JP4152555B2 - Solar collector and solar collector structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽熱集熱器及び太陽熱集熱構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
太陽熱集熱器として、従来より種々のものが提供されているが、その中に、受光面が黒色系で、多数の通気孔が分散状態に明けられたアルミニウム等の金属製のプレートを集熱板として用いたものがある。この集熱板は、太陽光を受けることができるよう、建物の外壁面から所定の間隔をおくように設置して用いられる。この集熱器では、太陽光によって加熱された集熱板が、集熱板の正面側の空気を暖め、こうして暖められた空気を、集熱板と外壁面との間の空間部に集熱板の通気孔を通じて引き込むことによって、通気孔を通過する際に更に暖め、更にまた、集熱板と外壁面との間の空間部に引き込まれた空気を集熱板により背面側から暖めるというようにして、効率良く空気を暖めるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の集熱板は、多数の通気孔を備えているため、雨水が内側に入り込みやすく、また、通気孔に小さなゴミ等の異物が詰まって通気孔を塞いでしまうおそれがあることから、本来なら、太陽光を受けやすい屋根にも設置するのが好ましいが、それができず、そのため、上記のように、建物の外壁部分に対して設置して用いることとされていた。
【0004】
本発明は、上記のような背景において、多数の通気孔が分散状態に明けられたプレートを集熱板として用いる太陽熱集熱器の適用範囲を拡大することができ、しかも、効果的に集熱できるようにすることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、多数の通気孔が分散状態に明けられたプレートを集熱板とし、この集熱板の受光面側に所定の間隔をおいて無孔の透光板が設けられ、集熱板と透光板との間の空間部に空気が導入され、この空気が、集熱板の通気孔を通って集熱板の背面側空間部に送られるものとなされていることを特徴とする太陽熱集熱器よって解決される。
【0006】
この集熱器では、多数の通気孔が分散状態に明けられた集熱板の受光面側に無孔の透光板が備えられているから、この集熱器の集熱板の受光面を斜め上向き又は上向きにして屋根などに設置した場合であっても、雨が通気孔を通って集熱板の内側に入り込んでしまうことがなく、また、異物が集熱板の通気孔を塞いでしまうこともない。もちろん、この集熱板の受光面を横向きにして建物の外壁などに備えさせた場合でも、通気孔を通じた雨水の内部侵入を効果的に防ぐことができるし、異物が通気孔を塞いでしまうのも有効的に防ぐことができる。
【0007】
しかも、このように集熱板の受光面側には透光板が所定の間隔をおいて備えられているから、集熱板の受光面側で暖められた空気が風によってよそに逃げていってしまうということがなく、集熱板の受光面側で集熱板により暖められた空気を確実に集熱板の通気孔に通すことができて、効果的に集熱することができる。
【0008】
また、集熱板の受光面を斜め上向き又は上向きにして設置された太陽熱集熱構造では、上記のように、多数の通気孔が分散状態に明けられたプレートを集熱板とした太陽熱集熱構造でありながら、雨が通気孔を通って集熱板の内側に入り込んでしまうことがないし、また、異物が集熱板の通気孔を塞いでしまうということもない。
【0009】
しかも、この場合には、集熱板の受光面が斜め上向き又は上向きにされているため、集熱板によって暖められた空気が温度差の作用によって上方に移行しようとするが、この移行を透光板が阻止し、そのため、集熱板の受光面側で暖められた空気を確実に集熱板の通気孔に通すことができ、効果的に集熱することができる。
【0010】
【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。
【0011】
図1に示す実施形態の太陽熱集熱器1において、2が集熱板である。集熱板2は、太陽光を受ける受光面が黒色系に塗装された例えばアルミニウム等の金属製のプレートからなり、このプレートには、多数の通気孔3…が分散状態に明けられている。この集熱板2の受光面側には、例えばガラスや樹脂などからなる無孔の透光板4が、集熱板2から所定の間隔をおいて備えられ、集熱板2と透光板4との間に受光面側空間部5が形成されている。また、集熱板2の背面側には、設置面6との関係で背面側空間部7が形成されるようになされている。この背面側空間部7は、設置面6とは無関係に、背板を備えさせることで、この背板と集熱板2との間に形成するようにしてもよい。
【0012】
本実施形態では、透光板4と設置面6あるいは背板との間の空間部は、外に対して密閉され、この空間内が、集熱板2によって上記の受光面側空間部5と背面側空間部とに仕切られるかたちに構成されている。
【0013】
そして、空気の入口8が受光面側空間部5に開口して備えられると共に、空気の出口9が背面側空間部7に開口して備えられており、空気の出口9にファン10を設けるなどすることにより空気出口9における圧を空気入口8における圧よりも低くすることで、空気が、空気入口8から受光面側空間部5に導入され、集熱板2の通気孔3を通じて背面側空間部7に送り込まれ、そして、空気出口9に引き込まれていくようになされている。
【0014】
空気入口8と空気出口9とは、受光面側空間部5の空気が集熱板2の各通気孔3…を均等的に通過して背面側空間部7に送り込まれるよう、集熱板2の面方向において、互いに距離をおくように設けられるのが好ましい。特に、集熱器1を図示するように傾斜させて、あるいは、縦向きにして設置する場合は、各空間部5,7内における空気の温度差移動を考慮し、空気入口8を受光面側空間部5内下側に開口させ、空気出口9を背面側空間部7内上側に開口させるのがよい。
【0015】
上記の集熱器1では、集熱板2が太陽光11を受けて加熱されると、空気入口8から受光面側空間部5に送り込まれた空気が集熱板2によって暖められ、そして、集熱板2の通気孔3…を通過する際にも暖められ、更に、背面側空間部7に送り込まれて集熱板2に暖められ、そして空気出口9を通じて取り出される。
【0016】
この過程において、集熱器1の周囲に風が吹いた場合でも、集熱板2の受光面側には透光板4が備えられているから、集熱板2によって暖められた受光面側の空気が風で吹き飛ばされることはない。従って、集熱板2の受光面側で暖められた空気を逃がしてしまうことがなく、太陽熱を効果的に集めることができる。
【0017】
また、上記の集熱器1では、図1に示すように、集熱板2の受光面が斜め上向きとなるように集熱器1を設置した場合、あるいは、図示しないが集熱板2の受光面が上向きとなるように集熱器1を設置した場合でも、集熱板2の受光面側には透光板4が備えられているから、集熱板2によって暖められた空気が温度差によって上方に逃げてしまうことがなく、従って、太陽熱を効果的に集めることができる。
【0018】
また、集熱板2の受光面側には無孔の透光板4が備えられていることにより、集熱板2の受光面が斜め上向きあるいは上向きあるいは横向きとなるように集熱器1を設置しても、雨水が通気孔3…を通じて集熱板2の背面側に入り込んでしまうこともないし、また、異物が集熱板2の通気孔3…を塞いでしまうこともない。
【0019】
図2及び図3には、上記の太陽熱集熱器1を用いた住宅等の建物における太陽熱利用システムの構成例を示す。集熱器1は、屋根の傾斜面6に設置されている。
【0020】
このシステムでは、冬は、図2に示すように、集熱器1で太陽熱により暖められた空気が、ファン10の駆動により、ユニット12を経由して、直接、吹出口13から室内に吹き出して室内が暖房される。また、集熱器1で暖められた空気は、ユニット12を経由して、壁や床に備えられた暖房用の蓄熱部、例えば潜熱蓄熱部14に送り込まれ、蓄熱部14に貯められた熱で夜間でも室内が暖められる。集熱器1へは、室内に開口する吸込口15を通じて室内空気が導入される。
【0021】
この暖房運転中、集熱器1で暖められた空気は、外気取入り口16から取り入れられる外気とチャンバー17内で混合されて室内に供給され、また、室内の空気の一部は、排気ファン18の駆動により排気口19から外に排出され、これにより、室内が熱交換換気される。25は全熱交換型換気ユニットである。
【0022】
夏は、図3に示すように、集熱器1で太陽熱により暖められた空気が、ファン10の駆動により、ユニット12内の熱交換器20を通過することで、貯湯タンク23内の水が温められる。空気は、ユニット12から、室内に吹き出すことなく、また蓄熱部14に送り込まれないようにして、集熱器1に戻る。また、室内の空気が、排気ファン18の駆動により排気口19から外にも排出されると共に、外の空気が外気取入り口16からファン25により室内に取り入れられ、これにより、室内が熱交換換気される。
【0023】
図4に示す太陽熱利用システムには、上記のシステムに、更に、ヒートポンプ式の冷暖房エアコンが組み込まれている。21はこのエアコンの室外機、22は室内機である。室内を上記のようにして換気しながら、このエアコンで、冬は暖房、夏は冷房することもできるようになっている。
【0024】
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、集熱板は、太陽熱で加熱されうるプレートからなるものであればよく、その材質や色に特段の制限はないし、このプレートに設けられる通気孔についても、各種の態様で分散配置されていてよいし、点状の孔からなるものであってもよいし、線状の孔からなるものであってもよい。また、透光板については、太陽による集熱板の加熱を妨げないようなものであればよい。また、本発明の集熱器は、屋根面の他、屋上や平地、建物の外壁などに設置して用いられてよい。即ち、上記のように、集熱板の受光面を斜め上向きあるいは上向きにして用いることによって、より高い効果を発揮しうるが、横向きにするなど、集熱板に太陽光を受けさせることのできる各種角度姿勢で用いられてよい。また、集熱した太陽熱は、暖房などに限らず、各種目的に用いられてよいことはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】
上述の次第で、本発明は、以上のとおりのものであるから、多数の通気孔が分散状態に明けられたプレートを集熱板として用いる太陽熱集熱器の適用範囲を拡大することができ、しかも、効果的に集熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】太陽熱集熱器の実施形態を示すもので、図(イ)は構造を示す断面側面図、図(ロ)は作動状態を示す断面側面図である。
【図2】太陽熱集熱器を用いた太陽熱利用システムの作動状態を示す回路図である。
【図3】同システムの他の作動状態を示す回路図である。
【図4】太陽熱集熱器を用いた太陽熱利用システムの他の例の作動状態を示す回路図である。
【符号の説明】
1…集熱器
2…集熱板
3…通気孔
4…透光板
5…受光面側空間部
7…背面側空間部
8…入口
9…出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar heat collector and a solar heat collection structure.
[0002]
[Prior art]
Various solar heat collectors have been provided in the past. Among them, a plate made of metal such as aluminum whose light-receiving surface is black and a large number of air holes are dispersed is collected. There is what was used as a board. This heat collecting plate is installed and used at a predetermined interval from the outer wall surface of the building so that it can receive sunlight. In this heat collector, the heat collecting plate heated by sunlight warms the air on the front side of the heat collecting plate, and the heated air is collected in the space between the heat collecting plate and the outer wall surface. By drawing through the ventilation holes of the plate, it is further warmed when passing through the ventilation holes, and further, the air drawn into the space between the heat collecting plate and the outer wall surface is heated from the back side by the heat collecting plate. Thus, the air is efficiently warmed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above heat collecting plate is provided with a large number of air holes, rainwater can easily enter inside, and the air holes may be clogged with foreign matters such as small dust, which may block the air holes. Originally, it is preferable to install it on a roof that is easily exposed to sunlight, but this is not possible. Therefore, it was supposed to be installed on the outer wall of the building as described above.
[0004]
In the background as described above, the present invention can expand the application range of a solar heat collector that uses a plate in which a large number of air holes are dispersed in a dispersed state as a heat collecting plate, and effectively collects heat. The challenge is to make it possible.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problem is that a plate with a large number of air holes opened in a dispersed state is used as a heat collecting plate, and a non-transparent light-transmitting plate is provided at a predetermined interval on the light receiving surface side of the heat collecting plate. The air is introduced into the space between the plate and the translucent plate, and this air is sent to the space on the back side of the heat collecting plate through the ventilation holes of the heat collecting plate. Is solved by a solar heat collector.
[0006]
This heat collector is provided with a non-porous light-transmitting plate on the light-receiving surface side of the heat collecting plate in which a large number of vent holes are dispersed, so that the light-receiving surface of the heat collecting plate of this heat collector is Even when installed on a roof etc. diagonally upwards or upwards, rain does not enter the inside of the heat collecting plate through the ventilation holes, and foreign objects block the ventilation holes of the heat collecting plate. There is no end to it. Of course, even if the light-receiving surface of this heat collecting plate is placed sideways and provided on the outer wall of a building, etc., it is possible to effectively prevent rainwater from entering inside through the vents, and foreign matter will block the vents. Can also be effectively prevented.
[0007]
Moreover, since the light-transmitting plate is provided at a predetermined interval on the light-receiving surface side of the heat collecting plate as described above, the air warmed on the light-receiving surface side of the heat collecting plate escapes away by the wind. Therefore, the air warmed by the heat collecting plate on the light receiving surface side of the heat collecting plate can be surely passed through the vent hole of the heat collecting plate, and heat can be collected effectively.
[0008]
Further, in the solar heat collecting structure installed with the light receiving surface of the heat collecting plate obliquely upward or upward, as described above, a solar heat collecting plate using a plate with a large number of air holes in a dispersed state as described above. Although it is a structure, rain does not enter the inside of the heat collecting plate through the vent hole, and foreign matter does not block the vent hole of the heat collecting plate.
[0009]
In addition, in this case, since the light receiving surface of the heat collecting plate is inclined upward or upward, the air warmed by the heat collecting plate tends to move upward due to the effect of the temperature difference. The light plate prevents the air heated on the light receiving surface side of the heat collecting plate from passing through the vent hole of the heat collecting plate, and heat can be collected effectively.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
In the
[0012]
In this embodiment, the space between the
[0013]
An
[0014]
The
[0015]
In the
[0016]
In this process, even when wind blows around the
[0017]
In the
[0018]
Further, the
[0019]
In FIG.2 and FIG.3, the structural example of the solar-heat utilization system in buildings, such as a house using the said solar-
[0020]
In this system, in winter, as shown in FIG. 2, the air heated by solar heat from the
[0021]
During this heating operation, the air warmed by the
[0022]
In summer, as shown in FIG. 3, the air heated by solar heat in the
[0023]
The solar heat utilization system shown in FIG. 4 further incorporates a heat pump type air conditioning air conditioner in the above system. 21 is an outdoor unit of this air conditioner, and 22 is an indoor unit. While this room is ventilated as described above, this air conditioner can be heated in winter and cooled in summer.
[0024]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the heat collecting plate may be made of a plate that can be heated by solar heat, and there is no particular limitation on the material and color thereof, and the air holes provided in the plate are also distributed in various manners. Alternatively, it may be a dot-like hole or a linear hole. Moreover, about a translucent plate, what is necessary is just a thing which does not prevent the heating of the heat collecting plate by the sun. In addition to the roof surface, the heat collector of the present invention may be used by being installed on a rooftop, flat ground, an outer wall of a building, or the like. That is, as described above, by using the light receiving surface of the heat collecting plate obliquely upward or upward, a higher effect can be exhibited. However, the heat collecting plate can receive sunlight, for example, in the horizontal direction. It may be used in various angular postures. Needless to say, the collected solar heat may be used not only for heating but also for various purposes.
[0025]
【The invention's effect】
Depending on the above, since the present invention is as described above, it is possible to expand the application range of a solar heat collector that uses a plate with a large number of air holes in a dispersed state as a heat collecting plate, Moreover, heat can be collected effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of a solar heat collector, in which FIG. (A) is a sectional side view showing a structure, and (B) is a sectional side view showing an operating state.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an operating state of a solar heat utilization system using a solar heat collector.
FIG. 3 is a circuit diagram showing another operating state of the system.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an operating state of another example of a solar heat utilization system using a solar heat collector.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
該集熱板の受光面側に所定の間隔をおいて無孔の透光板が設けられて集熱板と透光板との間に受光面側空間部が形成されると共に、前記集熱板と設置面又は背板との間に背面側空間部が形成され、
前記無孔透光板と設置面又は背板との間の空間部は外に対して密閉され、前記集熱板によって受光面側空間部と背面側空間部とに仕切られ、空気入口が受光面側空間部に開口すると共に、空気出口が背面側空間部に開口し、
ファンの駆動により、空気が、空気入口から受光面側空間部に導入され、集熱板の通気孔を通じて背面側空間部に引き込まれ、空気出口から送り出されるようになされており、
空気入口から受光面側空間部に導入された空気が、太陽光によって加熱された集熱板で暖められると共に、通気孔を通過する際に暖められ、更に、背面側空間部において前記集熱板で暖められて空気出口から送り出されるようになされていることを特徴とする太陽熱集熱構造。 The light receiving surface is a black system and a metal plate with a large number of vent holes in a dispersed state is used as a heat collecting plate, and the heat collecting plate is installed with the light receiving surface obliquely upward or upward,
And transparent plate imperforate are provided at predetermined intervals on the light-receiving surface of the heat collecting plate with the light-receiving surface-side space between the heat collecting plate and the transparent plate is formed, the heat collector A back side space is formed between the plate and the installation surface or back plate,
The space between the non-hole translucent plate and the installation surface or back plate is sealed to the outside, and is partitioned into a light receiving surface side space portion and a back side space portion by the heat collecting plate, and an air inlet receives light. While opening in the surface side space part, the air outlet opens in the back side space part,
By driving the fan, air is introduced from the air inlet into the light receiving surface side space, drawn into the back side space through the vent of the heat collecting plate, and sent out from the air outlet.
The air introduced from the air inlet to the light receiving surface side space is heated by the heat collecting plate heated by sunlight and is also heated when passing through the ventilation hole, and further, the heat collecting plate in the back side space portion. A solar heat collecting structure , wherein the solar heat collecting structure is heated by the air and sent from an air outlet .
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