JP2017096504A - Window system, hot water supply system and air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、窓システム、給湯システム、及び空調システムの技術に関する。 The present invention relates to a technology of a window system, a hot water supply system, and an air conditioning system.
近年の高層建築物では、外装を軽量化して柱及び梁の構造部材へ作用する荷重負担を軽減し、それにより構造部材の寸法を小さくしてコスト削減を図る目的から、外装ガラス張り構造が多用されている。この外装ガラス張り構造の建築物では、ガラスを透過し室内に流入する太陽熱の処理が課題になっている。 In recent high-rise buildings, exterior glass-walled structures are frequently used for the purpose of reducing the load imposed on the structural members of columns and beams by reducing the weight of the exterior, thereby reducing the size of the structural members and reducing costs. ing. In this exterior glass-clad structure, the treatment of solar heat that passes through the glass and flows into the room is a problem.
従来、このような課題を解決するため、外装ガラス張り構造の建築物では、外壁の外側と内側とにガラス壁を設ける二重構造(ダブルスキン構造)が採用されている。このダブルスキン構造に係る空調システムでは、外側及び内側のガラス壁の間にできた中間層で太陽熱を遮熱し、当該中間部に籠った熱を排気するように空気を流す。これによって、当該空調システムでは、窓際周辺部(ペリメータゾーン)の熱環境をコントロールし、室内に流入する太陽熱を処理することができる(例えば、特許文献1)。 Conventionally, in order to solve such a problem, a double-structure (double skin structure) in which a glass wall is provided on the outer side and the inner side of an outer wall is employed in a building with an exterior glass-clad structure. In the air conditioning system according to this double skin structure, solar heat is shielded by an intermediate layer formed between the outer and inner glass walls, and air is flown so as to exhaust the heat generated in the intermediate portion. Thereby, in the said air conditioning system, the thermal environment of a window edge periphery part (perimeter zone) can be controlled, and the solar heat which flows in into a room | chamber interior can be processed (for example, patent document 1).
従来のダブルスキン構造では、太陽熱を遮断するための高機能なガラスをガラス壁(ガラス窓)に用いるとともに、ファンを用いて中間層に籠った空気を屋外に排気することが行われている。しかしながら、空気による熱搬送は効率が悪く、中間層の空気に閉じ込められた熱が建物内に再放出されてしまうため、太陽光の遮熱効率が悪いという問題点があった。 In a conventional double skin structure, high-performance glass for blocking solar heat is used for a glass wall (glass window), and air blown to an intermediate layer is exhausted outdoors using a fan. However, heat transfer by air is inefficient, and heat trapped in the air in the intermediate layer is re-emitted into the building, so that there is a problem in that the heat shielding efficiency of sunlight is poor.
一方で、太陽光を集熱する技術として、建物の屋上などで利用される太陽光集熱器が知られている(例えば、特許文献2)。しかしながら、従来の太陽光集熱器は、日射の全てを集熱するので日射を完全に遮蔽してしまう。そのため、このような太陽光集熱器は、建物の窓面で利用するのには不適であるという問題点があった。 On the other hand, as a technique for collecting sunlight, a solar collector that is used on the rooftop of a building is known (for example, Patent Document 2). However, since the conventional solar collector collects all of solar radiation, it completely shields solar radiation. Therefore, there is a problem that such a solar heat collector is unsuitable for use on a window surface of a building.
本発明は、一側面では、このような点を考慮してなされたものであり、その目的は、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱方法を改善可能な技術を提供することである。 In one aspect, the present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a technique capable of improving a solar heat shielding method on a window side of a building having a glass window. is there.
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above-described problems.
すなわち、本発明の一側面に係る窓システムは、室内側に配置される内側ガラス材と、前記内側ガラス材と対向して室外側に配置され、少なくとも一部分に太陽光の直達日射を屈折させるレンズ機能部を有する外側ガラス材と、前記太陽光を集熱する集熱面を有する集熱体であって、前記レンズ機能部により屈折した直達日射が当該集熱面に当たるように前記外側ガラス材と前記内側ガラス材との間に配置された集熱体と、を備える。 That is, a window system according to one aspect of the present invention includes an inner glass material disposed on the indoor side, and a lens disposed on the outdoor side facing the inner glass material and refracting direct solar radiation at least partially. An outer glass material having a functional part, and a heat collector having a heat collecting surface for collecting the sunlight, wherein the outer glass material so that direct solar radiation refracted by the lens functional part hits the heat collecting surface And a heat collector disposed between the inner glass material.
当該構成に係る窓システムでは、入射する太陽光のうちの指向性を持つ直達日射成分は、レンズ機能部によって屈折させられ、両ガラス材の間に配置された集熱体により吸収される。そのため、当該構成によれば、太陽光の直達日射成分の少なくとも一部を室内に侵入しないようにすることができる。加えて、当該窓システムでは、集熱体に当たる直達日射成分の熱を、両ガラス材の間の内部空間と集熱体とにより閉じ込めることができる。したがって、当該構成によれば、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めることができる。 In the window system according to this configuration, direct solar radiation components having directivity in incident sunlight are refracted by the lens function unit and absorbed by the heat collector disposed between the two glass materials. Therefore, according to the said structure, it can prevent that at least one part of the direct solar radiation component of sunlight penetrate | invades indoors. In addition, in the said window system, the heat | fever of the direct solar radiation component which hits a heat collection body can be confined by the internal space between both glass materials, and a heat collection body. Therefore, according to the said structure, the thermal-insulation efficiency of the sunlight in the window side of the building which has a glass window can be improved.
また、当該構成に係る窓システムでは、太陽光の散乱日射成分については、指向性を持たないため、レンズ機能部による屈折を無視し、室内に透過させることができる。そのため、レンズ機能部と集熱体とで直達日射成分を完全に遮断した場合であっても、散乱日射成分を室内に取り込むことが可能である。したがって、当該構成によれば、日射の全てを遮断することはなく、室内に適度に採光することができる。 Moreover, in the window system which concerns on the said structure, since the scattered solar radiation component of sunlight does not have directivity, the refraction by a lens function part can be disregarded and it can permeate | transmit indoors. Therefore, even when the direct solar radiation component is completely blocked by the lens function part and the heat collector, the scattered solar radiation component can be taken into the room. Therefore, according to the said structure, it can light appropriately indoors, without interrupting all the solar radiation.
以上より、当該構成によれば、窓面における日射の遮熱、集熱、及び採光の3つの機能を同時に実現することができる。そのため、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱方法を根本から改善することができ、建物の窓面の利用に適した窓システムを提供することができる。 As mentioned above, according to the said structure, the three functions of the heat insulation of solar radiation in a window surface, heat collection, and lighting can be implement | achieved simultaneously. Therefore, it is possible to fundamentally improve the solar heat shielding method on the window side of a building having a glass window, and it is possible to provide a window system suitable for use of the window surface of the building.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記外側ガラス材と前記内側ガラス材との間の内部空間は真空であってよい。当該構成では、真空であることによって内部空間における熱の伝達を遮断することができるため、両ガラス材の間に配置される集熱体により集熱した熱が、室内側に再放射されるのを防止することができる。したがって、当該構成によれば、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率をより高めることができる。 As another form of the window system according to the one aspect, an internal space between the outer glass material and the inner glass material may be a vacuum. In this configuration, heat transfer in the internal space can be blocked by the vacuum, so that the heat collected by the heat collector disposed between the two glass materials is re-radiated indoors. Can be prevented. Therefore, according to the said structure, the thermal-insulation efficiency of the sunlight in the window side of the building which has a glass window can be improved more.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記レンズ機能部は、前記外側ガラス材の表面に形成された凹凸によって構成されてよい。当該構成では、外側ガラス材のレンズ機能部が、当該外側ガラス材の表面に形成された凹凸によって実現される。すなわち、当該構成では、外側ガラス材として、いわゆる型板ガラスが利用される。この型板ガラスは大量生産する際に安価で作製することができる。そのため、当該構成によれば、本発明に係る窓システムを大量生産する際に、外側ガラス材にレンズ部材を別体として貼り付ける場合に比べて、少なくともレンズ部材の貼り付け工程を省略できる分だけ、当該窓システムの製造コストを抑えることができる。 Moreover, as another form of the window system according to the one aspect, the lens function unit may be constituted by unevenness formed on the surface of the outer glass material. In the said structure, the lens function part of an outer side glass material is implement | achieved by the unevenness | corrugation formed in the surface of the said outer side glass material. That is, in the said structure, what is called a template glass is utilized as an outer side glass material. This template glass can be produced at low cost when mass-produced. Therefore, according to the configuration, when mass-producing the window system according to the present invention, at least the step of attaching the lens member can be omitted compared to the case where the lens member is attached to the outer glass material as a separate body. The manufacturing cost of the window system can be reduced.
なお、型板ガラスとは、主にロールアウト製法によってガラス表面に凹凸模様が施されたガラス材のことである。例えば、リニアフレネルレンズの凹凸形状のような模様等、ガラス表面に形成する凹凸模様を適宜選択することで、ガラス表面に形成した凹凸を、太陽光の直達日射を屈折させるレンズ機能部として機能させることができる。 Note that the template glass is a glass material having a concavo-convex pattern on the glass surface mainly by a roll-out manufacturing method. For example, by appropriately selecting a concavo-convex pattern formed on the glass surface, such as a concavo-convex shape pattern of a linear Fresnel lens, the concavo-convex pattern formed on the glass surface functions as a lens function unit that refracts direct sunlight. be able to.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記レンズ機能部は、前記外側ガラス材の室内側又は室外側の面に配置されるレンズ部材によって構成されてよい。当該構成によれば、レンズ機能部がレンズ部材により実現されるため、外側ガラス材そのものは、レンズ機能を備えていなくてもよい。そのため、窓ガラスに利用される一般的なガラス材をそのまま外側ガラス材として採用することができる。したがって、当該構成によれば、本発明に係る窓システムを簡易な構成で実現することができる。 As another form of the window system according to the one aspect, the lens function unit may be configured by a lens member that is disposed on the indoor side or outdoor side surface of the outer glass material. According to the said structure, since a lens function part is implement | achieved by the lens member, the outer side glass material itself does not need to be provided with the lens function. Therefore, a general glass material used for a window glass can be used as it is as an outer glass material. Therefore, according to the said structure, the window system which concerns on this invention is realizable with a simple structure.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記レンズ部材は、前記外側ガラス材の室内側の面に配置されてよい。当該構成によれば、レンズ部材は、両ガラス材の間に配置される。そのため、レンズ部材が、雨風等に晒されるのを防ぐことができ、これによって、汚れてしまうのを防止することができる。 As another form of the window system according to the above-mentioned one side surface, the lens member may be arranged on the indoor side surface of the outer glass material. According to the said structure, a lens member is arrange | positioned between both glass materials. Therefore, it is possible to prevent the lens member from being exposed to rain and wind, thereby preventing the lens member from becoming dirty.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記レンズ部材は、リニアフレネルレンズシートで構成されてよい。当該構成では、直達日射を屈折させるレンズ部材にリニアフレネルレンズシートを採用することで、直達日射の集熱体への集光性を高めることができる。したがって、当該構成によれば、直達日射の遮蔽性及び集熱性を高めることができる。 As another form of the window system according to the one aspect, the lens member may be composed of a linear Fresnel lens sheet. In the said structure, the condensing property to the heat collection body of direct solar radiation can be improved by employ | adopting a linear Fresnel lens sheet as a lens member which refracts direct solar radiation. Therefore, according to the said structure, the shielding property and heat collecting property of direct solar radiation can be improved.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記外側ガラス材と前記内側ガラス材とは水平方向に対向していてもよく、前記集熱体は複数で構成されてもよい。そして、前記複数の集熱体はそれぞれ垂直方向に離間して配置されてよい。当該構成では、外側ガラス材と内側ガラス材とが水平方向に対向するのに対して、複数の集熱体がそれぞれ垂直方向に離間して配置される。これによって、太陽光の直達日射成分を各集熱体で適切に集熱することができる。したがって、当該構成によれば、直達日射の遮蔽性及び集熱性を高めることができる。 Moreover, as another form of the window system according to the one aspect, the outer glass material and the inner glass material may face each other in the horizontal direction, and the heat collector may be composed of a plurality. The plurality of heat collectors may be spaced apart from each other in the vertical direction. In the said structure, while an outer side glass material and an inner side glass material oppose in a horizontal direction, several thermal collectors are spaced apart and arrange | positioned at a perpendicular direction, respectively. Thereby, the direct solar radiation component of sunlight can be appropriately collected by each heat collector. Therefore, according to the said structure, the shielding property and heat collecting property of direct solar radiation can be improved.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記外側ガラス材と前記内側ガラス材とは水平方向に対向していてもよく、前記集熱体は複数で構成されてもよく、前記レンズ部材は複数で構成されてもよい。そして、前記複数のレンズ部材は垂直方向に離間して配置されてよく、前記複数の集熱体は、前記複数のレンズ部材それぞれに対応するように、垂直方向に離間して配置されてよい。当該構成では、複数のレンズ部材がそれぞれ垂直方向に離間して配置され、かつ、複数の集熱体がそれぞれ、各レンズ部材に対応するように、垂直方向に離間して配置される。そのため、当該構成によれば、各レンズ部材により屈折した直達日射が各集熱体により吸収されるように、各レンズ部材及び各集熱体は適切に配置し、直達日射の遮蔽性及び集熱性を高めることができる。また、外側ガラス材全面をレンズ部材で覆う場合に比べて、レンズ部材を設ける面積は少なくて済む。したがって、当該構成によれば、直達日射の遮蔽性を高めつつ、製造コストを抑えることができる。 Moreover, as another form of the window system according to the one aspect, the outer glass material and the inner glass material may face each other in the horizontal direction, and the heat collector may be composed of a plurality, A plurality of lens members may be configured. The plurality of lens members may be arranged apart from each other in the vertical direction, and the plurality of heat collectors may be arranged apart from each other in the vertical direction so as to correspond to each of the plurality of lens members. In this configuration, the plurality of lens members are arranged apart from each other in the vertical direction, and the plurality of heat collecting bodies are arranged apart from each other in the vertical direction so as to correspond to each lens member. Therefore, according to the said structure, each lens member and each heat collecting body are arrange | positioned appropriately so that the direct solar radiation refracted by each lens member may be absorbed by each heat collecting body, and the shielding property and heat collecting property of direct solar radiation. Can be increased. Further, the area where the lens member is provided may be smaller than when the entire surface of the outer glass material is covered with the lens member. Therefore, according to the said structure, manufacturing cost can be restrained, improving the shielding property of direct solar radiation.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記集熱体は、1又は複数の真空管式の集熱器で構成されてよい。当該構成では、真空管式の集熱器を集熱体に利用することで、集熱体に集熱した熱が再び放射されるのを防止することができる。そのため、当該構成によれば、集熱体に閉じ込めた熱が建物内に再放出されるのを防止することができ、これによって、ペリメーターゾーンの遮熱効率を高めることができる。 As another form of the window system according to the one aspect, the heat collector may be composed of one or a plurality of vacuum tube type heat collectors. In this configuration, the heat collected by the heat collector can be prevented from being radiated again by using a vacuum tube collector as the heat collector. Therefore, according to the said structure, it can prevent that the heat | fever confined in the heat collecting body is re-released in a building, and can improve the thermal-insulation efficiency of a perimeter zone by this.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記外側ガラス材と前記内側ガラス材とは水平方向に対向していてもよく、前記集熱体は、前記集熱面が垂直方向を向くように配置されてもよい。当該構成では、集熱面を垂直方向に向けることで、当該集熱面により遮蔽される散乱日射成分を低減することができる。したがって、当該構成によれば、散乱日射の採光性を高めることができる。 As another form of the window system according to the one aspect, the outer glass material and the inner glass material may be opposed to each other in a horizontal direction, and the heat collecting body has a vertical direction of the heat collecting surface. You may arrange | position so that it may face. In this configuration, the scattered solar radiation component shielded by the heat collecting surface can be reduced by directing the heat collecting surface in the vertical direction. Therefore, according to the said structure, the lighting property of scattered solar radiation can be improved.
また、上記一側面に係る窓システムの別の形態として、前記外側ガラス材と前記内側ガラス材とは水平方向に対向していてもよく、前記集熱体は、垂直方向から傾いた方向を前記集熱面が向くことで、前記外側ガラス材の方を前記集熱面が向くように配置されていてもよい。当該構成によれば、集熱面を外側ガラス材の方に向けることで、当該集熱面により吸収される直達日射成分を増加させることができる。したがって、当該構成によれば、直達日射の遮蔽性及び集熱性を高めることができる。 As another form of the window system according to the one aspect, the outer glass material and the inner glass material may face each other in a horizontal direction, and the heat collector has a direction inclined from a vertical direction. The heat collecting surface may be oriented so that the outer glass material faces the heat collecting surface. According to the said structure, the direct solar radiation component absorbed by the said heat collection surface can be increased by directing a heat collection surface toward an outer side glass material. Therefore, according to the said structure, the shielding property and heat collecting property of direct solar radiation can be improved.
また、本発明の一側面に係る給湯システムは、建物の窓面に利用される窓システムであって、上記いずれかの形態の窓システムと、熱を搬送するための熱搬送機構と、前記熱搬送機構で搬送された熱によって温められた温水を貯湯する貯湯タンクと、を備え、前記熱搬送機構は、前記集熱体に集められた熱を搬送する。当該構成によれば、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めつつ、窓システムの集熱体で集められた熱を給湯に利用することができる。 A hot water supply system according to one aspect of the present invention is a window system used for a window surface of a building, the window system of any one of the above forms, a heat transfer mechanism for transferring heat, and the heat A hot water storage tank for storing hot water heated by the heat transported by the transport mechanism, and the heat transport mechanism transports the heat collected by the heat collector. According to the said structure, the heat collected by the heat collecting body of the window system can be utilized for hot water supply, improving the thermal-insulation efficiency of the sunlight in the window side of the building which has a glass window.
また、本発明の一側面に係る空調システムは、建物の窓面に利用される窓システムであって、上記いずれかの形態の窓システムと、熱を搬送するための熱搬送機構と、前記熱搬送機構で搬送された熱を利用して、暖房、冷房及び除湿の少なくともいずれかを行う空調機構と、を備え、前記熱搬送機構は、前記集熱体に集められた熱を搬送する。当該構成によれば、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めつつ、窓システムの集熱体で集められた熱を空調に利用することができる。 An air conditioning system according to one aspect of the present invention is a window system used for a window surface of a building, the window system of any one of the above forms, a heat transfer mechanism for transferring heat, and the heat An air-conditioning mechanism that performs at least one of heating, cooling, and dehumidification using heat transferred by the transfer mechanism, and the heat transfer mechanism transfers the heat collected by the heat collector. According to the said structure, the heat collected by the heat collection body of the window system can be utilized for an air conditioning, improving the heat-shielding efficiency of the sunlight in the window side of the building which has a glass window.
ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱方法を改善することができる。 It is possible to improve the solar heat shielding method on the windows of a building having a glass window.
以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形が行われてもよい。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。 Hereinafter, an embodiment according to an aspect of the present invention (hereinafter, also referred to as “this embodiment”) will be described with reference to the drawings. However, this embodiment described below is only an illustration of the present invention in all respects. Various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. That is, in implementing the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.
§1 構成例
[窓システム]
まず、図1及び図2を用いて、本実施形態に係る窓システム1の構成例を説明する。図1は、本実施形態に係る窓システム1を模式的に例示する側面図である。図2は、本実施形態に係る窓システム1の内部構造を模式的に例示する正面図である。
§1 Configuration example [Window system]
First, the structural example of the
なお、図1及び図2では、説明の便宜のため、x軸、y軸及びz軸を用いて各方向を例示している。ここでは、z軸方向が地面に対して垂直な方向に相当し、z軸の正の向きが鉛直上向きに相当する。また、xy平面は地面に対して水平な面に相当し、x軸方向及びy軸方向はそれぞれ地面に対して水平な方向に相当する。以下では、z軸正の方向及び負の方向をそれぞれ「上」及び「下」と称し、x軸正の方向及び負の方向をそれぞれ「左」及び「右」と称し、y軸正の方向及び負の方向をそれぞれ「前」及び「後」と称することとする。図3以降も各方向を同様に称する。 In FIG. 1 and FIG. 2, for convenience of explanation, each direction is illustrated using the x axis, the y axis, and the z axis. Here, the z-axis direction corresponds to a direction perpendicular to the ground, and the positive direction of the z-axis corresponds to a vertically upward direction. The xy plane corresponds to a plane horizontal to the ground, and the x-axis direction and the y-axis direction correspond to directions horizontal to the ground, respectively. Hereinafter, the z-axis positive direction and the negative direction are referred to as “up” and “down”, respectively, the x-axis positive direction and the negative direction are respectively referred to as “left” and “right”, and the y-axis positive direction. The negative direction is referred to as “front” and “back”, respectively. Each direction is similarly referred to in FIG.
図1に例示されるように、本実施形態に係る窓システム1は、室内側に配置される内側ガラス材11と、室外側に配置された外側ガラス材12と、両ガラス材(11、12)の間の内部空間14に配置された複数の集熱体13と、を備えている。この窓システム1は、外装ガラス張り構造の建築物の窓ガラスとして利用されるものである。以下、各構成要素について説明する。
As illustrated in FIG. 1, the
(内側ガラス材及び外側ガラス材)
まず、内側ガラス材11及び外側ガラス材12について説明する。本実施形態では、内側ガラス材11及び外側ガラス材12はそれぞれ板状に形成されており、互いに水平方向に対向するように配置されている。そして、図1に例示されるように、両ガラス材(11、12)の上下の両端は、矩形状の枠材15によって固定されている。また、図2に例示されるように、両ガラス材(11、12)の左右の側辺は、矩形状の縦枠材16によって固定されている。これによって、本実施形態に係る窓システム1は、いわゆる二重ガラスとして構成される。
(Inner glass material and outer glass material)
First, the
本実施形態では、窓システム1の前方、すなわち、外側ガラス材12の外から太陽光が入射することを想定しており、当該外側ガラス材12には、複数のレンズ部材121が垂直方向に離間して配置されている。具体的には、外側ガラス材12は室内側の面122と室外側の面123とを有しており、各レンズ部材121は、垂直方向に離間して配置されるように、外側ガラス材12の室内側の面122に貼り付けられている。
In the present embodiment, it is assumed that sunlight enters from the front of the
各レンズ部材121は、太陽光の直達日射を屈折させるレンズ機能部として機能するように適宜形成される。例えば、各レンズ部材121は、太陽光の直達日射を後述する集熱体13の集熱面133に集光するように、集熱体13上に焦点を有するように形成されてもよい。ただし、各レンズ部材121の形状はこのような例に限定されなくてもよく、適宜形成された各レンズ部材121は、そのような焦点を有していなくてもよい。各レンズ部材121の材料及び形状は、太陽光の直達日射を屈折可能であれば、実施の形態に応じて適宜選択可能である。例えば、各レンズ部材121には、樹脂製(アクリル樹脂等)又はガラス製のリニアフレネルレンズが用いられてもよい。このとき、リニアフレネルレンズの形状は、実施の形態に応じて適宜選択されてよく、例えば、リニアフレネルレンズは、シート状に形成されてもよい。これにより、外側ガラス材12は、各レンズ部材121の部分に、太陽光の直達日射を屈折させるレンズ機能部を有することができる。ただし、各レンズ部材121は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、各レンズ部材121は、単に光を屈折させるだけのプリズム板等で構成されてもよい。
Each
なお、内側ガラス材11及び外側ガラス材12には、種々の公知のガラス材が利用可能である。ただし、後述する集熱体13から再放射された熱が室内に侵入するのを防止(低減)する観点から、内側ガラス材11は、内部空間14側の面に金属膜を有するLow−E(Low-emissivity)ガラスであるのが好ましい。また、太陽光を透過させ、集熱体13で集熱する熱の量を高める観点から、外側ガラス材12は、金属膜を有さず、透過性の高い透明のガラスであるのが好ましい。
Various known glass materials can be used for the
(集熱体)
次に、集熱体13について説明する。本実施形態では、両ガラス材(11、12)の間の内部空間14に、複数の集熱体13が、垂直方向に離間して配置される。各集熱体13は、円筒状の集熱管131と、当該集熱管131に連結された板状の伝熱フィン132と、を備えている。
(Heat collector)
Next, the
本実施形態では、各集熱体13は、各レンズ部材121に対応するように、換言すると、各レンズ部材121により屈折した直達日射の少なくとも一部が伝熱フィン132の上面に当たるように、適宜配置されている。この伝熱フィン132の上面は、太陽光の熱を集熱する集熱面133を構成する。すなわち、太陽光の直達日射が集熱面133(上面)に当たると、当該太陽光の熱が集熱面133に集熱され、これにより、伝熱フィン132が温められる。この伝熱フィン132の熱は、集熱管131に伝達される。
In the present embodiment, each
各集熱体13の集熱管は、図2に例示されるように、左右方向の両端において、軸回りに回転可能に左右一対の縦枠材16と連結している。また、各縦枠材16には、熱媒体が流れる配管(不図示)が通っており、各集熱体13の集熱管131は、各縦枠材16内を通る配管と連結している。そのため、各集熱体13の集熱管131内には、縦枠材16内の配管から供給される熱媒体が流れる。
As illustrated in FIG. 2, the heat collecting tubes of the respective
熱媒体は、伝熱フィン132から伝達される熱を搬送するための液体、気体等の媒体であり、例えば、水、不凍液等である。当該熱媒体は、ポンプの作用によって配管内を移動しており、各集熱体13の集熱管131を通過する際に、伝熱フィン132から当該集熱管131に伝達された熱によって温められる。すなわち、集熱面133で集熱された熱は、集熱管131内を流れる熱媒体に吸収される。
The heat medium is a medium such as a liquid or a gas for conveying the heat transmitted from the
具体的に、図2の例では、右側の縦枠材16内の配管に、窓システム1の外部から比較的に冷たい熱媒体が供給される。右側の縦枠材16内の配管に供給された熱媒体は、各集熱体13の集熱管131を通って、左側の縦枠材16内の配管に移動する。この際、熱媒体は、伝熱フィン132から当該集熱管131に伝達された熱によって温められる。換言すると、集熱面133で集熱された熱が熱媒体に吸収される。
Specifically, in the example of FIG. 2, a relatively cool heat medium is supplied to the pipe in the right
なお、集熱面133で集熱した熱を吸収した熱媒体は、下水道にそのまま排水されてもよいし、後述する給湯システム、空調システム等の他のシステムで利用されてもよい。図2の例では、左側の縦枠材16内の配管が、下水道への配管、他のシステムへの配管等に連結され、集熱面133で集熱した熱を吸収した熱媒体が、窓システム1の外部に排出される。
The heat medium that has absorbed the heat collected by the
このような集熱体13は、例えば、次のようにして作製することができる。すなわち、プレス加工等によって、平板状の伝熱フィン132の略中央に略半円状の凹部を形成する。そして、当該伝熱フィン132の凹部に集熱管131を半田付けする。これにより、各集熱体13を作製することができる。
Such a
なお、集熱管131及び伝熱フィン132の材料は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、集熱管131及び伝熱フィン132はそれぞれ、銅製、アルミ製、ステンレス銅製等であってよい。
Note that the materials of the
また、伝熱フィン132の上面、すなわち、集熱面133には、太陽熱の吸収率を高めるために、熱放射率(長波放射率とも称される)を低減する表面処理がなされてもよい。このような表面処理の例として、例えば、黒色塗装、半選択吸収塗装、選択吸収膜処理等を挙げることができる。
Further, the upper surface of the
これらのうち選択吸収膜処理では、伝熱フィン132の表面上に、化成処理、電解処理等によって、酸化銅、着色ステンレス、特殊電解皮膜、ブロッククロム等の金属酸化物の薄膜層を形成する。当該薄膜層を形成した表面(集熱面133)では、半導体効果、緩衝効果、空隙構造効果、共鳴散乱効果等によって、太陽光スペクトルでの吸収率が高くなる。すなわち、集熱面133における太陽光の吸収率を高め、熱放射率を低減することができる。その他の表面処理についても同様の効果を得ることができる。
Among these, in the selective absorption film treatment, a thin film layer of metal oxide such as copper oxide, colored stainless steel, special electrolytic film, or block chromium is formed on the surface of the
したがって、以上のような表面処理により、伝熱フィン132が集熱面133で太陽光の熱を吸収した後に、吸収した熱が当該伝熱フィン132から再放射させるのを低減することができる。すなわち、集熱体13による集熱効率を高めることができ、これによって、本実施形態に係る窓システム1を利用した建物の窓辺における遮熱効率を高めることができる。
Therefore, by the surface treatment as described above, after the
本実施形態に係る集熱体13は、以上のような構成により、集熱面133に当たる直達日射に基づき、太陽光の熱を集熱することができる。なお、伝熱フィン132において集熱された熱が室内側に再放射されてしまうと、窓辺における遮熱効率が低下してしまう。そのため、両ガラス材(11、l2)の間の内部空間14は真空であるのが好ましい。すなわち、窓システム1は、真空二重ガラスとして構成されるのが好ましい。これによって、内部空間14における熱の伝達を遮断することができるため、両ガラス材(11、12)の間に配置される各集熱体13により集熱した熱が、室内側に再放射されるのを防止又は低減することができる。ただし、内部空間14の状態は、このような例に限定されなくてもよく、真空状態でなくてもよい。また、上記のとおり、内側ガラス材11にLow−Eガラスを採用することで、各集熱体13により集熱した熱が、室内側に再放射されるのを防止又は低減することができる。
The
(集熱及び採光の仕組み)
次に、図3を更に用いて、本実施形態に係る窓システム1が太陽光の熱を集熱しつつ、室内に太陽光を採光する仕組みについて説明する。図3は、本実施形態に係る窓システム1における太陽光の屈折と集熱体13との関係を模式的に例示する。本実施形態に係る窓システム1は、建物の窓として利用される。そのため、外側ガラス材12の外側から太陽光が入射する。
(Mechanism of heat collection and lighting)
Next, the mechanism in which sunlight is collected indoors while the
ここで、外側ガラス材12の室内側の面122に配置された各レンズ部材121は、例えば、リニアフレネルレンズシートであり、指向性のある光を屈折させる。すなわち、各レンズ部材121は、太陽光のうち直達日射SAを屈折させる。図3の例では、各レンズ部材121は、直達日射SAを下方向に曲げる。
Here, each
本実施形態では、直達日射SAを曲げた方向には、各レンズ部材121に対応して、各集熱体13が配置される。そのため、各レンズ部材121により屈折した直達日射SAの少なくとも一部(好ましくは全て)は、各集熱体13によって遮られる。なお、各集熱体13では、上記のとおり、直達日射SAの熱を集熱し、集熱管131内を流れる熱媒体によって集熱した熱を外部に搬送する。
In the present embodiment, each
一方、太陽光のうち散乱日射SBは、様々な方向を向いているため、各レンズ部材121によって単一方向には屈折しない。そのため、散乱日射SBの殆どは、各集熱体13により遮られず、室内側に侵入する。
On the other hand, the scattered solar radiation SB in the sunlight is not refracted in a single direction by each
以上により、本実施形態に係る窓システム1は、図3に例示されるように、熱量の大きい直達日射SAを各集熱体13の方に曲げて遮熱しつつ、熱量の小さい散乱日射SBをそのまま透過させて室内側に採光することができる。
As described above, as illustrated in FIG. 3, the
(集熱面の傾斜角度)
次に、図4を更に用いて、集熱面133の傾斜角度について説明する。図4は、本実施形態に係る伝熱フィン132が集熱管131の軸回りに回転する場面を模式的に例示する。太陽の位置が変わり、窓システム1に対する太陽光の直達日射の入射角度が変わると、各レンズ部材121により屈折した直達日射が進む方向も変わる。
(Inclination angle of heat collecting surface)
Next, the inclination angle of the
そのため、太陽の位置が変わると、集熱面133に当たる直達日射の量が減ってしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、直達日射が適切に当たるように集熱面133の向きを調節可能なように、各集熱体13は、集熱面133の傾斜角度を変更可能に構成される。具体的には、各集熱体13は、次のように構成される。
Therefore, if the position of the sun changes, the amount of direct solar radiation that hits the
すなわち、図1及び図2に例示されるように、各集熱体13の集熱管131の両端には、それぞれ歯車134が回転自在に取り付けられている。また、窓システム1の上下方向の枠材15内には、歯付きプーリー151が配置されており、この歯付きプーリー151には紐状部材152が巻き回されている。これにより、紐状部材152は、各集熱管131の前方及び後方で上下方向に移動可能に構成される。この紐状部材152は、各集熱管131の前方及び後方で各集熱体13の歯車134と噛合している。
That is, as illustrated in FIGS. 1 and 2, gears 134 are rotatably attached to both ends of the
そして、当該歯付きプーリー151は、窓システム1の外部から手動で回転操作できるように構成される。これにより、ユーザは、歯付きプーリー151を介して紐状部材152を操作することで、図4に例示されるように、各集熱体13の集熱面133の傾斜角度を変更することができる。
The
例えば、図4の実線で示されるように、各集熱体13の集熱面133の傾斜角度を調節することにより、各集熱体13は、集熱面133が垂直方向を向くように配置されてもよい。各集熱体13をこのような配置にすることで、各集熱面133により遮蔽される散乱日射成分を低減することができる。したがって、当該配置によって、散乱日射の採光性を高めることができる。
For example, as shown by a solid line in FIG. 4, by adjusting the inclination angle of the
また、例えば、図4の点線で示されるように、各集熱体13の集熱面133の傾斜角度を調節することにより、各集熱体13は、垂直方向から傾いた方向を集熱面133が向くことで、外側ガラス材12の方を集熱面133が向くように配置されてもよい。各集熱体13をこのような配置にすることで、集熱面133により吸収される直達日射成分を増加させることができる。したがって、当該配置によって、直達日射の遮蔽性及び集熱性を高めることができる。なお、この場合、集熱面133の傾斜角度は、直達日射の進入方向に応じて適宜決定される。
Further, for example, as shown by the dotted line in FIG. 4, by adjusting the inclination angle of the
(作用・効果)
本実施形態に係る窓システム1では、外側ガラス材12に入射する太陽光のうちの指向性を持つ直達日射成分を各レンズ部材121(レンズ機能部)で屈折させ、両ガラス材(11、12)の間に配置された各集熱体13により吸収することができる。そのため、本実施形態に係る窓システム1によれば、太陽光の直達日射成分の少なくとも一部を室内に侵入しないようにすることができる。
(Action / Effect)
In the
加えて、当該窓システム1では、各集熱体13に当たる直達日射成分の熱を、両ガラス材(11、12)の間の内部空間14と各集熱体13とにより閉じ込めることができる。したがって、本実施形態に係る窓システム1を窓ガラスとして利用することで、室内に侵入する太陽熱を低減することができ、建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めることができる。
In addition, in the said
また、本実施形態に係る窓システム1では、上記図3に例示されるように、太陽光の散乱日射成分については、指向性を持たないため、各レンズ部材121(レンズ機能部)による屈折を無視し、室内に透過させることができる。そのため、各レンズ部材121と集熱体13とで直達日射成分を完全に遮断した場合であっても、散乱日射成分を室内に取り込むことができる。したがって、本実施形態に係る窓システム1によれば、日射の全てを遮断することはなく、室内に適度に採光することができる。
Further, in the
以上より、本実施形態に係る窓システム1によれば、窓面における日射の遮熱、集熱、及び採光の3つの機能を同時に実現することができる。そのため、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱方法を根本から改善することができ、建物の窓面の利用に適した窓システムを提供することができる。
As described above, according to the
特に、室内の温度を上昇させる主要な原因は、熱量の小さい散乱日射成分ではなく、熱量の大きい直達日射成分である。本実施形態に係る窓システム1によれば、そのような室内の温度を上昇させる原因となる直達日射成分を遮断し、かつ、熱量の小さい散乱日射成分を室内に採光する。したがって、本実施形態に係る窓システム1によれば、窓面における日射の遮熱、集熱、及び採光の3つの機能を適切に実現することができる。
In particular, the main cause of raising the temperature in the room is not a scattered solar radiation component with a small amount of heat but a direct solar radiation component with a large amount of heat. According to the
また、本実施形態に係る窓システム1では、外側ガラス材12のレンズ機能部はレンズ部材121により実現されるため、外側ガラス材12自身は、レンズ機能を備えていなくてもよい。そのため、外側ガラス材12として、窓ガラスに利用される一般的なガラス材をそのまま採用することができる。したがって、上記窓システム1は、汎用性の高い材料によって簡易に実現することができる。
Further, in the
また、本実施形態に係る窓システム1では、集熱体13が複数で構成され、レンズ部材121が複数で構成される。そして、各集熱体13は、各レンズ部材121に対応して配置される。すなわち、各集熱体13は、各レンズ部材121により屈折した直達日射が集熱面133に当たるように適切に配置される。
Moreover, in the
したがって、本実施形態に係る窓システム1によれば、各レンズ部材121により屈折した直達日射が各集熱体13により吸収されるように、各レンズ部材121及び各集熱体13が適切に配置されるため、直達日射の遮蔽性及び集熱性を高めることができる。また、外側ガラス材12全面をレンズ部材121で覆う場合に比べて、レンズ部材121を設ける面積が少なくて済むため、製造コストを抑えることができる。
Therefore, according to the
[給湯システム]
次に、図5を用いて、上述した窓システム1を利用した給湯システムについて説明する。図5は、窓システム1を備える給湯システム2Aを例示する。図5で例示されるように、本実施形態に係る窓システム1は、例えば、給湯システム2Aの構成要素として、利用することができる。
[Hot water system]
Next, a hot water supply system using the
図5で例示されるように、本実施形態に係る給湯システム2Aは、上記窓システム1を含む第1配管経路Aと、貯湯タンク23を含む第2配管経路Bとを備えており、これらは熱交換器22で連結されている。まず、第1配管経路Aについて説明する。第1配管経路Aは、窓システム1の各集熱管131に連結された閉じた経路であり、ポンプ21により、各集熱管131を流れる熱媒体が図中の矢印方向に循環するようになっている。
As illustrated in FIG. 5, the hot water supply system 2 </ b> A according to the present embodiment includes a first piping path A including the
また、第2配管経路Bは、貯湯タンク23に追加される水道水を循環させる閉じた経路であり、ポンプ24により貯湯タンク23の水を第2配管経路Bxの図中の矢印方向に沿って循環させている。また、貯湯タンク23には、給湯する際に貯湯タンク23内の温水を更に温める給湯器25が接続されている。給湯器25は、例えば、ガス、石油、電気等のボイラ類、又はヒートポンプであり、補助熱源として利用される。
The second piping path B is a closed path for circulating the tap water added to the hot
以上の給湯システム2Aは次のように動作する。すなわち、窓システム1の各集熱体13で集められた熱は、まず、窓システム1を経由する熱媒体に取り込まれる。具体的には、ポンプ21の作用によって、第1配管経路Aを循環する熱媒体が各集熱体13の集熱管131を通過する。このとき、当該集熱管131を流れる熱媒体は、伝熱フィン132で集められた熱を取得する。
The hot water supply system 2A described above operates as follows. That is, the heat collected by each
そして、第1配管経路A内の熱媒体に取り込まれた熱は、熱交換器22を介して、第2配管経路B内の水に移動する。熱交換器22によって温められた第2配管経路B内の熱媒体は、ポンプ24の作用によって、貯湯タンク23に蓄えられる。一方、熱交換器22によって冷却された第1配管経路A内の熱媒体は、ポンプ21の作用によって、再度、窓システム1の各集熱体13の集熱管131に流入する。
The heat taken into the heat medium in the first piping path A moves to the water in the second piping path B via the
したがって、貯湯タンク23には、第1配管経路A、熱交換器22、及び第2配管経路Bを介して搬送された熱によって温められた温水が貯湯される。つまり、この熱交換器22、第1配管経路A、及び第2配管経路Bが、各集熱体13で集められた熱を搬送するための熱搬送機構に相当する。そして、本実施形態に係る給湯システム2Aでは、貯湯タンク23に蓄えられた温水は、給湯器25で更に温められて、利用される。
Therefore, hot water warmed by the heat conveyed through the first piping path A, the
当該給湯システム2Aによれば、集熱された太陽光の熱は、建物内で給湯利用された後に、下水道に排出される。そのため、当該給湯システム2Aによれば、ヒートアイランド現象の一因となっている建物内の熱の大気拡散を防止しつつ、集熱された太陽光の熱を有効に利用することができる。 According to the hot water supply system 2A, the heat of the collected solar light is discharged to the sewer after being used for hot water supply in the building. Therefore, according to the hot water supply system 2A, it is possible to effectively use the heat of the collected sunlight while preventing atmospheric diffusion of heat in the building that is a cause of the heat island phenomenon.
なお、図5で例示される給湯システム2Aは、窓システム1を利用した給湯システムの一例に過ぎず、上述した具体的な構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び、追加が可能である。例えば、窓システム1と貯湯タンク23とは、熱交換器22を介さず、直接、配管で連結されてもよい。この場合、窓システム1と貯湯タンク23とを連結する配管が、本発明の熱搬送機構に相当する。
Note that the hot water supply system 2A illustrated in FIG. 5 is merely an example of a hot water supply system that uses the
[空調システム]
次に、図6を用いて、上述した窓システム1を利用した空調システムについて説明する。図6は、窓システム1を備える空調システム2Bを例示する。図6で例示されるように、本実施形態に係る窓システム1は、例えば、空調システム2Bの構成要素として、利用することができる。
[Air conditioning system]
Next, the air conditioning system using the
窓システム1から貯湯タンク23までの経路に関しては、上記給湯システム2Aと同様であるため、構成及び動作の説明を省略する。図6で例示される空調システム2Bは、上記給湯システム2Aの構成要素の他、貯湯タンク23を含む第3配管経路Cと、低温蓄熱槽273を含む第4配管経路Dとを備えている。
Since the route from the
第3配管経路Cと第4配管経路Dとは、それぞれが閉じた経路となり、吸収式冷凍機271で連結される場合と、吸収式冷凍機271を経由せず、一体の閉じた経路を形成する(図の点線Fで連結される経路)場合と、を選択的にとることができる。なお、第3配管経路Cでは、ポンプ26によって、貯湯タンク23の水が図中の矢印方向に沿って循環し、第4配管経路Dでは、ポンプ272によって、低温蓄熱槽273の水が図中の矢印方向に沿って循環している。
The third piping path C and the fourth piping path D are respectively closed paths, and form an integrated closed path without being connected to the
そして、低温蓄熱槽273は、ファンコイルユニット275と第5配管経路Eで連結している。第5配管経路Eは、ポンプ274によって、低温蓄熱槽273とファンコイルユニット275との間で低温蓄熱槽273の水を循環させる閉じた経路である。また、ファンコイルユニット275は、冷媒又は熱媒として低温蓄熱槽273から供給される水を利用して、室内の冷房又は暖房を行う。本実施形態では、このように、吸収式冷凍機271、低温蓄熱槽273、及びファンコイルユニット275で、冷房及び暖房の両方を行う空調機構27が形成されている。
The low-temperature
以上の空調システム2Bは次のように動作する。当該空調システム2Bが冷房を行う場合、第3配管経路Cと第4配管経路Dとは、それぞれ閉じた経路となり、吸収式冷凍機271で連結される状態になる。そして、窓システム1を利用して温められた貯湯タンク23の温水は、ポンプ26の作用によって、吸収式冷凍機271に送られる。なお、上記給湯システム2Aで説明したように、第1配管経路A、熱交換器22、及び第2配管経路Bが本発明の熱搬送機構に相当し、貯湯タンク23には、窓システム1で集められた熱によって温められた温水が貯湯されている。
The above
吸収式冷凍機271は、気化熱による冷却を行う蒸発器、蒸発器で蒸発した水蒸気を吸収液により吸収する吸収器、吸収器の吸収液の濃度を加熱により再生する再生器、及び再生器で蒸発させられた水蒸気を蒸発器で用いる冷媒に凝縮する凝縮器で構成される。吸収式冷凍機271では、第3配管経路Cは再生器に接続しており、第4配管経路Dは蒸発器に接続している。そして、吸収式冷凍機271は、第3配管経路Cを介して貯湯タンク23から供給される温水を熱源として利用して、第4配管経路D内を循環する水を冷却する。
The
熱源として利用された第3配管経路Cの水は、ポンプ26の作用によって貯湯タンク23に戻り、再び熱を取得して、吸収式冷凍機271の熱源として利用される。一方、吸収式冷凍機271で冷却された第4配管経路D内の水は、ポンプ272の作用によって低温蓄熱槽273に蓄えられる。すなわち、貯湯タンク23は、低温蓄熱槽273に対して熱源となる温水を蓄える高温蓄熱槽として機能する。
The water in the third piping path C used as a heat source returns to the hot
低温蓄熱槽273に蓄えられた冷水は、ポンプ274の作用によって第5配管経路E内を循環し、ファンコイルユニット275に供給される。ファンコイルユニット275は、低温蓄熱槽273から供給された冷水を用いて室内の空気を冷やすことで、冷房を行う。そして、ファンコイルユニット275が冷房を行うことで温められた水は、第5配管経路Eを経由して低温蓄熱槽273に戻り、再び冷却されて、ファンコイルユニット275の冷媒として利用される。本実施形態に係る空調システム2B(空調機構27)では、このようにして、冷房が行われる。
The cold water stored in the low-temperature
一方、空調システム2Bが暖房を行う場合、第3配管経路Cと第4配管経路Dとは、吸収式冷凍機271を経由せず、直接連結して一体の閉じた経路を形成する(図の点線Fで連結される経路)状態となる。そのため、窓システム1を利用して温められた貯湯タンク23の温水(図中のカッコ書き)は、ポンプ26及びポンプ272のうちの少なくとも一方の作用によって、低温蓄熱槽273に送られる。
On the other hand, when the
そして、低温蓄熱槽273に蓄えられた温水は、ポンプ274の作用によって第5配管経路E内を循環し、ファンコイルユニット275に供給される。ファンコイルユニット275は、低温蓄熱槽273から供給された温水を用いて室内の空気を暖めることで、暖房を行う。そして、ファンコイルユニット275が暖房を行うことで冷やされた水は、第5配管経路Eを経由して低温蓄熱槽273に戻り、再び温められて、ファンコイルユニット275の熱媒として利用される。また、ファンコイルユニット275から戻る水によって冷やされた低温蓄熱槽273の水は、第4配管経路D及び第3配管経路Cを経由して貯湯タンク23に戻り、再び温められて、低温蓄熱槽273に供給される。本実施形態に係る空調システム2B(空調機構27)では、このようにして、暖房が行われる。
The hot water stored in the low-temperature
なお、図6で例示される空調システム2Bは、窓システム1を利用した空調システムの一例に過ぎず、上述した具体的な構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び、追加が可能である。例えば、上記空調システム2Bは、冷房及び暖房の両方を行うことができるが、冷房及び暖房のいずれか一方を行えなくてもよい。
Note that the
この場合、例えば、第3配管経路Cと第4配管経路Dとは直接連結されていなくてもよい。このとき、空調システム2B(空調機構27)は暖房を行えない。また、例えば、第3配管経路Cは、吸収式冷凍機271に代えて、放熱器に連結されてもよい。このとき、空調システム2B(空調機構27)は冷房を行えず、放熱器は、本発明の空調機構に相当し、貯湯タンク23から供給される温水(熱)を利用して暖房を行う。
In this case, for example, the third piping path C and the fourth piping path D may not be directly connected. At this time, the
また、図6で例示される空調システム2Bにおいて、貯湯タンク23から、上記給湯システム2Aのように給湯に利用できる経路が設けられてもよい。これにより、窓システム1を用いて集められた熱を用いて冷房及び暖房の少なくともいずれか一方と給湯とを行うことのできる空調給湯システムが構成されてもよい。
In the
更に、図7に例示されるように、空調機構27に代えて、窓システム1をデシカント除湿機28に連結することによって、除湿可能な空調システムを構成してもよい。図7は、除湿可能な空調システム2Cを例示する。この空調システム2Cでは、上記空調システム2Bと同様に、第1配管経路A、熱交換器22、及び第2配管経路Bが、各集熱体13で集められた熱を搬送するための熱搬送機構に相当する。また、デシカント除湿機28が、除湿を行うための空調機構に相当する。
Further, as illustrated in FIG. 7, an air conditioning system capable of dehumidification may be configured by connecting the
デシカント除湿機28は、例えば、デシカントローターと顕熱交換ローターとを備えており、室内の空気を室外に排気する一方で、デシカントローターで室外の空気を除湿した上で室内に給気する。これにより、デシカント除湿機28は、室内の除湿を行うことができる。
The
ここで、この空気の除湿を行うデシカントローターには、シリカゲル剤、ゼオライト剤等の吸湿剤が利用されている。空気中の水分を吸着した吸湿剤は、熱を加えることで水分を脱着し、再生させることができる。そのため、デシカント除湿機28には、デシカントローターと顕熱交換ローターとの間に、吸湿剤を再生するための熱源が設けられる。
Here, in the desiccant rotor for dehumidifying the air, a hygroscopic agent such as a silica gel agent or a zeolite agent is used. The moisture absorbent that adsorbs moisture in the air can be desorbed and regenerated by applying heat. Therefore, the
この吸湿剤を再生するための熱源は、例えば、温水を利用した熱交換器等である。そこで、図7に例示されるように、窓システム1で集められた熱によって温められた温水が貯湯されている貯湯タンク23に接続する第3配管経路Cの配管をデシカント除湿機28(熱交換器)に連結する。そして、貯湯タンク23に貯湯されている温水をデシカント除湿機28の熱交換器に送るようにポンプ26を作用させる。これによって、空調システム2Cでは、窓システム1により集熱した熱を、デシカント除湿機28の吸湿剤の再生に利用することができる。
A heat source for regenerating the hygroscopic agent is, for example, a heat exchanger using hot water. Therefore, as illustrated in FIG. 7, the desiccant dehumidifier 28 (heat exchange) is connected to the pipe of the third pipe path C connected to the hot
なお、窓システム1の接続する空調システムは、冷房、暖房及び除湿可能な空調機構を備えてもよいし、複数の空調機構を備えてもよい。例えば、空調システムは、上記空調機構27及びデシカント除湿機28を共に備えてもよい。この場合、窓システム1を接続する空調機構を場面に応じて切り替えてもよい。すなわち、窓システム1で集熱した熱を暖房及び/又は冷房に利用する場合に、図6に例示されるように、空調システムは、窓システム1で得られた温水が冷房及び/又は暖房可能な空調機構に供給されるように構成されてもよい。そして、窓システム1で集熱した熱を除湿に利用する場合に、空調システムは、図7に例示されるように、窓システム1で得られた温水がデシカント除湿機28に供給されるように当該温水の供給先を切替可能に構成されてもよい。なお、窓システム1は、熱交換器22等を介さず、空調機構27、デシカント除湿機28等に直接連結されてもよい。
The air conditioning system to which the
§2 変形例
以上、本発明の実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。また、上記窓システム1の各構成要素に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が行われてもよい。上記窓システム1の各構成要素の形状及び大きさは、実施の形態に応じて、適宜設定されてもよい。例えば、以下の変更が可能である。なお、以下で説明する変形例では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、適宜説明を省略した。
§2 Modifications As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the above description is merely illustrative of the present invention in all respects. It goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In addition, regarding each component of the
<2.1>
また、例えば、上記実施形態では、各レンズ部材121は、外側ガラス材12の室内側の面122に貼り付けられ、配置されている。しかしながら、各レンズ部材121の配置は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、図8に例示されるように、各レンズ部材121は、外側ガラス材12の室外側の面123に貼り付けられ、配置されてもよい。
<2.1>
Further, for example, in the above embodiment, each
図8は、本変形例に係る窓システム1Aを模式的に例示する側面図である。図8に例示されるように、本変形例では、各レンズ部材121Aは、外側ガラス材12の室外側の面123に貼り付けられ、配置される。このように配置しても、上記実施形態と同様に、各レンズ部材121Aは、入射する太陽光の直達日射を各集熱体13の方に屈折させることができる。
FIG. 8 is a side view schematically illustrating a
すなわち、上記実施形態において、各レンズ部材121は、外側ガラス材12の室内側の面122及び室外側の面123のいずれかに配置されてよい。ただし、各レンズ部材121を室外側の面123に配置した場合には、各レンズ部材121は、風雨等に晒されることにより、汚れてしまう可能性がある。そのため、各レンズ部材121は、外側ガラス材12の室内側の面122に配置されるのが好ましい。これによって、各レンズ部材121が、風雨等に晒され、汚れてしまうのを防ぐことができる。
That is, in the above embodiment, each
<2.2>
例えば、上記実施形態では、両ガラス材(11、12)の間の内部空間14に複数の集熱体13が配置されており、これに応じて、集熱体13と同数のレンズ部材121が外側ガラス材12の室内側の面122に配置されている。しかしながら、内部空間14に配置される集熱体13の数は、このような例に限定されなくてもよく、1つであってもよい。集熱体13の数及び配置場所は実施の形態に応じて適宜設定可能である。
<2.2>
For example, in the said embodiment, the several
また、外側ガラス材12に配置されるレンズ部材121の数も、このような例に限定されなくてもよく、1つであってもよい。例えば、1つのレンズ部材121が外側ガラス材12のいずれかの面(122、123)全体を覆うことで、外側ガラス材12は、レンズ機能部を全体に有していてもよい。または、上記実施形態のように、複数のレンズ部材121が離間して配置されることで、外側ガラス材12は、レンズ機能部を部分的に有していてもよい。すなわち、外側ガラス材12は、少なくとも一部にレンズ機能を有していればよい。
Further, the number of
更に、当該レンズ部材121の数は、集熱体13の数と同数であってもよいし、集熱体13の数と異なってもよい。レンズ部材121の数及び配置場所は、当該レンズ部材121に入射する太陽光の直達日射を集熱体13の方に屈折可能なように、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。
Further, the number of the
<2.3>
また、例えば、上記実施形態では、外側ガラス材12のレンズ機能部は、各レンズ部材121によって構成される。ただし、レンズ機能部を構成する方法は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、図9に例示されるように、レンズ機能部は、外側ガラス材12の表面に形成された凹凸によって構成されてもよい。
<2.3>
Further, for example, in the above-described embodiment, the lens function part of the
図9は、本変形例に係る窓システム1Bを模式的に例示する側面図である。図9に例示されるように、本変形例では、外側ガラス材12Bの室外側の面123には、凹凸124が形成されている。この凹凸124は、室外側から入射する太陽光の直達日射を屈折させるように適宜形成される。例えば、凹凸124は、リニアフレネルレンズの表面形状と同様の形状に形成される。これによって、当該凹凸124は、太陽光の直達日射を屈折されるレンズ機能部として機能することができる。なお、この凹凸124は、室内側の面122に形成されてもよい。
FIG. 9 is a side view schematically illustrating a
本変形例によれば、次のような効果を期待することができる。すなわち、本変形例では、外側ガラス材12として、レンズ機能部として機能する凹凸を片方の面に形成した型板ガラスが利用される。この型板ガラスは大量生産する際に安価で作製することができる。そのため、本変形例によれば、窓システム1を大量生産する際に、上記実施形態に比べて、少なくとも各レンズ部材121の貼り付け工程を省略できる分だけ、当該窓システム1の製造コストを抑えることができる。
According to this modification, the following effects can be expected. In other words, in the present modification, a template glass in which unevenness functioning as a lens function part is formed on one surface is used as the
<2.4>
また、上記実施形態では、各集熱体13に取り付けられた一対の歯車134と紐状部材152とによって、各集熱体13は、集熱面133の傾きを変更可能に構成されている。しかしながら、集熱面133の傾きを変更可能にする方法は、このような例に限られなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、上記窓システム1は、歯付きプーリー151を電動で駆動する駆動装置を備えてもよい。これにより、集熱面133の傾斜角度を電動で変更することができるようになる。また、例えば、ラック、かさ歯車等によって、各集熱体13は、集熱面133の傾きを変更可能に構成されてもよい。
<2.4>
Moreover, in the said embodiment, each
また、歯車134、歯付きプーリー151、及び紐状部材152が省略され、各集熱体13は、集熱面133の傾きが変更不能なように固定されていてもよい。このとき、各集熱体13は、集熱面133が垂直方向を向くように配置されてもよいし、垂直から傾いた方向を集熱面133が向くことで、外側ガラス材12の方を集熱体13が向くように配置されてもよい。
Further, the
<2.5>
また、例えば、上記実施形態では、集熱体13は、板状の伝熱フィン132の中央に半円状の凹部を形成し、当該凹部に円筒状の集熱管131を半田付けすることで、構成される。しかしながら、集熱体13の構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、集熱管131と伝熱フィン132とはロールフォーミング加工により連結されてもよい。また、例えば、図10及び図11に例示されるように、各集熱体13は、1又は複数の真空管式の集熱器で構成されてよい。
<2.5>
For example, in the said embodiment, the
(真空管式集熱器の利用)
図10は、本変形例に係る窓システム1Cを模式的に例示する側面図である。また、図11は、窓システム1Cの集熱体13Cを構成する真空管式の集熱器30の構成を模式的に例示する断面図である。図10に例示されるように、窓システム1Cでは、集熱体13Cは、6つの集熱器30により構成されている。ただし、集熱体13Cを構成する集熱器30の数は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。すなわち、集熱体13Cを構成する集熱器30の数は、単数であってもよいし、2以上6未満であってもよいし、7以上であってもよい。
(Use of vacuum tube type collector)
FIG. 10 is a side view schematically illustrating a window system 1C according to this modification. FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of a vacuum tube
各集熱器30は、太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器である。各集熱器30は、例えば、図11に例示されるように構成される。すなわち、各集熱器30は、一端部が半球状に形成されて閉じられており、他端部が開口した円筒状の中空のガラス製の外側ガラス管301を備えている。この外側ガラス管301は、水平方向に延びるように配置されている。そして、この外側ガラス管301の内部には、円筒状で中空のガラス製の内側ガラス管302が配置されている。
Each
内側ガラス管302は、外側ガラス管301と同径上で小径に形成されており、当該外側ガラス管301と同軸に配置される。そして、外側ガラス管301及び内側ガラス管302の開口側の端部同士は気密的に一体に結合しており、その内部空間、つまり外側ガラス管301の内周面と内側ガラス管302の外周面との間には真空層303が形成されている。すなわち、各集熱器30は、外側ガラス管301と内側ガラス管302と構成される真空二重ガラス管である。この真空二重ガラス管の端部、つまり、内側ガラス管302の開口は、各集熱器30の固定される縦枠材16によって封止される。
The
そして、真空層303側に位置する内側ガラス管302の外周面には、太陽光を吸収し集熱する選択吸収膜304がコーティングされている。選択吸収膜304は、太陽光を吸収し集熱する膜であればよく、例えば、黒色クロム、黒色ニッケル、窒化アルミニウム等で形成される多層の膜であってもよいし、スパッタリング、電気メッキ等で表面に凹凸の付けられた膜であってもよい。
The outer peripheral surface of the
当該選択吸収膜304の反対側、すなわち、内側ガラス管302の内部空間には、当該内側ガラス管302の内周面に接するように伝熱フィン305が設けられている。そして、この内部空間には、当該伝熱フィン305に包まれるように、U字管306が設けられている。
伝熱フィン305は、例えばアルミ製であり、選択吸収膜304の熱をU字管306に伝達する。U字管306は、例えば銅製であり、その両端部は内側ガラス管302の開口から縦枠材16側へ突出し、縦枠材16内を通る配管と連結する。これにより、U字管306内には、当該配管から供給される熱媒体が流れる。
The
各集熱器30は、例えば、上記のように構成されることで、太陽光の熱を吸収し、熱媒体を介して吸収した熱を窓システム1Cの外部に搬送することができる。このように、各集熱体13Cを1又は複数の真空管式の集熱器30で構成することで、各集熱体13Cで集熱した熱が再び再放射されるのを防止することができる。そのため、両ガラス材(11、12)の間の内部空間14を真空状態にしなくても、各集熱体13Cに閉じ込めた熱が建物内に再放出されるのを防止することができ、これによって、ペリメーターゾーンの遮熱効率を高めることができる。
Each
なお、集熱器30の構成は、上記のような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、選択吸収膜304は、U字管306に対する熱伝導の効率を高めるために、内側ガラス管302の内周面、又は、伝熱フィン305の外周面に設けられてもよい。
In addition, the structure of the
また、集熱体13Cを複数の集熱器30で構成する場合、複数の集熱器30は、公知の連結方法によって適宜連結されてよい。このとき、隣接する集熱器30の間には、隙間が設けられてもよい。このように集熱器30で集熱体13Cを構成する場合、図10に例示されるように、各集熱器30の外側ガラス材12側の面が、集熱面133Cを構成する。
In addition, when the
なお、各集熱器30の構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が行われてもよい。例えば、集熱器30は、図12に例示されるように構成されてもよい。
In addition, the structure of each
図12は、他の形態に係る真空管式の集熱器30Aを例示する断面図である。図12に例示される集熱器30Aは、ガラス管307を備えており、ガラス管307の内部空間308は真空となっている。この内部空間308には、平板状の集熱板313と一体になった集熱管309が配置されており、集熱管309の内部空間311には、内管310が配置されている。集熱管309及び内管310は、例えば、銅製であり、両内部空間(311、312)にはそれぞれ、水等の熱媒体が流れている。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a vacuum tube
そして、集熱板313は、例えば、集熱板313の太陽光が当たる面(例えば、図12の上面)に太陽光を吸収し集熱する選択吸収膜がコーティングされていることで、太陽光の熱を集熱可能に構成されている。つまり、集熱器30Aでは、集熱板313の太陽光が当たる面が集熱面となる。これにより、集熱器30Aは、集熱板313で太陽光の熱を集熱し、各内部空間(311、312)に流れる熱媒体により集熱した熱を外部に搬送することができる。
The
また、上記変形例に係る窓システム1Cでは、上記集熱器30に代えて、当該集熱器30Aが用いられてもよい。この場合、図10で符号133Cにより示される部分ではなく、集熱器30Aの集熱板313の太陽光の当たる面が集熱面になる。
In the
また、上記変形例に係る窓システム1Bでは、集熱体13に代えて、集熱器30Aを単独で用いることもできる。
Further, in the
(ヒートパイプの利用)
また、例えば、上記のような真空管式の集熱器30に依らず、各集熱体13では、集熱管131に代えて、ヒートパイプが利用されてもよい。ヒートパイプは、例えば、上記集熱管131と同様に筒状に形成され、窓システム1の配管内に配置される頭部を備える。ヒートパイプ内には熱媒体が封入されており、集熱体13で集熱した熱は、伝熱フィン132を介してヒートパイプに伝達され、当該ヒートパイプ内に封入された熱媒体に吸収される。これによって、ヒートパイプ内の熱媒体が温められると、当該ヒートパイプ内で熱対流が生じ、温められた熱媒体がヒートパイプの頭部に集まる。温められた熱媒体がヒートパイプの頭部に集まると、窓システム1の配管内の熱媒体が当該頭部に接触することで温められる。これによって、上記実施形態と同様に、窓システム1の配管内を流れる熱媒体によって各集熱体13で集熱した熱を搬送することができる。
(Use of heat pipe)
Further, for example, a heat pipe may be used instead of the
<2.6>
また、上記実施形態に係る窓システム1では、複数のレンズ部材121は、地面に対して垂直方向(上下方向)に所定の間隔を空けて配置されている。また、これに応じて、複数の集熱体13も、地面に対して垂直方向(上下方向)に所定の間隔を空けて配置されている。しかしながら、レンズ部材121及び集熱体13の配置はこのような例に限定されなくてもよく、レンズ部材121及び集熱体13は、図13に例示されるように、水平方向に所定の間隔を空けて配置されてもよい。
<2.6>
In the
図13は、本変形例に係る窓システム1Dの内部構造を模式的に例示する正面図である。図13の例では、各集熱体13は、上記実施形態に係る窓システム1の上下方向が左右方向になるように配置される。これに応じて、各レンズ部材121は、左右方向(水平方向)に所定の間隔を空けて配置される(不図示)。
FIG. 13 is a front view schematically illustrating the internal structure of the window system 1D according to this modification. In the example of FIG. 13, each
この変形例の場合、太陽光の入射角度が上下方向に変化したときに、各集熱体13付近に太陽光が入射する位置は、各集熱体13の集熱面133上で上下方向に変化するに過ぎない。そのため、この窓システム1Dでは、集熱面133の位置及び向きを変更することなく、太陽の位置の変化に対応することができる。
In the case of this modification, when the incident angle of sunlight changes in the vertical direction, the position where the sunlight enters in the vicinity of each
一方、太陽光の入射角度が左右方向に変化したときには、各集熱体13付近に太陽光が入射する位置は、各集熱体13から左右方向にずれてしまう。そこで、本変形例に係る窓システム1Dでは、上記実施形態と同様の方法で、各集熱面133の傾斜角度を変更可能に、すなわち、各集熱体13を左右方向に回動可能に構成してもよい。これにより、本変形例に係る窓システム1Dでは、各集熱体13は、当該太陽光の入射する位置のずれに対応することができるようになる。
On the other hand, when the incident angle of sunlight changes in the left-right direction, the position where the sunlight enters near each
なお、上記実施形態に係る窓システム1では、当該窓システム1Dと反対の事象が生じる。すなわち、上記実施形態の場合、太陽光の入射角度が左右方向に変化したときに、各集熱体13付近に太陽光が入射する位置は、各集熱体13の集熱面133上で左右方向に変化するに過ぎない。そのため、上記窓システム1では、集熱面133の位置及び向きを変更することなく、太陽の位置の変化に対応することができる。
In the
一方、太陽光の入射角度が上下方向に変化したときに、各集熱体13付近に太陽光が入射する位置は、各集熱体13から上下方向にずれてしまう。そこで、上記実施形態に係る窓システム1では、各集熱体13を上下方向に回転可能に構成されており、これによって、各集熱体13は、太陽光の入射する位置のずれに対応することができる。
On the other hand, when the incident angle of sunlight changes in the vertical direction, the position where the sunlight is incident near each
ここで、図14を更に用いて、レンズ部材121及び集熱体13の配置方向と窓システム1又は1Dを設置した窓の向きとの関係を説明する。図14は、建物の窓と太陽光の入射角度との関係を模式的に例示する。図2及び図13はそれぞれ、各窓システム(1、1D)を前後方向に(室外側から室内側に向けて)見た状態を模式的に例示している。それぞれの図の紙面左側が各窓システム(1、1D)からみて右側となり、それぞれの図の紙面右側が各窓システム(1、1D)からみて左側となる。また、それぞれの図の紙面上側が各窓システム(1、1D)の上方となり、それぞれの図の紙面下側が各窓システム(1、1D)の下方となる。そして、図2及び図13それぞれでは、各窓システム(1、1D)は、紙面手前側(y軸正の方向)に外側ガラス材12が存在するように、換言すると、紙面手前側(y軸正の方向)が室外側となるように、配置される。
Here, the relationship between the arrangement direction of the
図14で例示されるように、南向きの窓91には、上方から太陽光が入射しやすい。すなわち、南向きの窓91では、太陽光の入射角度は、上下方向には変化しにくく、左右方向に変化しやすい。そのため、南向きの窓91には、図1で例示される、上記実施形態に係る窓システム1が利用されるのが好ましい。上記実施形態に係る窓システム1によれば、各集熱体13の集熱面133が水平に配置されるため、太陽光を各集熱面133に入射させやすくなる。よって、上記実施形態に係る窓システム1を南向きの窓91に利用することで、太陽光の遮熱効率を高めることができる。
As illustrated in FIG. 14, sunlight is likely to enter the south-facing
一方、図14で例示されるように、東向きの窓92には、この窓92からみて右側から太陽光が入射しやすい。すなわち、東向きの窓92では、太陽光の入射角度は、左右方向に変化しにくく、上下方向に変化しやすい。西向きの窓についても同様である。そのため、東向きの窓92及び西向きの窓には、図13で例示される、本変形例に係る窓システム1Dが利用されるのが好ましい。本変形例に係る窓システム1Dによれば、各集熱体13の集熱面133が垂直に配置されるため、太陽光を各集熱面133に入射させやすくなる。よって、本変形例に係る窓システム1Dを東向きの窓92及び西向きの窓に利用することで、太陽光の遮熱効率を高めることができる。
On the other hand, as illustrated in FIG. 14, sunlight is likely to enter the east-facing
以上のように、利用場所に応じて、レンズ部材121及び集熱体13の適した配置向きがある。そのため、上記実施形態に係る窓システム1は、利用場所に応じて、レンズ部材121及び集熱体13の配置を、本変形例に係る窓システム1Dのようなレンズ部材121及び集熱体13の配置に変更可能に構成されてよい。
As described above, there is a suitable arrangement direction of the
なお、上記窓システム1Bのように、外側ガラス材12のレンズ機能部を、各レンズ部材121ではなく、表面に形成した凹凸124で構成する場合には、当該各凹凸124は、垂直方向に沿って形成される。そして、当該各凹凸124は、互いに水平方向(例えば、左右方向)に所定の間隔を空けて配置されるように形成される。これによって、上記変形例と同様に、各集熱体13に対応する各レンズ機能部が、互いに水平方向に離間して配置される。
In addition, when the lens function part of the outer
<2.7>
また、上記実施形態に係る窓システム1及び変形例に係る窓システム1Dでは、集熱体13が水平方向又は垂直方向に沿って延びている。しかしながら、集熱体13の形態は、このような例に限定されなくてもよく、水平方向又は垂直方向から傾いてもよい。例えば、集熱体13は、図15のように構成されてもよい。
<2.7>
Further, in the
図15は、本変形例に係る窓システム1Eを模式的に例示する正面図である。図15で例示される窓システム1Eでは、集熱体13が水平方向からやや斜めに傾いている。これにより、集熱管131内を流れる熱媒体の循環(図15では、左側から右側へ)を促すことができる。なお、図15では、集熱体13は右上方向に延びるように(すなわち、温められた熱媒体が通る縦枠材側が高くなるように)傾いている。しかしながら、集熱体13の傾く方向はこのような例に限定されなくてもよく、例えば、集熱体13は、右下方向に延びるように傾いてもよい。この場合、熱媒体は、図15で示す方向とは反対、すなわち、右側から左側に循環するように促される。また、この窓システム1Eは、集熱体13が水平方向からやや斜めに傾いている点を除き、上記窓システム1と同じ構成を有している。しかしながら、窓システム1Eの構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
FIG. 15 is a front view schematically illustrating a
<2.8>
また、上記実施形態に係る窓システム1及び変形例に係る窓システム1Dでは、各集熱体13が垂直方向又は水平方向に並んで配置されている。しかしながら、各集熱体13の並ぶ方向は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、各集熱体13は、垂直方向又は水平方向から傾いた方向に並んで配置されてもよい。また、これに応じて、両ガラス材(11、12)は、水平方向に対向していなくてもよく、両ガラス材(11、12)の並ぶ方向は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、両ガラス材(11、12)は、垂直方向に互いに対向するように配置されてもよい。このように両ガラス材(11、12)及び各集熱体13を配置した窓システムは、例えば、天窓等に利用することができる。
<2.8>
Moreover, in the
1…窓システム、
11…内側ガラス材、
12…外側ガラス材、121…レンズ部材(レンズ機能部)、
122…(室内側の)面、123…(室外側の)面、
13…集熱体、131…集熱管、132…伝熱フィン、
133…集熱面、134…歯車、
14…内部空間、
15…枠材、151…歯付きプーリー、152…紐状部材、
16…縦枠材、
2A…給湯システム、2B…空調システム、2C…空調システム、
21…ポンプ、22…熱交換器、23…貯湯タンク、24…ポンプ、
25…給湯器、26…ポンプ、
27…空調機構、271…吸収式冷凍機、272…ポンプ、
273…低温蓄熱槽、274…ポンプ、275…ファンコイルユニット、
28…デシカント除湿機、
1A…窓システム、121A…レンズ部材(レンズ機能部)、
1B…窓システム、12B…外側ガラス材、124…凹凸(レンズ機能部)、
1C…窓システム、13C…集熱体、133C…集熱面、
30…(真空管式の)集熱器、
301…外側ガラス管、302…内側ガラス管、303…真空層、304…選択吸収膜、
305…伝熱フィン、306…U字管、
30A…(真空管式の)集熱器、
307…ガラス管、308…内部空間、309…集熱管、310…内管、
311…(集熱管の)内部空間、312…(内管の)内部空間、313…集熱板、
1D…窓システム、
91…(南向きの)窓、92…(東向きの)窓、
SA…直達日射、SB…散乱日射
1 ... Window system,
11 ... Inner glass material,
12 ... Outer glass material, 121 ... Lens member (lens function part),
122 ... (inside the room), 123 ... (outside) the surface,
13 ... Heat collecting body, 131 ... Heat collecting tube, 132 ... Heat transfer fin,
133 ... Heat collecting surface, 134 ... Gear,
14 ... Internal space,
15 ... Frame material, 151 ... Toothed pulley, 152 ... String member,
16 ... vertical frame material,
2A ... Hot water supply system, 2B ... Air conditioning system, 2C ... Air conditioning system,
21 ... Pump, 22 ... Heat exchanger, 23 ... Hot water storage tank, 24 ... Pump,
25 ... Water heater, 26 ... Pump,
27 ... Air-conditioning mechanism, 271 ... Absorption refrigerator, 272 ... Pump,
273 ... low temperature heat storage tank, 274 ... pump, 275 ... fan coil unit,
28 ... Desiccant dehumidifier,
1A ... Window system, 121A ... Lens member (lens function part),
1B ... Window system, 12B ... Outer glass material, 124 ... Concavity and convexity (lens function part),
1C ... Window system, 13C ... Heat collector, 133C ... Heat collection surface,
30 ... (vacuum tube type) collector,
301 ... Outer glass tube, 302 ... Inner glass tube, 303 ... Vacuum layer, 304 ... Selective absorption membrane,
305 ... Heat transfer fin, 306 ... U-shaped tube,
30A ... (vacuum tube type) collector,
307 ... Glass tube, 308 ... internal space, 309 ... heat collecting tube, 310 ... inner tube,
311 ... Internal space (of the heat collection tube), 312 ... Internal space (of the internal tube), 313 ... Heat collection plate,
1D ... Window system,
91 ... (south facing) window, 92 ... (east facing) window,
SA ... direct solar radiation, SB ... scattered solar radiation
Claims (8)
前記内側ガラス材と対向して室外側に配置され、少なくとも一部分に太陽光の直達日射を屈折させるレンズ機能部を有する外側ガラス材と、
前記太陽光を集熱する集熱面を有する集熱体であって、前記レンズ機能部により屈折した直達日射が当該集熱面に当たるように前記外側ガラス材と前記内側ガラス材との間に配置された集熱体と、
を備える窓システム。 An inner glass material arranged on the indoor side;
An outer glass material that is disposed on the outdoor side facing the inner glass material and has a lens function part that refracts the direct solar radiation of sunlight at least in part,
A heat collector having a heat collecting surface for collecting the sunlight, and is arranged between the outer glass material and the inner glass material so that the direct solar radiation refracted by the lens function unit hits the heat collecting surface. The collected heat collector,
With window system.
請求項1に記載の窓システム。 The heat collector is composed of one or a plurality of vacuum tube type heat collectors,
The window system according to claim 1.
請求項1又は2に記載の窓システム。 The lens function part is constituted by irregularities formed on the surface of the outer glass material,
The window system according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載の窓システム。 The lens function unit is configured by a lens member disposed on the indoor side or outdoor side surface of the outer glass material,
The window system according to claim 1 or 2.
請求項4に記載の窓システム。 The lens member is composed of a linear Fresnel lens,
The window system according to claim 4.
前記集熱体は複数で構成され、
前記レンズ部材は複数で構成され、
前記複数のレンズ部材は垂直方向に離間して配置され、
前記複数の集熱体は、前記複数のレンズ部材それぞれに対応するように、垂直方向に離間して配置される、
請求項4又は5に記載の窓システム。 The outer glass material and the inner glass material are horizontally opposed,
The heat collector is composed of a plurality of pieces,
The lens member is composed of a plurality,
The plurality of lens members are spaced apart in the vertical direction,
The plurality of heat collectors are arranged separately in the vertical direction so as to correspond to the plurality of lens members, respectively.
The window system according to claim 4 or 5.
熱を搬送するための熱搬送機構と、
前記熱搬送機構で搬送された熱によって温められた温水を貯湯する貯湯タンクと、
を備え、
前記熱搬送機構は、前記集熱体に集められた熱を搬送する、
給湯システム。 A window system used for a window surface of a building, the window system according to any one of claims 1 to 6,
A heat transfer mechanism for transferring heat;
A hot water storage tank for storing hot water heated by the heat transferred by the heat transfer mechanism;
With
The heat transport mechanism transports heat collected in the heat collector;
Hot water system.
熱を搬送するための熱搬送機構と、
前記熱搬送機構で搬送された熱を利用して、暖房、冷房及び除湿の少なくともいずれかを行う空調機構と、
を備え、
前記熱搬送機構は、前記集熱体に集められた熱を搬送する、
空調システム。 A window system used for a window surface of a building, the window system according to any one of claims 1 to 6,
A heat transfer mechanism for transferring heat;
An air-conditioning mechanism that performs at least one of heating, cooling, and dehumidification using heat transferred by the heat-transfer mechanism;
With
The heat transport mechanism transports heat collected in the heat collector;
Air conditioning system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015225231A JP2017096504A (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Window system, hot water supply system and air conditioning system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109140799A (en) * | 2018-09-14 | 2019-01-04 | 广东工业大学 | A kind of solar water heater based on Fresnel line light and heat collection |
CN111121312A (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 中国建筑设计研究院有限公司 | Heat collecting column for forming window body, window body and use method of heat collecting column |
CN114809391A (en) * | 2022-05-23 | 2022-07-29 | 江苏建筑职业技术学院 | Environment-friendly glass curtain wall structure and system |
-
2015
- 2015-11-18 JP JP2015225231A patent/JP2017096504A/en active Pending
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