JP3263366B2 - ソーラー融雪装置およびその装置の降雪時運転方法 - Google Patents
ソーラー融雪装置およびその装置の降雪時運転方法Info
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- JP3263366B2 JP3263366B2 JP22439698A JP22439698A JP3263366B2 JP 3263366 B2 JP3263366 B2 JP 3263366B2 JP 22439698 A JP22439698 A JP 22439698A JP 22439698 A JP22439698 A JP 22439698A JP 3263366 B2 JP3263366 B2 JP 3263366B2
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- 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
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、寒冷地における降
雪時の融雪装置およびその装置の降雪時の運転方法に関
し、特に、降雪時に屋根に敷設したソーラーパネルを有
効に利用することにより、雪降ろしの負担を軽減するの
に有効な融雪装置およびそれの運転方法について提案す
る。
雪時の融雪装置およびその装置の降雪時の運転方法に関
し、特に、降雪時に屋根に敷設したソーラーパネルを有
効に利用することにより、雪降ろしの負担を軽減するの
に有効な融雪装置およびそれの運転方法について提案す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、屋根融雪を行う方法としては、例
えば電気、ガス、石油等を用いてボイラー等で温水（５
０〜７０℃）を発生させ、この温水を屋根に敷設した温
水パイプに供給し循環させることにより行う方法が代表
的なものである。しかし、この方法は、融雪のためのエ
ネルギー、即ち温水をボイラー等を稼働させることによ
り、得ているが、電気や化石燃料を使うためコスト高に
なる。また、屋根の融雪には、必ずしもボイラーで発生
させるような高温水は必要でなく、エネルギーを無駄に
消費することになっているのが実情である。また、融雪
を必要としないために、ボイラーを運転しない場合にお
いては、敷設パイプ内の水が氷結して、パイプが破損す
るというような問題もあった。
えば電気、ガス、石油等を用いてボイラー等で温水（５
０〜７０℃）を発生させ、この温水を屋根に敷設した温
水パイプに供給し循環させることにより行う方法が代表
的なものである。しかし、この方法は、融雪のためのエ
ネルギー、即ち温水をボイラー等を稼働させることによ
り、得ているが、電気や化石燃料を使うためコスト高に
なる。また、屋根の融雪には、必ずしもボイラーで発生
させるような高温水は必要でなく、エネルギーを無駄に
消費することになっているのが実情である。また、融雪
を必要としないために、ボイラーを運転しない場合にお
いては、敷設パイプ内の水が氷結して、パイプが破損す
るというような問題もあった。
【０００３】一方、太陽熱を利用するソーラーパネル
は、屋根上に置かれた集熱部にて、温められた温水を一
旦蓄熱槽に導いて貯水したのち、生活用水や風呂水等に
利用するための設備である。しかし、この設備は雪の多
い地域で使う場合、冬期の降雪時期は、屋根に雪が堆積
していることが多く、この場合、太陽からの集熱が困難
になるので、ソーラー温水システムを使用することが事
実上できないのが実情である。
は、屋根上に置かれた集熱部にて、温められた温水を一
旦蓄熱槽に導いて貯水したのち、生活用水や風呂水等に
利用するための設備である。しかし、この設備は雪の多
い地域で使う場合、冬期の降雪時期は、屋根に雪が堆積
していることが多く、この場合、太陽からの集熱が困難
になるので、ソーラー温水システムを使用することが事
実上できないのが実情である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在、積雪地における
急務の問題は、積雪除去作業（雪下ろし作業）の簡素化
である。この雪下ろし作業は重労働であり、とくに老齢
化の進んだ家庭においては、人手も足りず辛い作業であ
るから、人手によらない屋根融雪を経済的に行うシステ
ムの確立が求められている。また、太陽熱ソーラーパネ
ルを利用して融雪を図る従来技術の場合、積雪のために
温水集熱の稼働率が低く、肝心な冬期に実質上役に立た
ないという問題があった。このような問題を解決すべく
提案されている既知の技術は、例えばボイラー等の熱源
を用いた温水循環による屋根融雪方式である。この方式
が一般に広く普及しているが、エネルギー使用量が多く
経済的に問題がある上、環境汚染を招くという点で改善
が必要とされている。
急務の問題は、積雪除去作業（雪下ろし作業）の簡素化
である。この雪下ろし作業は重労働であり、とくに老齢
化の進んだ家庭においては、人手も足りず辛い作業であ
るから、人手によらない屋根融雪を経済的に行うシステ
ムの確立が求められている。また、太陽熱ソーラーパネ
ルを利用して融雪を図る従来技術の場合、積雪のために
温水集熱の稼働率が低く、肝心な冬期に実質上役に立た
ないという問題があった。このような問題を解決すべく
提案されている既知の技術は、例えばボイラー等の熱源
を用いた温水循環による屋根融雪方式である。この方式
が一般に広く普及しているが、エネルギー使用量が多く
経済的に問題がある上、環境汚染を招くという点で改善
が必要とされている。
【０００５】本発明の主たる目的は、太陽熱を利用する
ソーラーパネルを用いて稼働率の高い屋根融雪を図るこ
とにある。本発明の他の目的は、屋根融雪を経済的にし
かも、エネルギーの有効利用およびエネルギー効率の良
い融雪装置およびその方法を提案することにある。本発
明のさらに他の目的は、環境にやさしい屋根融雪を行う
ことのできる融雪装置およびその方法を提案することに
ある。
ソーラーパネルを用いて稼働率の高い屋根融雪を図るこ
とにある。本発明の他の目的は、屋根融雪を経済的にし
かも、エネルギーの有効利用およびエネルギー効率の良
い融雪装置およびその方法を提案することにある。本発
明のさらに他の目的は、環境にやさしい屋根融雪を行う
ことのできる融雪装置およびその方法を提案することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、本来は、
集熱の目的で用いられているソーラーパネルを放熱パネ
ルとして機能させると、融雪装置に利用できることに着
目した。即ち、本発明は積雪地域であっても、太陽が出
ている時は、ソーラーパネルから常に集熱ができる筈で
あり、またそのように配管することにより、降雪時期に
おいても高価な燃料の使用を最小限に抑えて効率的にし
かも環境を汚染することなく融雪することができる。こ
のような考え方の下に開発した本発明の基本的な構成
は、屋根に敷設されるソーラーパネルの一部を太陽熱集
熱用集熱系パネルとすると共に、その他を融雪のための
放熱パネルとして構成し、これらのパネルはボイラーを
介在させて互いに接続し、これらの集熱系，放熱系の各
供給管中にはポンプを配設すると共に、集熱系の屋根お
よび放熱系の屋根には降雪もしくは積雪センサーをそれ
ぞれ配設し、これらのセンサーの出力に応じて作動する
ボイラーならびにポンプを介し、前記集熱系、放熱系ソ
ーラーパネルへの温水供給を制御するための制御器を設
けた、ことを特徴とするソーラー融雪装置である。
集熱の目的で用いられているソーラーパネルを放熱パネ
ルとして機能させると、融雪装置に利用できることに着
目した。即ち、本発明は積雪地域であっても、太陽が出
ている時は、ソーラーパネルから常に集熱ができる筈で
あり、またそのように配管することにより、降雪時期に
おいても高価な燃料の使用を最小限に抑えて効率的にし
かも環境を汚染することなく融雪することができる。こ
のような考え方の下に開発した本発明の基本的な構成
は、屋根に敷設されるソーラーパネルの一部を太陽熱集
熱用集熱系パネルとすると共に、その他を融雪のための
放熱パネルとして構成し、これらのパネルはボイラーを
介在させて互いに接続し、これらの集熱系，放熱系の各
供給管中にはポンプを配設すると共に、集熱系の屋根お
よび放熱系の屋根には降雪もしくは積雪センサーをそれ
ぞれ配設し、これらのセンサーの出力に応じて作動する
ボイラーならびにポンプを介し、前記集熱系、放熱系ソ
ーラーパネルへの温水供給を制御するための制御器を設
けた、ことを特徴とするソーラー融雪装置である。
【０００７】より具体的には本発明は、屋根に敷設され
るソーラーパネルの一部を太陽熱集熱用集熱系パネルと
すると共に、その他を融雪のための放熱パネルとして構
成し、これらのパネルはボイラーを介在させて互いに接
続し、集熱系のソーラーパネルには高温センサーを取付
けると共に放熱系ソーラーパネルの戻り配管中には低温
センサーを取付け、かつ前記集熱系ソーラーパネルの戻
り配管中には前記センサー間の温度差に応じて作動する
三方切換弁を配設し、この三方切換弁の切換えによっ
て、集熱系パネルと集熱した温水を放熱系ソーラーパネ
ルもしくはボイラーのいずれか一方に還流循環させるた
めの制御器を配設した、ことを特徴とするソーラー融雪
装置である。なお、本発明においては、屋根の軒先部分
に独立した放熱系ソーラーパネルを配設することが好ま
しい。
るソーラーパネルの一部を太陽熱集熱用集熱系パネルと
すると共に、その他を融雪のための放熱パネルとして構
成し、これらのパネルはボイラーを介在させて互いに接
続し、集熱系のソーラーパネルには高温センサーを取付
けると共に放熱系ソーラーパネルの戻り配管中には低温
センサーを取付け、かつ前記集熱系ソーラーパネルの戻
り配管中には前記センサー間の温度差に応じて作動する
三方切換弁を配設し、この三方切換弁の切換えによっ
て、集熱系パネルと集熱した温水を放熱系ソーラーパネ
ルもしくはボイラーのいずれか一方に還流循環させるた
めの制御器を配設した、ことを特徴とするソーラー融雪
装置である。なお、本発明においては、屋根の軒先部分
に独立した放熱系ソーラーパネルを配設することが好ま
しい。
【０００８】本発明はまた、屋根融雪に当たり、屋根に
敷設したソーラーパネルのうち集熱可能なソーラーパネ
ルで作るソーラー集熱温水を、集熱不能となるソーラー
パネルに供給することにより融雪を図ることを特徴とす
るソーラー融雪装置の運転方法を提案する。
敷設したソーラーパネルのうち集熱可能なソーラーパネ
ルで作るソーラー集熱温水を、集熱不能となるソーラー
パネルに供給することにより融雪を図ることを特徴とす
るソーラー融雪装置の運転方法を提案する。
【０００９】本発明にかかる上記方法においては、上掲
の装置を使うことにより、集熱側屋根に降雪を感知した
ときには、ボイラーを作動させて集熱系のソーラーパネ
ルにボイラー加熱温水を供給することにより集熱側屋根
の融雪を図り、放熱側屋根に一定量以上の積雪を感知し
たときは、ボイラーを作動させて放熱系ソーラーパネル
にボイラー加熱温水を供給して放熱側屋根の融雪を図
り、かつその放熱側屋根の積雪量が一定の量以下になる
と同時に、前記集熱系ソーラーパネルでのソーラー集熱
が可能なときは、前記ソーラー集熱温水を三方切換弁を
介して放熱系ソーラーパネルに供給することで放熱側屋
根の融雪を図り、集熱側ならびに放熱側屋根の両方に積
雪を感知し、または該放熱側屋根に一定量以上の積雪量
を感知したときは、ボイラーを作動させて集熱系および
／または放熱系の各系統のソーラーパネルにボイラー加
熱温水を供給して屋根の融雪を図り、そして、放熱側屋
根でのみ一定量以上の積雪を感知すると共に集熱系ソー
ラーパネルでのソーラー集熱ができないときは、ボイラ
ー加熱温水を放熱系ソーラーパネルに供給して一定量の
積雪になるまで放熱側屋根の融雪を行う、ようにするこ
とが好ましい。
の装置を使うことにより、集熱側屋根に降雪を感知した
ときには、ボイラーを作動させて集熱系のソーラーパネ
ルにボイラー加熱温水を供給することにより集熱側屋根
の融雪を図り、放熱側屋根に一定量以上の積雪を感知し
たときは、ボイラーを作動させて放熱系ソーラーパネル
にボイラー加熱温水を供給して放熱側屋根の融雪を図
り、かつその放熱側屋根の積雪量が一定の量以下になる
と同時に、前記集熱系ソーラーパネルでのソーラー集熱
が可能なときは、前記ソーラー集熱温水を三方切換弁を
介して放熱系ソーラーパネルに供給することで放熱側屋
根の融雪を図り、集熱側ならびに放熱側屋根の両方に積
雪を感知し、または該放熱側屋根に一定量以上の積雪量
を感知したときは、ボイラーを作動させて集熱系および
／または放熱系の各系統のソーラーパネルにボイラー加
熱温水を供給して屋根の融雪を図り、そして、放熱側屋
根でのみ一定量以上の積雪を感知すると共に集熱系ソー
ラーパネルでのソーラー集熱ができないときは、ボイラ
ー加熱温水を放熱系ソーラーパネルに供給して一定量の
積雪になるまで放熱側屋根の融雪を行う、ようにするこ
とが好ましい。
【００１０】本発明方法においては、放熱側屋根が北面
側の屋根で集熱側屋根が南面側屋根であることが好まし
い実施の態様となる。また、本発明方法においては、ボ
イラー温水ならびにソーラー集熱温水を、軒先部分のソ
ーラーパネルに集中して供給することが好ましい実施の
態様である。なお、本発明においては、放熱側屋根に配
設した積雪センサーの設定レベル（Ｌ）、即ちボイラー
温水を供給するか否かの限界量となる一定量の積雪量と
は、雪下ろし作業負担（大体30〜50cm）の限界を指し、
その設定値は自由に変更できるものである。
側の屋根で集熱側屋根が南面側屋根であることが好まし
い実施の態様となる。また、本発明方法においては、ボ
イラー温水ならびにソーラー集熱温水を、軒先部分のソ
ーラーパネルに集中して供給することが好ましい実施の
態様である。なお、本発明においては、放熱側屋根に配
設した積雪センサーの設定レベル（Ｌ）、即ちボイラー
温水を供給するか否かの限界量となる一定量の積雪量と
は、雪下ろし作業負担（大体30〜50cm）の限界を指し、
その設定値は自由に変更できるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、屋根に敷設するソーラ
ーパネルを用いて環境にやさしい省エネルギー融雪を実
現するための技術であり、そのための方法として、ソー
ラーパネルを、たとえばボイラーを挟んで集熱系と放熱
系とに分けて独立した配管系として接続して個別に作動
させるようにし、天候、とくに降雪、積雪の状態等に合
わせて、運転方法を変更できるようにした点に特徴があ
る。
ーパネルを用いて環境にやさしい省エネルギー融雪を実
現するための技術であり、そのための方法として、ソー
ラーパネルを、たとえばボイラーを挟んで集熱系と放熱
系とに分けて独立した配管系として接続して個別に作動
させるようにし、天候、とくに降雪、積雪の状態等に合
わせて、運転方法を変更できるようにした点に特徴があ
る。
【００１２】本発明の好適実施形態では、屋根の南面お
よび北面の野地板上部に図１に示すような複数のソーラ
ーパネルＰを敷設する。このソーラーパネルＰの代表的
な構造は、断熱材１の上面に接着したアルミニウム板の
如きフィンプレート２と、このフィンプレート２の中央
部窪み内に配設した鋼パイプ３からなるものである。そ
して、これらのソーラーパネルＰは、配管によって互い
に順次接続され、さらにはボイラー４および必要に応じ
て配設される蓄熱槽（図３）に接続される。
よび北面の野地板上部に図１に示すような複数のソーラ
ーパネルＰを敷設する。このソーラーパネルＰの代表的
な構造は、断熱材１の上面に接着したアルミニウム板の
如きフィンプレート２と、このフィンプレート２の中央
部窪み内に配設した鋼パイプ３からなるものである。そ
して、これらのソーラーパネルＰは、配管によって互い
に順次接続され、さらにはボイラー４および必要に応じ
て配設される蓄熱槽（図３）に接続される。
【００１３】しかも、本発明においては、上記ソーラー
パネルＰをボイラーＢを挟んで南面に配設されることが
好ましい集熱系と北面に配設されることが好ましい放熱
系とに分けて配管接続する。そして、これらの集熱系の
配管および放熱系の配管の中には、ボイラーを介してそ
れぞれ独立した配管となってるため、集熱系Gpおよび放
熱系Epともそれぞれに必要な数のポンプP1、P2を配設し
て、不凍液などを循環させる。
パネルＰをボイラーＢを挟んで南面に配設されることが
好ましい集熱系と北面に配設されることが好ましい放熱
系とに分けて配管接続する。そして、これらの集熱系の
配管および放熱系の配管の中には、ボイラーを介してそ
れぞれ独立した配管となってるため、集熱系Gpおよび放
熱系Epともそれぞれに必要な数のポンプP1、P2を配設し
て、不凍液などを循環させる。
【００１４】本発明においては、集熱側屋根には降雪・
積雪センサーS1を、そして放熱側屋根には積雪センサー
S2をそれぞれ配設し、ボイラーおよびポンプP1、P2にそ
れぞれ連繋接続する。ここで、それぞれの系に配設する
センサーS1、S2は、それぞれの役割に応じたのもが配設
される。例えば、放熱側屋根に配設されるセンサーS
2は、この屋根に、一定量の積雪量（Ｌ）、即ち雪下ろ
しの負担が大きくなる30〜50cm程度の積雪を感知するも
のを用いる。例えば、上記の一定量の設定値（Ｌ）とし
て30cmを設定した場合、もし積雪量が30cmを超えたとき
は、常にボイラー温水により融雪し、一方積雪が30cm以
下のときは燃料節約のためにボイラーを作動させないこ
ととし、もし集熱系ソーラーパネルＰからの太陽熱の集
熱が可能であればそのソーラー集熱温水を使って融雪す
る。
積雪センサーS1を、そして放熱側屋根には積雪センサー
S2をそれぞれ配設し、ボイラーおよびポンプP1、P2にそ
れぞれ連繋接続する。ここで、それぞれの系に配設する
センサーS1、S2は、それぞれの役割に応じたのもが配設
される。例えば、放熱側屋根に配設されるセンサーS
2は、この屋根に、一定量の積雪量（Ｌ）、即ち雪下ろ
しの負担が大きくなる30〜50cm程度の積雪を感知するも
のを用いる。例えば、上記の一定量の設定値（Ｌ）とし
て30cmを設定した場合、もし積雪量が30cmを超えたとき
は、常にボイラー温水により融雪し、一方積雪が30cm以
下のときは燃料節約のためにボイラーを作動させないこ
ととし、もし集熱系ソーラーパネルＰからの太陽熱の集
熱が可能であればそのソーラー集熱温水を使って融雪す
る。
【００１５】また、前記集熱系ソーラーパネルGpには高
温センサー５を取付ける一方、ボイラー４もしくは、放
熱系ソーラーパネルEpの戻り配管側には低温センサー６
を取り付ける。そして、これら各センサーの温度差に基
づいて、制御器７を介して三方切換弁10ならびにボイラ
ー４の作動を制御する。即ち、各温度センサー５、６の
温度差が例えば５℃以上と大きいときは、放熱側屋根に
積雪がありその放熱系ソーラーパネルEpに対し集熱側ソ
ーラーパネルGpで得た太陽集熱温水を供給することが可
能であることを意味するから、この場合前記三方切換弁
10を切り換えて該集熱温水を放熱系ソーラーパネルEpに
循環供給して融雪できることを意味している。一方、も
し上記の温度が小さく−５℃の場合、集熱系ソーラーパ
ネルGpでは必要な集熱ができないことを示しているか
ら、この場合積雪量が一定量（Ｌ）を超えていればボイ
ラー４を作動させることが必要になる。ただし、両セン
サー５、６の温度差が小さいとき（−５℃）でも、屋根
融雪が不要の場合（積雪が零のとき）もあるから、この
場合はボイラー４の作動は不要である。
温センサー５を取付ける一方、ボイラー４もしくは、放
熱系ソーラーパネルEpの戻り配管側には低温センサー６
を取り付ける。そして、これら各センサーの温度差に基
づいて、制御器７を介して三方切換弁10ならびにボイラ
ー４の作動を制御する。即ち、各温度センサー５、６の
温度差が例えば５℃以上と大きいときは、放熱側屋根に
積雪がありその放熱系ソーラーパネルEpに対し集熱側ソ
ーラーパネルGpで得た太陽集熱温水を供給することが可
能であることを意味するから、この場合前記三方切換弁
10を切り換えて該集熱温水を放熱系ソーラーパネルEpに
循環供給して融雪できることを意味している。一方、も
し上記の温度が小さく−５℃の場合、集熱系ソーラーパ
ネルGpでは必要な集熱ができないことを示しているか
ら、この場合積雪量が一定量（Ｌ）を超えていればボイ
ラー４を作動させることが必要になる。ただし、両セン
サー５、６の温度差が小さいとき（−５℃）でも、屋根
融雪が不要の場合（積雪が零のとき）もあるから、この
場合はボイラー４の作動は不要である。
【００１６】なお、上記各配管（パイプ）の内部には、
不凍液を循環させることが好ましい。というのは、水等
を用いると、冬期、内部液を循環させていないときに、
内部で氷結して、パイプの破損の原因になるからであ
る。
不凍液を循環させることが好ましい。というのは、水等
を用いると、冬期、内部液を循環させていないときに、
内部で氷結して、パイプの破損の原因になるからであ
る。
【００１７】次に、本発明の融雪装置の具体的な運転方
法を図２を用いて説明する。図２（ａ）は、降雪時にお
ける屋根融雪を示す。この場合、降り始めないし、小降
雪の状態であって、放熱側のみならず集熱側にも屋根に
は容易に融雪できる程度の積雪がある。たとえば、放熱
側屋根で積雪センサーS2にて一定量、即ち設定値以下
（たとえば30cm未満）の積雪を感知しており、一方、集
熱側屋根では降雪センサーS1にて降雪を感知している状
態では、ボイラー４が作動して集熱側ソーラーパネルGp
にのみボイラー加熱温水を供給し、取り敢えず集熱側屋
根のみの融雪を図る。しかし、放熱側屋根では積雪量が
少なく雪下ろし負荷の程度が小さいので、この段階では
融雪は行わない。
法を図２を用いて説明する。図２（ａ）は、降雪時にお
ける屋根融雪を示す。この場合、降り始めないし、小降
雪の状態であって、放熱側のみならず集熱側にも屋根に
は容易に融雪できる程度の積雪がある。たとえば、放熱
側屋根で積雪センサーS2にて一定量、即ち設定値以下
（たとえば30cm未満）の積雪を感知しており、一方、集
熱側屋根では降雪センサーS1にて降雪を感知している状
態では、ボイラー４が作動して集熱側ソーラーパネルGp
にのみボイラー加熱温水を供給し、取り敢えず集熱側屋
根のみの融雪を図る。しかし、放熱側屋根では積雪量が
少なく雪下ろし負荷の程度が小さいので、この段階では
融雪は行わない。
【００１８】しかし、その放熱側屋根に設定値（Ｌ）以
上（一定量以上）の積雪を感知したときは、ボイラー４
を作動させて、少なくとも放熱系ソーラーパネルEpにボ
イラー加熱温水を供給することが必要である。この場
合、もし集熱系ソーラーパネルGpによる太陽熱の集熱が
可能であれば、そのソーラー集熱温水を前記三方切換弁
10を介して放熱系ソーラーパネルEpに供給して融雪を図
ることができる。
上（一定量以上）の積雪を感知したときは、ボイラー４
を作動させて、少なくとも放熱系ソーラーパネルEpにボ
イラー加熱温水を供給することが必要である。この場
合、もし集熱系ソーラーパネルGpによる太陽熱の集熱が
可能であれば、そのソーラー集熱温水を前記三方切換弁
10を介して放熱系ソーラーパネルEpに供給して融雪を図
ることができる。
【００１９】図２（ｂ）は、晴天時の場合で、放熱側屋
根にのみ設定値以下の積雪があり、集熱側屋根において
は太陽熱集熱が可能な時、すなわち、集熱側屋根に設置
した降雪センサーS1では降雪を感知せず、放熱側屋根に
設置した積雪センサーS2で一定量（Ｌ）以下の積雪を感
知した時は、集熱側屋根に取り付けた高温センサー５の
温度（Ｘ℃）と放熱側屋根に取り付けた低温センサー６
との温度（Ｙ℃）の温度差、即ち、Ｘ−Ｙの値は大きい
値（25℃）となる。この場合は、高温センサー５および
低温センサー６の間に設置した制御器７によって、ボイ
ラー４の加熱を止め、さらに、集熱系ソーラーパネルGp
の戻り配管９中に配設した三方切換弁10を制御して、該
集熱系ソーラーパネルGp側配管中の温水をボイラー４を
経由させることなく直接に、放熱系ソーラーパネルEpに
循環供給するように切り換える。これにより、放熱側屋
根の融雪を集熱系パネルGpにて集熱した太陽熱集熱温水
にて行うことができる。
根にのみ設定値以下の積雪があり、集熱側屋根において
は太陽熱集熱が可能な時、すなわち、集熱側屋根に設置
した降雪センサーS1では降雪を感知せず、放熱側屋根に
設置した積雪センサーS2で一定量（Ｌ）以下の積雪を感
知した時は、集熱側屋根に取り付けた高温センサー５の
温度（Ｘ℃）と放熱側屋根に取り付けた低温センサー６
との温度（Ｙ℃）の温度差、即ち、Ｘ−Ｙの値は大きい
値（25℃）となる。この場合は、高温センサー５および
低温センサー６の間に設置した制御器７によって、ボイ
ラー４の加熱を止め、さらに、集熱系ソーラーパネルGp
の戻り配管９中に配設した三方切換弁10を制御して、該
集熱系ソーラーパネルGp側配管中の温水をボイラー４を
経由させることなく直接に、放熱系ソーラーパネルEpに
循環供給するように切り換える。これにより、放熱側屋
根の融雪を集熱系パネルGpにて集熱した太陽熱集熱温水
にて行うことができる。
【００２０】図２（ｃ）は、大降り降雪時の場合であっ
て、集熱側ならびに放熱側屋根の両方にかなりの積雪が
ある状態、つまり、集熱側の降雪センサーS1にて、降雪
および積雪を感知し、放熱側積雪センサーS2でも設定値
Ｌ以上の積雪量を感知したときには、ボイラー４を作動
させて少なくとも放熱系、もしくは集熱系、放熱系の両
系統のソーラーパネルGp、Epにボイラー加熱温水を供給
して屋根全面の融雪を図る。
て、集熱側ならびに放熱側屋根の両方にかなりの積雪が
ある状態、つまり、集熱側の降雪センサーS1にて、降雪
および積雪を感知し、放熱側積雪センサーS2でも設定値
Ｌ以上の積雪量を感知したときには、ボイラー４を作動
させて少なくとも放熱系、もしくは集熱系、放熱系の両
系統のソーラーパネルGp、Epにボイラー加熱温水を供給
して屋根全面の融雪を図る。
【００２１】図２（ｄ）は、曇天時または小降雨時等の
場合であって、しかも放熱側屋根にのみ設定値Ｌ以上の
積雪があり、そして集熱側屋根においては太陽熱集熱が
不可能な時は、集熱側屋根に取り付けた高温センサー５
の温度（Ｘ℃）と放熱側に取り付けた低温センサー６の
温度（Ｙ℃）との温度差（Ｘ−Ｙ）が小さくなる。例え
ば、｜Ｘ−Ｙ｜の値が５℃未満になったら、高温センサ
ー５および低温センサー６の間に設置した制御器７によ
り、ボイラー４を作動させて、ボイラー加熱温水を放熱
側屋根にのみ循環供給して、放熱側屋根の融雪を図る。
場合であって、しかも放熱側屋根にのみ設定値Ｌ以上の
積雪があり、そして集熱側屋根においては太陽熱集熱が
不可能な時は、集熱側屋根に取り付けた高温センサー５
の温度（Ｘ℃）と放熱側に取り付けた低温センサー６の
温度（Ｙ℃）との温度差（Ｘ−Ｙ）が小さくなる。例え
ば、｜Ｘ−Ｙ｜の値が５℃未満になったら、高温センサ
ー５および低温センサー６の間に設置した制御器７によ
り、ボイラー４を作動させて、ボイラー加熱温水を放熱
側屋根にのみ循環供給して、放熱側屋根の融雪を図る。
【００２２】また、本発明の屋根融雪装置のボイラー温
水ならびにソーラー集熱温水を、屋根軒先部分のソーラ
ーパネルに集中して供給できるように配管することによ
り、庇雪を防止し、徐々に屋根全体の融雪を図ることも
可能である。
水ならびにソーラー集熱温水を、屋根軒先部分のソーラ
ーパネルに集中して供給できるように配管することによ
り、庇雪を防止し、徐々に屋根全体の融雪を図ることも
可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、屋
根融雪において、天候、降雪の強さ、降・積雪量に応じ
て融雪方法を自動的に選択することができ、これによ
り、電気、ガス、石油等のエネルギー資源を無駄に消費
することなしに、主に太陽熱を利用したソーラーパネル
を用いて、経済的にしかも安全に屋根融雪ができる他、
環境に悪影響を与えることなく極めて実用的である。な
お、本発明は、屋根融雪のみならず、道路、駐車場、玄
関前、階段等の屋外の融雪にも利用できる。さらに、本
発明によれば、常法に従う方法で、ソーラーパネルで集
熱した温水を蓄熱槽に貯め、風呂水や生活用上水として
使用することもできる。
根融雪において、天候、降雪の強さ、降・積雪量に応じ
て融雪方法を自動的に選択することができ、これによ
り、電気、ガス、石油等のエネルギー資源を無駄に消費
することなしに、主に太陽熱を利用したソーラーパネル
を用いて、経済的にしかも安全に屋根融雪ができる他、
環境に悪影響を与えることなく極めて実用的である。な
お、本発明は、屋根融雪のみならず、道路、駐車場、玄
関前、階段等の屋外の融雪にも利用できる。さらに、本
発明によれば、常法に従う方法で、ソーラーパネルで集
熱した温水を蓄熱槽に貯め、風呂水や生活用上水として
使用することもできる。
【図１】図１は、本発明の屋根融雪装置を示す図であ
る。
る。
【図２】図２は、本発明の降雪時における具体的な屋根
融雪装置を示す図である。
融雪装置を示す図である。
【図３】図３は、本発明の基本的な屋根融雪装置を示す
図である。
図である。
Ｐ ソーラーパネル P1、P2 ポンプ S1 降雪センサー S2 積雪センサー Gp 集熱系ソーラーパネル Ep 放熱系ソーラーパネル １ 断熱材 ２ フィンプレート ３ 鋼パイプ ４ ボイラー ５ 高温センサー ６ 低温センサー ７ 制御器 ９ 集熱系戻り配管 10 三方切換弁
Claims (8)
- 【請求項１】屋根に敷設されるソーラーパネルの一部を
太陽熱集熱用集熱系パネルとすると共に、その他を融雪
のための放熱パネルとして構成し、これらのパネルはボ
イラーを介在させて互いに接続し、これらの集熱系，放
熱系の各供給管中にはポンプを配設すると共に、集熱系
の屋根および放熱系の屋根には降雪もしくは積雪センサ
ーをそれぞれ配設し、これらのセンサーの出力に応じて
作動するボイラーならびにポンプを介し、前記集熱系、
放熱系ソーラーパネルへの温水供給を制御するための制
御器を設けた、ことを特徴とするソーラー融雪装置。 - 【請求項２】屋根に敷設されるソーラーパネルの一部を
太陽熱集熱用集熱系パネルとすると共に、その他を融雪
のための放熱パネルとして構成し、これらのパネルはボ
イラーを介在させて互いに接続し、集熱系のソーラーパ
ネルには高温センサーを取付けると共に放熱系ソーラー
パネルの戻り配管中には低温センサーを取付け、かつ前
記集熱系ソーラーパネルの戻り配管中には前記センサー
間の温度差に応じて作動する三方切換弁を配設し、この
三方切換弁の切換えによって、集熱系パネルと集熱した
温水を放熱系ソーラーパネルもしくはボイラーのいずれ
か一方に還流循環させるための制御器を配設した、こと
を特徴とするソーラー融雪装置。 - 【請求項３】屋根の軒先部分に独立した放熱系ソーラー
パネルを配設したことを特徴とする請求項１または２に
記載の装置。 - 【請求項４】屋根融雪に当たり、屋根に敷設したソーラ
ーパネルのうち集熱可能なソーラーパネルで作るソーラ
ー集熱温水を、集熱不能となるソーラーパネルに供給す
ることにより融雪を図ることを特徴とするソーラー融雪
装置の運転方法。 - 【請求項５】請求項１または２に記載のソーラー融雪装
置を使って屋根融雪を行うに当たり、 集熱側屋根に降雪を感知したときには、ボイラーを作動
させて集熱系のソーラーパネルにボイラー加熱温水を供
給することにより集熱側屋根の融雪を図り、 放熱側屋根に一定量以上の積雪を感知したときは、ボイ
ラーを作動させて放熱系ソーラーパネルにボイラー加熱
温水を供給して放熱側屋根の融雪を図り、かつその放熱
側屋根の積雪量が一定の量以下になると同時に、前記集
熱系ソーラーパネルでのソーラー集熱が可能なときは、
前記ソーラー集熱温水を三方切換弁を介して放熱系ソー
ラーパネルに供給することで放熱側屋根の融雪を図り、 集熱側ならびに放熱側屋根の両方に積雪を感知し、また
は該放熱側屋根に一定量以上の積雪量を感知したとき
は、ボイラーを作動させて集熱系および／または放熱系
の各系統のソーラーパネルにボイラー加熱温水を供給し
て屋根の融雪を図り、 そして、放熱側屋根でのみ一定量以上の積雪を感知する
と共に集熱系ソーラーパネルでのソーラー集熱ができな
いときは、ボイラー加熱温水を放熱系ソーラーパネルに
供給して一定量の積雪になるまで放熱側屋根の融雪を行
う、ようにすることを特徴とするソーラー融雪装置の降
雪時運転方法。 - 【請求項６】放熱側屋根が北面側の屋根で集熱側屋根が
南面側屋根である請求項４または５に記載の運転方法。 - 【請求項７】ボイラー温水ならびにソーラー集熱温水
を、軒先部分のソーラーパネルに集中して供給し融雪を
図ることを特徴とする請求項４または５に記載の運転方
法。 - 【請求項８】一定量の積雪量とは、雪下ろし作業負担の
限界をいう請求項５に記載の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22439698A JP3263366B2 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | ソーラー融雪装置およびその装置の降雪時運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22439698A JP3263366B2 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | ソーラー融雪装置およびその装置の降雪時運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055480A JP2000055480A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3263366B2 true JP3263366B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=16813103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22439698A Expired - Fee Related JP3263366B2 (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | ソーラー融雪装置およびその装置の降雪時運転方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3263366B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103216870A (zh) * | 2013-05-06 | 2013-07-24 | 上海工程技术大学 | 一种多能源转换控制系统 |
| US10132100B1 (en) * | 2017-09-06 | 2018-11-20 | Aharon Akad | Snow removal mattress |
| US10240360B1 (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-26 | Aharon Akad | Snow removal tent |
| DE202020100122U1 (de) * | 2020-01-10 | 2021-01-12 | Manfred Hampel | Energie-Schale sowie hiermit ausgestattetes Gebäude |
| CN115085659B (zh) * | 2022-06-07 | 2023-04-28 | 黄山九星环保科技股份有限公司 | 一种应用于太阳能光伏板的自动除冰融雪系统 |
-
1998
- 1998-08-07 JP JP22439698A patent/JP3263366B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000055480A (ja) | 2000-02-25 |
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