材21によって暖められた通気層3の空気を暖房に用いることができる。なお、上記数値は一例であって上記に限定せず、地域、外気温などに応じて適宜設定される。
Moreover, since the
また、本実施形態の蓄熱部材21は、固相と液相との間の転移時における潜熱を用いて熱エネルギーの蓄積または放出を行うので、相の転移時における体積の変動が抑制される。さらに、蓄熱部材21は、断熱部材22によって一部が覆われているので、相の転移時における熱収縮が防止される。
In addition, since the
また、断熱部材22によって、蓄熱部材21に蓄積された熱エネルギーの放出が抑制されるので、蓄熱部材21から放出される熱エネルギーによる太陽電池パネル1の温度上昇を防止することができ、太陽電池パネル1の発電効率の低下を抑制することができる。
Moreover, since release | release of the thermal energy accumulate | stored in the
このように、本実施形態の集熱部材2は、屋根41の勾配方向X1に沿って配置された複数段の太陽電池パネル1と屋根41との間に形成された通気層3に設けられる蓄熱部材21と、蓄熱部材21の一部を覆う断熱部材22とを備える。また、通気層3は、複数段の太陽電池パネル1のうち勾配方向X1における最上段の太陽電池パネル1と対向する箇所の屋根41に形成された開口部42を介して、屋内の空間に繋がっている。蓄熱部材21は、通気層3の一部を残して勾配方向X1における開口部42よりも下側の位置に設けられる。断熱部材22は、蓄熱部材21における太陽電池パネル1と対向する箇所を覆う第1被覆部221と、蓄熱部材21における勾配方向X1の上側を覆う第2被覆部222とを有する。
As described above, the
また、本実施形態の集熱システムは、上記集熱部材2と、屋根41の勾配方向X1に沿って配置された複数段の太陽電池パネル1と、ファン44とを備える。ファン44は、複数段の太陽電池パネル1と屋根41との間に形成される通気層3の空気を、複数段の太陽電池パネル1のうち勾配方向X1の最上段の太陽電池パネル1と対向する箇所の屋根41に形成された開口部42を介して、屋内の空間に送り込む。
In addition, the heat collection system of the present embodiment includes the
上記構成により、太陽電池パネル1によって暖められた空気の熱エネルギーの一部が集熱部材2に蓄積され、集熱部材2によって冷やされた空気が、太陽電池パネル1によって効率よく再び暖められるので、太陽光の集熱効率が向上する。
With the above configuration, a part of the heat energy of the air heated by the solar cell panel 1 is accumulated in the
また、本実施形態の蓄熱部材21は、潜熱蓄熱材で構成され、蓄熱部材21の転移温度は、蓄熱部材21に接触する空気の温度よりも低い。上記構成により、昼間に蓄熱部材21に熱エネルギーを蓄積して通気層3の空気を一旦冷やし、太陽電池パネル1と空気との間の熱交換効率を向上させることができる。
Moreover, the
また、本実施形態の蓄熱部材21および断熱部材22は、太陽電池パネル1から離れる形状に形成されている。上記構成により、蓄熱部材21に接触した空気が太陽電池パネル1と断熱部材22との間を流れるので、太陽電池パネル1により多くの空気を接触させることができ、蓄熱部材21によって冷やされた空気をより効果的に暖めることができる。
Moreover, the
また、本実施形態の蓄熱部材21および断熱部材22は、屋根41における勾配方向X1と交差した幅方向X2に延長した形状に形成されている。上記構成により、通気層3において、勾配方向X1に沿って流れる空気を遮るように蓄熱部材21が設置されるので、より多くの空気を蓄熱部材21に接触させることができ、空気をより効率よく冷やすことができる。
Further, the
なお、本実施形態では、通気層3のうち勾配方向X1の最上段にある太陽電池パネル1Fと屋根41との間に形成される通気層3Fに、集熱部材2が設置されているが、集熱部材2の設置位置は上記に限定しない。例えば、集熱部材2は、空気の温度上昇が飽和する通気層3E、流入する空気の温度が潜熱蓄熱材の転移温度よりも高い通気層3Dなどに設けられていてもよい。また、通気層3に設置する集熱部材2の数は1つに限定せず、1つの通気層3に複数の集熱部材2が設けられた構成であってもよい。また、本実施形態では、集熱部材2は幅方向X2に沿って配置されているが、勾配方向X1に沿って配置された構成であってもよい。
In the present embodiment, the
なお、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made according to design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it can be changed.
1(1A〜1F) 太陽電池パネル
2 集熱部材
21 蓄熱部材
22 断熱部材
221 第1被覆部
222 第2被覆部
3(3A〜3F) 通気層
42 開口部
44 ファン
1 (1A to 1F)
Claims (5)
前記蓄熱部材の一部を覆う断熱部材とを備え、
前記通気層は、前記複数段の太陽電池パネルのうち前記勾配方向における最上段の太陽電池パネルと対向する箇所の前記屋根に形成された開口部を介して、屋内の空間に繋がっており、
前記蓄熱部材は、前記通気層の一部を残して前記勾配方向における前記開口部よりも下側の位置に設けられ、
前記断熱部材は、前記蓄熱部材における前記太陽電池パネルと対向する箇所を覆う第1被覆部と、前記蓄熱部材における前記勾配方向の上側を覆う第2被覆部とを有する
ことを特徴とする集熱部材。 A heat storage member provided in a ventilation layer formed between a plurality of solar cell panels arranged along the gradient direction of the roof and the roof;
A heat insulating member covering a part of the heat storage member,
The ventilation layer is connected to an indoor space through an opening formed in the roof at a location facing the uppermost solar cell panel in the gradient direction among the multiple-stage solar cell panels,
The heat storage member is provided at a position below the opening in the gradient direction leaving a part of the ventilation layer,
The heat insulating member includes a first covering portion that covers a portion of the heat storage member that faces the solar cell panel, and a second covering portion that covers an upper side of the gradient direction of the heat storage member. Element.
前記蓄熱部材の転移温度は、前記蓄熱部材に接触する空気の温度よりも低い
ことを特徴とする請求項1記載の集熱部材。 The heat storage member is composed of a latent heat storage material,
The heat collection member according to claim 1, wherein a transition temperature of the heat storage member is lower than a temperature of air in contact with the heat storage member.
ことを特徴とする請求項1または2記載の集熱部材。 The heat collecting member according to claim 1 or 2, wherein the heat storage member and the heat insulating member are formed in a shape separated from the solar cell panel.
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の集熱部材。 The said heat storage member and the said heat insulation member are formed in the shape extended in the direction crossing the said gradient direction in the said roof. The heat collection member of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. .
屋根の勾配方向に沿って配置された複数段の太陽電池パネルと、
前記複数段の太陽電池パネルと屋根との間に形成される通気層の空気を、前記複数段の太陽電池パネルのうち前記勾配方向の最上段の太陽電池パネルと対向する箇所の前記屋根に形成された開口部を介して、屋内の空間に送り込むファンとを備える
ことを特徴とする集熱システム。
The heat collecting member according to any one of claims 1 to 4,
A plurality of solar panels arranged along the slope direction of the roof;
Air in a ventilation layer formed between the plurality of solar cell panels and the roof is formed on the roof at a position facing the uppermost solar cell panel in the gradient direction among the plurality of solar cell panels. And a fan that feeds into an indoor space through the opened opening.
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