JP4152538B2

JP4152538B2 - 太陽熱利用暖房システム

Info

Publication number: JP4152538B2
Application number: JP27549299A
Authority: JP
Inventors: 浩明谷; 徳彦岸上; 吉則佐伯; 秀彦錦
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2001099496A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽熱利用暖房システムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】
従来より、省エネルギーを目的とした空気集熱・蓄熱式のソーラー住宅が種々提供されているが、いずれも、施工が厄介で、コストが高くついたり、また、集熱した空気を蓄熱部に搬送するのに長い熱搬送路を形成する必要があり、その熱搬送路設置のためのスペースも確保する必要がある、などの問題を有するものであった。
【０００３】
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、施工が容易で、コストの低減を図ることができ、しかも、集熱部から蓄熱部への熱搬送路を短縮でき、加えて、集熱部に集められた熱を効率良く蓄熱部に送り込んで蓄熱することことができる、等の効果を発揮することができる太陽熱利用暖房システム、太陽熱利用壁材、太陽熱利用建材を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、建物の壁に空気式ソーラー集熱部と暖房用蓄熱部とが隣接状態に備えられ、集熱部に集められた熱が暖房用蓄熱部に送られて蓄熱され、暖房用蓄熱部に貯められた熱で建物内部が暖房されるようになされていることを特徴とする太陽熱利用暖房システムによって解決される。
【０００５】
このシステムでは、空気式ソーラー集熱部と暖房用蓄熱部とがいずれも建物の壁に備えられているから、従来のように屋根に昇って集熱部を設置する等の厄介な施工を行う必要がなく、集熱部と蓄熱部の施工を容易に行うことができる。しかも、集熱部と蓄熱部とは隣接状態に備えられているから、集熱部と蓄熱部の施工を場所的に集中して行うことができ、より一層容易に施工を行える。
【０００６】
しかも、上記のように、集熱部と蓄熱部とは隣接状態に備えられているから、集熱部から蓄熱部への熱搬送路を短くすることができ、熱搬送路設置のためのスペースもわずかでよい。従って、集熱部の熱を損失少なく蓄熱部に送り込むことができ、室内を太陽熱で効率良く暖房することができる。
【０００７】
上記のシステムにおいて、ソーラー集熱部に集められた熱が、集熱部の下部から暖房用蓄熱部の下部を通じて暖房用蓄熱部に送られるようになされているものとする場合は、暖房用蓄熱部の下部に送られた熱は、自ら暖房用蓄熱部を上昇し、蓄熱部に蓄熱されていく。しかも、動力は、集熱部の下部から暖房用蓄熱部の下部に熱を送り込むことができる程度の小さなファンを備えさせる程度でよく、送込みの大きな動力を要さず、暖房を経済的に行うことができる。加えて集熱部と蓄熱部とをつなぐ熱搬送路をより一層短くすることができる。
【０００８】
また上記のシステムにおいて、電力にて蓄熱可能な給湯用蓄熱部が備えられ、この給湯用蓄熱部に貯められた熱で建物内部が暖房されるようになされている場合は、日射を期待できないような日や、夜間などにおいて、安価な夜間電力を用いて経済的に暖房を行うことができる。
【０００９】
前記集熱部に集められた熱が前記給湯用蓄熱部に送られて蓄熱されるようになされている場合は、給湯用蓄熱部への蓄熱を太陽エネルギーを利用して電力消費量少なく行うことができる。とりわけ、暖房を行わない夏場などには、集熱部に集められる熱を給湯用蓄熱部に蓄熱することにより、電力消費量を少なくすることができると共に、集熱部に熱がこもるのを防ぐことができる。
【００１０】
また、集熱部と、この焦熱部に集められた熱を蓄熱する蓄熱部とが一体的に備えられていることを特徴とする太陽熱利用の壁材あるいは建材によって解決される。この壁材や建材によれば、これを建物に設置するだけで、集熱部と蓄熱部を建物に備えさせることができ、施工が非常に容易になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
本発明のシステムは、図１に示すように、例えば住宅等の建物に用いられる。即ち、建物１の壁のうち、日射を受ける南や東、西の壁に、空気式のソーラー集熱部２が備えられ、このソーラー集熱部２と建物１の外壁を隔てて暖房用蓄熱部３が隣接状態に備えられている。
【００１３】
ソーラー集熱部２は、外気取入れ口から内部に取り入れられた外気を太陽エネルギーで加熱し、この加熱された空気を取り出せるようになっているものである。例えば、図示のように、上部に外気取入れ口４を有すると共に、下部に空気取出し口５を有し、太陽エネルギーがガラス板等を通じて内部の空気を加熱する構成のものであってもよい。あるいは、図示しないが、小さな孔が上下左右方向に多数分散状態にあけられた金属板を用いたもので、各小孔を外気取入れ口とし、これら取入れ口から内部に取り入れられた空気を、金属板を通じて太陽エネルギーで加熱し、下部に、加熱された空気を取り出す取出し口が設けられている構成のものであってもよい。各種タイプの空気式ソーラー集熱部が用いられてよい。
【００１４】
暖房用蓄熱部３は、内部に蓄熱材を備えたもので、下部に空気取入れ口６を有すると共に、上部に吹出し口７を有し、下部空気取入れ口６を通じて内部に取り入れられた空気の熱が、蓄熱材に蓄熱され、上部吹き出し口より吹き出されるようになされているものである。図示実施形態の場合には、室内に吹き出すようになされている。蓄熱材は、例えば、潜熱蓄熱材によるものであってもよいし、その他コンクリートブロックなどによるものであってもよい。
【００１５】
そして、建物外壁を隔てて隣接状態に備えられたこれらソーラー集熱部２と暖房用蓄熱部３との下部には、建物の床下部分において、連通部８が設置され、この連通部８を通じて、ソーラー集熱部２の空気取出し口５と、暖房用蓄熱部３の空気取入れ口６とが連通されている。
【００１６】
連通部８には、図１（ロ）に示すように、ファン９と給湯用熱交換器１０とが備えられており、ソーラー集熱部２からの空気が、ファン９と給湯用熱交換器１０を通じて暖房用蓄熱部３に送られるようになっている。
【００１７】
給湯用熱交換器１０は、集熱配管１１を通じて、別途備えられた給湯用蓄熱部１２に接続されている。給湯用蓄熱部１２は電力にて蓄熱可能なもので、熱を深夜電力を用いて安価に蓄熱するものである。
【００１８】
上記のシステムでは、冬期は、図２に示すように、ソーラー集熱部２内に取り入れられた外気は、集熱部２内で太陽エネルギーにて加熱され、ファン９により、連通部８内の給湯用熱交換器１０を通過して、暖房用蓄熱部３内に送り込まれ、熱が暖房用蓄熱部３内の蓄熱材に蓄熱され、蓄熱部３からの輻射熱で建物内部が暖房される。また、図示実施形態の場合は、暖房用蓄熱部３の上部の吹出し口７を通じて暖かい空気が建物内部に導入され、これによっても暖房され、また、新鮮な外気も建物内部に取り入れられて換気もされる。なお、給湯用熱交換器１０は、これを作動させてもよいし、室内の暖房及び暖房用の蓄熱を優先させる場合は作動させなくともよい。
【００１９】
冬期の夜間は、図３に示すように、上記のようにして熱を蓄積した暖房用蓄熱部３からの輻射熱で建物内部が暖房され、夜間暖房にシフトされる。このとき、図示するようにファン９を駆動して送風するようにしてもよいし、あるいは、送風を停止するようにしてもよい。
【００２０】
冬期の日中で、日射を期待できない場合は、図４に示すように、夜間電力にて蓄熱した給湯用蓄熱部１２の熱を用いて暖房を行うことができる。即ち、連通部８内の給湯用熱交換器１０を作動状態にし、ファン９を駆動すると、ソーラー集熱部２から送られてくる冷たい外気が給湯用熱交換器１０を通過して加熱され、これが暖房用蓄熱部３に送り込まれて建物内部が暖房される。この場合、連通部８において給湯用熱交換器１０にて暖められた空気が、暖房用蓄熱部３に通されることなく、直接建物内部に導入されるようにしてもよい。
【００２１】
夏期の日中は、図５に示すように、ソーラー集熱部２内に取り入れられた外気は、集熱部２内で太陽エネルギーによって加熱され、ファン９により、連通部８内に送り込まれて給湯用熱交換器１０を通過する。しかし、暖房用蓄熱部３の空気取入れ口は閉鎖され、屋外に開放されて外に排気されるようになされている。このとき、給湯用熱交換器１０を作動状態にしておくことで、ソーラー集熱部２で加熱された空気の熱は、給湯用蓄熱部１２に蓄熱されていく。従って、給湯用蓄熱部１２を電力消費量少なく蓄熱することができると共に、ソーラー集熱部２で加熱された空気を給湯用熱交換器１０で冷やして外に排気することができ、かつ、ソーラー集熱部２内に熱がこもって不本意に高温化してしまうのも防ぐことができる。
【００２２】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、空気式ソーラー集熱部と暖房用蓄熱部の施工は、図６に示すように、集熱部１４と蓄熱部１５とが一体的に組み込まれたユニット式ないしはパネル式の太陽熱利用壁材１６を用い、これを建物に設置するというようにして行われてもよく、その場合、空気式ソーラー集熱部と暖房用蓄熱部の施工を能率良く行うことができる。また、集熱部１４と蓄熱部１５とを一体的に含む上記のようなユニット式ないしはパネル式は、壁材に限らず、屋根材やバルコニー等の各種の建材として構成することにより、集熱部と蓄熱部の施工を能率良く行うことが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の次第で、本発明は、上記のような構成を有するものであるから、施工が容易で、コストの低減を図ることができ、しかも、集熱部から蓄熱部への熱搬送路を短縮でき、加えて、集熱部に集められた熱を効率良く蓄熱部に送り込んで蓄熱することことができる、等の効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示すもので、図（イ）はシステムの全体構成を示す側面図、図（ロ）は集熱部と蓄熱部との連通部を拡大して示す側面図である。
【図２】冬期の日中の作動状態を示すもので、図（イ）は全体側面図、図（ロ）は連通部の拡大側面図である。
【図３】冬期の夜間の作動状態を示すもので、図（イ）は全体側面図、図（ロ）は連通部の拡大側面図である。
【図４】冬期の日射を期待できない日の作動状態を示すもので、図（イ）は全体側面図、図（ロ）は連通部の拡大側面図である。
【図５】夏期の日中の作動状態を示すもので、図（イ）は全体側面図、図（ロ）は連通部の拡大側面図である。
【図６】集熱部と蓄熱部とが一体的に備えられた太陽熱利用の壁材ないしは建材を示す側面図である。
【符号の説明】
１…建物
２…空気式ソーラー集熱部
３…蓄熱部
８…連通部
９…ファン
１０…給湯用熱交換器
１１…配管
１２…給湯用蓄熱部
１４…集熱部
１５…蓄熱部
１６…壁材（建材）

Claims

建物の壁に空気式ソーラー集熱部と暖房用蓄熱部とが隣接状態に備えられ、
前記空気式ソーラー集熱部は、その上部に外気取入れ口を有すると共に、下部に空気取り出し口を有し、
前記暖房用蓄熱部は、下部に空気取入れ口を有すると共に、上部に空気を室内に吹き出す吹出し口を有し、
前記空気式ソーラー集熱部の下部空気取り出し口と、暖房用蓄熱部の下部空気取入れ口とが連通部で連通され、ファンにより、外気が空気式ソーラー集熱部の上部外気取入れ口から取り入れられ、空気式ソーラー集熱部内を下降して太陽熱を空気集熱し、下部空気取り出し口、連通部、暖房用蓄熱部の下部空気取入れ口を通じて暖房用蓄熱部内に送り込まれ、該暖房用蓄熱部内を上昇して暖房用蓄熱部に蓄熱し、上部吹出し口を通じて建物内部に吹き出すようになされていると共に、建物内部が前記暖房用蓄熱部からの輻射熱で暖房されるようになされていることを特徴とする太陽熱利用暖房システム。
電力にて蓄熱可能な給湯用蓄熱部が備えられ、この給湯用蓄熱部に貯められた熱が前記暖房用蓄熱部に蓄熱されるようになされて、該熱により建物内部が暖房されるようになされている請求項１に記載の太陽熱利用暖房システム。
前記集熱部に集められた熱が前記給湯用蓄熱部に送られて蓄熱されるようになされている請求項２に記載の太陽熱利用暖房システム。