JP2826279B2 - 太陽熱を利用した融雪装置をそなえる住宅 - Google Patents

太陽熱を利用した融雪装置をそなえる住宅

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JP2826279B2 JP7045290A JP4529095A JP2826279B2 JP 2826279 B2 JP2826279 B2 JP 2826279B2 JP 7045290 A JP7045290 A JP 7045290A JP 4529095 A JP4529095 A JP 4529095A JP 2826279 B2 JP2826279 B2 JP 2826279B2
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    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

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  • Residential Or Office Buildings (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、豪雪地帯の住宅として
有利に適合する融雪機能を有する住宅、なかでも太陽熱
を利用した融雪装置を付帯した住宅に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】北海道、東北、北陸および山陰の各地方
に跨がる豪雪地帯における冬期の生活は、降雪や積雪に
よって地域社会と断絶され易く、住民に不安感や孤独感
あるいは閉塞感をもたらすため、その生活環境は温暖な
地方と比べて甚だ厳しいものになっている。
【0003】このような豪雪地帯における冬期の生活を
少しでも快適にするため、国や市町村などの地方自治体
では、道路や公共施設における除雪などの様々な対策を
講じているが、個人生活の拠点である個人住宅に対する
方策は未だ不十分である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、生活の拠点
である住宅およびその周辺の積雪を排除することによっ
て、地域社会との断絶を解消することが可能であるが、
屋根の雪下ろしや道路から住宅までの敷地内進入路の雪
掻きなどの除雪作業は苦役であり、所期した除雪が実現
されていないのが実状である。しかも、高齢化社会の到
来が予測される現状では、特に苦役によらない除雪の実
現が急務である。
【0005】そこで、本発明の目的は、除雪を太陽熱に
よる融雪にて自動的に行う機能を有する住宅を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、放熱管を、単に融雪
のみに限らず、とくに非降雪時や夏期等において、集熱
手段としても有効に利用できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、住宅の屋根、
住宅の外周部、敷地内進入路および駐車場の融雪区域に
放熱管を埋設して各融雪区域を放熱管の配列で網羅し、
該放熱管内に導く熱媒体を収容する畜熱槽を敷地内の地
下に設置し、該熱媒体に太陽熱を集める真空管形集熱器
の複数本を鉛直方向に積み重ねて敷地内に設置し、放熱
管および畜熱槽間並びに真空管形集熱器および畜熱槽間
をそれぞれ熱媒体が循環可能に接続したことを特徴とす
る太陽熱を利用した融雪装置をそなえる住宅である。な
お、本発明は、上記放熱管を集熱機能を持たせて蓄熱槽
に接続することにより、非降雪時や夏期等において、上
記太陽集熱器の代替設備として用いてもよい。
【0007】
【作用】豪雪地帯の住宅における融雪は、建物の保全の
ために行う屋根などでの雪下ろしのほか、地域社会との
連絡を保つための敷地内進入路の確保が重要であること
は、既に述べた通りである。そして、本発明の住宅で
は、この融雪に畜熱槽に貯えた太陽熱を利用するため、
降雪時期に先立つ夏期から秋期にかけての畜熱によっ
て、降雪初期から融雪が可能であり、積雪による外部と
の遮断を回避し得る。
【0008】また、融雪に供する熱は、放熱管内を流動
する熱媒体から提供されるため、この流動さえ確保すれ
ば、融雪を自動的に行うことができ、除雪の苦役から解
放される。しかも、熱媒体は、放熱管および畜熱槽間の
閉じた系内を循環流動するから、従前の流水による融雪
などに比べて省エネルギー効果は極めて高い。
【0009】
【実施例】次に、本発明に従う住宅の具体例について、
図面を参照して説明する。図1は住宅およびその周辺の
平面図である。同図において、Aで示した区域は住宅の
屋根であり、この住宅の屋根Aに加えて、建物を取り囲
む建物外周域B、この外周域Bに隣接した駐車場C、さ
らに道路と建物および駐車場とを結ぶ敷地内進入路D
に、それぞれ融雪対策を施して成る。
【0010】すなわち、建物外周域B、駐車場Cおよび
敷地内進入路Dには、その地中または舗装層内に放熱管
1を埋設し、建物外周域Bおよび敷地内進入路Dでは複
数系にて、また駐車場Cでは1つの系にて、それぞれ各
区域を放熱管1の配列で網羅する。なお、これらの地表
部の区域では、単に地中に放熱管1を埋設してもよい
が、例えば断熱材を敷きつめた上に放熱管1を配置し、
その上に各種舗装を行うことが、特に熱効率の点で好ま
しい。
【0011】同様に、図2に示す建物の屋根Aに対して
も、放熱管1を設置して、屋根Aを1つまたは複数の系
の放熱管1の配列で網羅する。すなわち、屋根Aの断面
を図3に示すように、屋根の基礎をなす野地板2を覆う
断熱材3の表層部に放熱管1を埋設し、これらの上に例
えばアルミニウム板などの熱伝導度の高い薄板4で被覆
した上に、トタン板やスレート瓦など各種屋根材5を張
りつけて屋根を構成する。
【0012】ここで、放熱管1には、アルミニウムや銅
などの熱伝導度の高い材質からなる、比較的薄肉の管が
推奨される。
【0013】上記した各融雪区域に配列した放熱管1
は、各区域毎または各系毎に、住宅敷地内の地中に設置
した蓄熱槽に接続し、この蓄熱槽内に溜めた熱媒体、例
えば温水を放熱管1と蓄熱槽との間で強制循環させる。
なお、熱媒体は、後述する集熱器で集めた太陽熱によっ
て水が加熱されて温水になるのであるが、ここでは温度
に関係なしに温水と表示する。
【0014】ここで、図4に、屋根Aに敷設した放熱管
1の系と蓄熱槽6との接続例を示すように、放熱管1の
温水の導入端1aを蓄熱槽6に溜めた温水7の設定水位h
下に配置する一方、導出端1bを温水7の設定水位h上に
配置し、導入端1a側に設置した循環ポンプ8によって温
水7を放熱管1と蓄熱槽6との間で強制循環させる。な
お、放熱管1の導入端1aにストレーナ9を取り付けるこ
とが、放熱管1内への異物混入を防止する上で好まし
い。
【0015】また、蓄熱槽6は、放熱を防ぐために高断
熱構造であることが好ましく、例えばコンクリートの躯
体の内周壁面に、ウレタンフォーム、ポリスチロールま
たはポリウレタンなどの断熱材を張りつけてから、モル
タル仕上げした構造が適当である。ちなみに、蓄熱槽6
に溜めた温水を利用して、住宅内への給湯や温水暖房、
さらにはヒートポンプを介した冷房などを行うことも可
能である。
【0016】なお、上記した放熱管1と蓄熱槽6との接
続構成は、他の融雪区域、つまり建物外周域B、駐車場
Cおよび敷地内進入路Dに埋設した放熱管1との間にお
いても同様である。
【0017】以上の構成によって、各融雪区域を網羅す
る放熱管1に温水7が循環供給され、放熱管1からの放
熱によって各融雪区域面は加熱されて融雪が可能とな
る。ここで、放熱管1への温水7の循環供給は、各融雪
区域毎に独立して行うことが好ましく、例えば駐車場C
および敷地内進入路Dは外部との連絡確保のために降雪
初期から温水の供給を開始して融雪を行う一方、屋根A
および建物外周域Bは積雪状況に応じて暫時温水を供給
して融雪を適宜に行うことが効率的であり、個別に運転
できる配管構成(バルブ, ポンプ, 分岐管)を採用する
ことがメインテナンスの便も含めて有効である。
【0018】一方、蓄熱槽6における温水の蓄熱は、建
物の外壁あるいは敷地内に設置した集熱器10にて太陽熱
を利用して行う。すなわち、図4に示すように、集熱器
10と蓄熱槽6とを、上記の放熱管1の系統と同様の構造
にて配管11で接続し、循環ポンプ8を運転して集熱器10
と蓄熱槽6と間で温水7を強制循環させる。場合によっ
ては、後述するように、前記放熱管1を天気のよいとき
には集熱器として利用してもよく、特に太陽集熱器の故
障の時などに適用するとよい。
【0019】集熱器10は、図5に示す、いわゆる真空管
形集熱器12を、その軸が東西に沿う向きに配置するとと
もに、その複数本、図示例では6本を鉛直方向に積み重
ねてユニットを構成し、複数のユニットをさらに鉛直方
向に並べて成る。なお、図5において、12a はガラス
管、12b は選択吸収処理がなされた集熱板および12c は
温水を通す集熱管である。
【0020】この集熱器10は、住宅の外周壁に取り付け
るか、例えば図6に示すように、敷地内で地面に垂直に
立てたパネル13に取り付けて設置する。このように集熱
器10を鉛直方向に並べることによって、積雪の影響は最
小限に抑えられるため、日照と同時に集熱を開始し得
る。また、真空管形集熱器12の集熱板12b の設置角度を
任意に選定できるから、集熱器10の設置緯度や太陽光の
照射角度などに応じた適切な設置が可能になる。
【0021】なお、太陽光による蓄熱が十分に行えない
場合にそなえて、補助ボイラーを蓄熱槽6に付設してお
くことも、本発明の融雪システムを有効に作動させる上
で好ましい。また、日照量が多くかつ日照時間の長い夏
期などには、放熱管1に水を循環させることによって、
屋根や地面に貯えられた熱を蓄熱槽6に回収することも
可能である。
【0022】次に、本発明を一般的な住宅に適用した場
合に、融雪に必要となる熱量と集熱器による集熱量とを
比較した結果について示す。すなわち、屋根A:87
2 、建物外周域B:80m2 、駐車場C:20m2 および
敷地内進入路D:60m2 を対象とした融雪を行う場合、
各融雪区域に必要な熱量は、屋根A:約370 万Kcal、建
物外周域B:約510 万Kcal、駐車場C:約120 万Kcalお
よび敷地内進入路D:約380 万Kcalになると推定され
る。一方、図6に示したように、集熱器を20ユニット用
いて集熱を行うと、その集熱総量は、冬期(11〜3月)
で約830 万Kcal、夏,秋期(8〜9月)で約820 万Kcal
および春,夏期(4〜7月)約1234万Kcalとなり、融雪
には必要十分であることがわかった。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽熱を利用して住宅の融雪を、ほとんど補助エネルギ
ーを使うことなく自動的に行うことができる。従って、
従来は苦役であった除雪を、容易かつ確実に果たすこと
ができ、豪雪地帯の冬期における生活の質を向上するこ
とに有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】住宅の平面図である。
【図2】住宅の建物部分の側面図である。
【図3】図2のIII −III 線に沿う屋根の断面図であ
る。
【図4】融雪装置の構成を示す模式図である。
【図5】真空管形集熱器の断面図である。
【図6】集熱器の設置要領を示す模式図である。
【符号の説明】
1 放熱管 2 野地板 3 断熱材 4 薄板 5 屋根材 6 蓄熱槽 7 温水 8 循環ポンプ 9 ストレーナ 10 集熱器 11 配管 12 真空管形集熱器 13 パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04D 13/18 E04D 13/00 E04H 1/02 E04H 9/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 住宅の屋根、住宅の外周部、敷地内進入
    路および駐車場の融雪区域に放熱管を埋設して各融雪区
    域を放熱管の配列で網羅し、該放熱管内に導く熱媒体を
    収容する畜熱槽を敷地内の地下に設置し、該熱媒体に太
    陽熱を集める真空管形集熱器の複数本を鉛直方向に積み
    重ねて敷地内に設置し、放熱管および畜熱槽間並びに真
    空管形集熱器および畜熱槽間をそれぞれ熱媒体が循環可
    能に接続したことを特徴とする太陽熱を利用した融雪装
    置をそなえる住宅。
  2. 【請求項2】 上記放熱管を集熱機能をもたせて蓄熱層
    槽と連結することを特徴とする請求項1に記載の住宅。
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