JP4642721B2 - Solar heat collection system - Google Patents

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JP4642721B2 JP2006226992A JP2006226992A JP4642721B2 JP 4642721 B2 JP4642721 B2 JP 4642721B2 JP 2006226992 A JP2006226992 A JP 2006226992A JP 2006226992 A JP2006226992 A JP 2006226992A JP 4642721 B2 JP4642721 B2 JP 4642721B2
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  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Description

本発明は太陽熱利用方法及び太陽熱採熱システムに関し、特に太陽熱を採熱して有効利用することができる太陽熱利用方法及び太陽熱採熱システムに関する。   The present invention relates to a solar heat utilization method and a solar heat collection system, and more particularly to a solar heat utilization method and a solar heat collection system that can collect and effectively use solar heat.

例えば屋根散水は、屋根表面温度の上昇を緩和させる熱環境調整手法の一つとして知られている。屋根散水の一例は以下のようなものである。屋根に降った雨を貯える貯水タンクを備え、晴れたときは貯えた雨水を屋根に散水して雨水の一部を屋根面で蒸発させることで屋根表面温度の上昇を緩和し、散水した雨水のうち蒸発しなかった分は貯水タンクに回収して再び循環する(例えば、非特許文献1参照。)。これは、自然の土壌が降った雨を貯え、晴れたときには貯えた雨水を蒸発散させ、土壌の表面温度の上昇を抑えるしくみのアナロジーである。
大西正紘、他4名,「日本建築学会大会学術講演梗概集」,日本建築学会,2002年8月,p551−552
For example, the roof watering is known as one of the thermal environment adjustment methods for mitigating the rise in the roof surface temperature. An example of roof watering is as follows. It has a water storage tank that stores rain that falls on the roof, and when it is clear, the stored rainwater is sprinkled on the roof and a part of the rainwater is evaporated on the roof surface to alleviate the rise in the roof surface temperature. The portion that has not evaporated is collected in the water storage tank and circulated again (for example, see Non-Patent Document 1). This is an analogy of a mechanism that stores rain that falls on natural soil and evaporates the stored rainwater when it is clear, thereby suppressing the rise in the surface temperature of the soil.
Masanori Onishi, 4 others, “Abstracts of the Annual Meeting of the Architectural Institute of Japan”, Architectural Institute of Japan, August 2002, p551-552

屋根に散布した水の一部を屋根面で蒸発させることで屋根表面温度の上昇を緩和する方法においては、太陽熱は邪魔者として扱われ、水の蒸発散により大気に捨てられていた。   In the method of mitigating the rise in the roof surface temperature by evaporating a part of the water sprayed on the roof on the roof surface, solar heat was treated as an obstacle and was thrown away into the atmosphere by water evapotranspiration.

本発明は上述の課題に鑑み、太陽熱を採熱して有効に利用することができる太陽熱利用方法及び太陽熱採熱システムを提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a solar heat utilization method and a solar heat collection system that can collect solar heat and use it effectively.

上記目的を達成するため太陽熱利用方法は、例えば図1(図5、図6)を参照して示すと、太陽光を受ける日射受光面18(58、68)に第1の水w1を供給して第1の水w1の温度を上昇させる工程と;温度が上昇した第1の水w1の熱と外部から供給されるエネルギーとを利用して、温度が上昇した第1の水w1よりもさらに温度が上昇した第2の水w2を生成する工程と;第2の水w2を貯える工程とを備える。 For example, referring to FIG. 1 (FIGS. 5 and 6), the solar heat utilization method for achieving the above object supplies the first water w1 to the solar radiation receiving surface 18 (58, 68) that receives sunlight. Then, using the heat of the first water w1 whose temperature has increased and the energy supplied from the outside, the step of increasing the temperature of the first water w1 than the first water w1 whose temperature has increased Furthermore, the process of producing | generating the 2nd water w2 whose temperature rose; The process of storing the 2nd water w2 is provided.

このように構成すると、温度が上昇した第1の水の熱と外部から供給されるエネルギーとを利用して、温度が上昇した第1の水よりもさらに温度が上昇した第2の水を生成するので、例えば温水プールに利用しやすい温度の水を得ることができる等、太陽熱を採熱して有効に利用することができる。また、第2の水を貯えるので、第2の水に化体した熱エネルギーを任意の時間に利用することができる。   If comprised in this way, it will produce | generate the 2nd water whose temperature rose further rather than the 1st water whose temperature rose using the heat | fever of the 1st water whose temperature rose, and the energy supplied from the outside. Therefore, for example, water having a temperature that can be easily used for a hot water pool can be obtained, and solar heat can be collected and used effectively. Moreover, since the second water is stored, the heat energy converted into the second water can be used at an arbitrary time.

上記目的を達成するために、請求項に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図1に示すように、太陽光を受ける屋根の表面18に第1の水w1を供給する屋根散水管11と;屋根の表面18に沿って流れた第1の水w1を集める屋根集水管19とを備える。また、請求項7に記載のように、上記の太陽熱採熱システムは、例えば図1に示すように、屋根集水管19に集まった第1の水w1を貯える第1の水槽21と;第1の水槽21内の第1の水w1の熱を熱源として第1の水w1よりも温度が高い第2の水w2を生成する昇温機器35と;第2の水w2を貯える第2の水槽22とを備えていてもよいIn order to achieve the above object, a solar heat collecting system according to the first aspect of the present invention is a roof scattering system that supplies first water w1 to a surface 18 of a roof that receives sunlight as shown in FIG. A water pipe 11; and a roof water collecting pipe 19 for collecting the first water w1 flowing along the surface 18 of the roof . Further, as described in claim 7, the solar heat collecting system includes a first water tank 21 for storing the first water w1 collected in the roof water collecting pipe 19 , for example, as shown in FIG. A temperature raising device 35 that generates the second water w2 having a temperature higher than that of the first water w1, using the heat of the first water w1 in the water tank 21 as a heat source; and a second water tank for storing the second water w2 22 may be provided.

このように構成すると、第1の水槽内の第1の水の熱を熱源として第1の水よりも温度が高い第2の水を生成する昇温機器を備えるので、例えば温水プールに利用しやすい温度の水を得ることができる等、太陽熱を採熱して有効に利用することができる。また、第2の水を貯える第2の水槽を備えるので、第2の水に化体した熱エネルギーを任意の時間に利用することができる。   If comprised in this way, since it is equipped with the temperature rising apparatus which produces | generates 2nd water whose temperature is higher than 1st water using the heat | fever of 1st water in a 1st water tank as a heat source, it utilizes for a hot water pool, for example Solar heat can be collected and used effectively, for example, water at an easy temperature can be obtained. Moreover, since the 2nd water tank which stores the 2nd water is provided, the thermal energy converted into the 2nd water can be utilized for arbitrary time.

また、請求項に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図2に示すように、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の太陽熱採熱システム10(例えば図1参照)において、屋根散水管11が、屋根集水管19側の縁11sがその反対側の縁11tよりも低い明渠で構成されている。 In addition, the solar heat collection system according to the invention described in claim 5 is, for example, as shown in FIG. 2, the solar heat collection system 10 according to any one of claims 1 to 4 (see, for example, FIG. 1). ), The water sprinkling pipe 11 is composed of a clear light whose edge 11s on the roof water collecting pipe 19 side is lower than the edge 11t on the opposite side.

このように構成すると、例えばパイプに複数の吐出用小孔を形成した場合に比べ、屋根の表面に斑なく第1の水を供給することができ、太陽熱の採熱量及び屋根の表面の冷却効果を増大させることができる。   If comprised in this way, compared with the case where several small holes for discharge are formed in a pipe, for example, the 1st water can be supplied to the surface of a roof without a spot, the amount of solar heat collection, and the cooling effect of the surface of a roof Can be increased.

また、請求項に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図3及び図4に示すように、屋根散水管11が、屋根の表面18を複数のゾーン18A〜18Fに仮想的に区分した各区分に分けて第1の水w1を供給可能に構成され;第1の水w1を供給するゾーンを切り替える供給ゾーン変更手段13a、13b、・・・(14a、14b、・・・)をさらに備える。 Moreover, solar Tonetsu system according to the first aspect of the present invention, for example, as shown in FIGS. 3 and 4, roof sprinkling pipe 11, virtually the surface 18 of the roof into a plurality of zones 18A~18F is configured to be capable of supplying the first water w1 divided into divided the ward min; first feeding zone change means 13a for switching the zone for supplying water w1, 13b, ··· (14a, 14b, ···) Is further provided.

このように構成すると、屋根の表面の採熱されて温度が低下したゾーンを、次に採熱されるまでに太陽光を受け温度が上昇して再び採熱可能な状態とすることが可能となり、太陽熱を連続的に採熱することが可能となる。   When configured in this way, it becomes possible to make the zone where the temperature of the surface of the roof has been heat-collected and the temperature decreased, receive sunlight and rise again until the next heat is collected, and be able to collect heat again. Solar heat can be continuously collected.

また、請求項に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図1に示すように、請求項6又は請求項に記載の太陽熱採熱システム10において、被加熱水w5の熱と第2の水w2の熱との熱交換を行う熱交換器36を備える。 Further, the solar heat collecting system according to the invention described in claim 8 is the same as the solar heat collecting system 10 described in claim 6 or 7 , as shown in FIG. The heat exchanger 36 which performs heat exchange with the heat of the water w2 of 2 is provided.

このように構成すると、被加熱水の水質を低下させることなく第2の水に化体した熱を被加熱水(例えば温水プールの水)に伝達することができる。   If comprised in this way, the heat | fever formed in 2nd water can be transmitted to to-be-heated water (for example, water of a warm water pool), without reducing the quality of to-be-heated water.

また、請求項に記載の発明に係る太陽熱採熱システムは、例えば図1に示すように、請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の太陽熱採熱システム10において、昇温機器35が、第1の水槽21内の第1の水w1の熱を熱源として第1の水w1よりも温度が低い第3の水w3を生成する水熱源ヒートポンプチラーで構成され;さらに、第3の水w3を貯える第3の水槽23と;屋根の表面18の温度を検出する温度検出器16と;屋根の表面18の温度が第1の水槽21内の第1の水w1の温度よりも低いときに水熱源ヒートポンプチラー35をチラーとして運転させる制御装置15とを備える。 Moreover, the solar heat collection system which concerns on invention of Claim 9 is a temperature rising apparatus in the solar heat collection system 10 of any one of Claim 6 thru | or 8 , as shown, for example in FIG. 35 is constituted by a water heat source heat pump chiller that generates the third water w3 having a temperature lower than that of the first water w1 by using the heat of the first water w1 in the first water tank 21 as a heat source; A third water tank 23 for storing a large amount of water w3; a temperature detector 16 for detecting the temperature of the roof surface 18; and the temperature of the roof surface 18 being higher than the temperature of the first water w1 in the first water tank 21. And a controller 15 that operates the water source heat pump chiller 35 as a chiller when the temperature is low.

このように構成すると、屋根の表面の温度が第1の水槽内の第1の水の温度よりも低いときに水熱源ヒートポンプチラーをチラーとして運転させるので、太陽熱採熱システムの設備を利用して効率よく冷水を製造することができる。ここで「冷水」とは、冷房負荷のある負荷側で利用する冷熱の媒体となる、負荷側での利用に適した温度に冷却された水である。   If comprised in this way, when the temperature of the surface of a roof is lower than the temperature of the 1st water in a 1st water tank, since a water-source heat pump chiller is operated as a chiller, the facility of a solar heat collection system is utilized. Cold water can be produced efficiently. Here, the “cold water” is water cooled to a temperature suitable for use on the load side, which is a cooling medium used on the load side having a cooling load.

また、別の態様に係る太陽熱採熱システムとして、例えば図5に示すように、太陽光を受ける路面58下に配設された融雪用のパイプ53に第1の水w1を導く採熱用水供給管52と;融雪用のパイプ53を流れた第1の水w1を貯える第1の水槽21と;第1の水槽21内の第1の水w1の熱を熱源として第1の水w1よりも温度が高い第2の水w2を生成する昇温機器55と;第2の水w2を貯える第2の水槽22とを備えることとしてもよい Further, as a solar heat collection system according to another aspect , for example, as shown in FIG. 5, a heat collection water supply for guiding the first water w1 to a snow melting pipe 53 disposed under a road surface 58 that receives sunlight. Tube 52; first water tank 21 for storing first water w1 flowing through snow melting pipe 53; and heat of first water w1 in first water tank 21 as a heat source than first water w1. It is good also as providing the temperature rising apparatus 55 which produces | generates the 2nd water w2 with high temperature; and the 2nd water tank 22 which stores the 2nd water w2.

このように構成すると、第1の水槽内の第1の水の熱を熱源として第1の水よりも温度が高い第2の水を生成する昇温機器を備えるので、路面に積雪がなく融雪が必要ないときであっても、太陽熱を採熱することに利用することができ、システムを有効利用することができる。   If comprised in this way, since the temperature rising apparatus which produces | generates 2nd water whose temperature is higher than 1st water using the heat | fever of the 1st water in a 1st water tank as a heat source is provided, there is no snow on a road surface, and it melts snow Even when it is not necessary, it can be used for collecting solar heat and the system can be used effectively.

また、さらに別の態様に係る太陽熱採熱システムとして、例えば図6に示すように、太陽光を受ける路面68に第1の水w1を供給する路面散水管61と;路面68に沿って流れた第1の水w1を集める路面集水管63と;路面集水管63に集まった第1の水w1を貯える第1の水槽21と;第1の水槽21内の第1の水w1の熱を熱源として第1の水w1よりも温度が高い第2の水w2を生成する昇温機器55と;第2の水w2を貯える第2の水槽22とを備えることとしてもよい Further, as a solar heat collection system according to still another aspect , for example, as shown in FIG. 6, a road surface sprinkling pipe 61 that supplies the first water w <b> 1 to the road surface 68 that receives sunlight; A road surface water collecting pipe 63 for collecting the first water w1; a first water tank 21 for storing the first water w1 collected in the road surface water collecting pipe 63; and a heat source for heat of the first water w1 in the first water tank 21 It is good also as providing the temperature rising apparatus 55 which produces | generates the 2nd water w2 whose temperature is higher than the 1st water w1, and the 2nd water tank 22 which stores the 2nd water w2.

このように構成すると、第1の水槽内の第1の水の熱を熱源として第1の水よりも温度が高い第2の水を生成する昇温機器を備えるので、路面に積雪がなく融雪が必要ないときであっても、太陽熱を採熱することに利用することができ、システムを有効利用することができる。   If comprised in this way, since the temperature rising apparatus which produces | generates 2nd water whose temperature is higher than 1st water using the heat | fever of the 1st water in a 1st water tank as a heat source is provided, there is no snow on a road surface, and it melts snow Even when it is not necessary, it can be used for collecting solar heat and the system can be used effectively.

また、発明に係る太陽熱採熱システムは、請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の太陽熱採熱システムにおいて、前記第1の水が雨水であってもよいMoreover, solar Tonetsu system according to the present invention is a solar Tonetsu system according to any one of claims 1 to 9, wherein the first water may I rainwater der.

このように構成すると、自然資源である雨水を有効利用した太陽熱採熱システムとなり、地球環境保護に資すると共に低ランニングコストなシステムとなる。   If comprised in this way, it will become a solar thermal heat collection system which uses rainwater which is a natural resource effectively, will contribute to global environment protection, and will become a low running cost system.

本発明によれば、屋根の表面の採熱されて温度が低下したゾーンを、次に採熱されるまでに太陽光を受け温度が上昇して再び採熱可能な状態とすることが可能となり、太陽熱を連続的に採熱することが可能となる。また、温度が上昇した第1の水の熱と外部から供給されるエネルギーとを利用して、温度が上昇した第1の水よりもさらに温度が上昇した第2の水を生成する場合は、季節にかかわらず太陽熱を採熱して有効に利用することができる。また、第2の水を貯える場合は、第2の水に化体した熱エネルギーを任意の時間に利用することができる。 According to the present invention, it is possible to make the zone where the temperature of the surface of the roof is lowered and the temperature is lowered, receive sunlight and increase the temperature again until the next time the heat is collected, Solar heat can be continuously collected. In addition, when using the energy that the temperature is supplied from the heat and external first water rises, the first further temperature than the water temperature increases to generate a second water rises, Solar heat can be collected and used effectively regardless of the season. Moreover, when storing 2nd water, the thermal energy converted into 2nd water can be utilized for arbitrary time.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。なお、図1中、制御装置15まわりの破線は制御信号を表す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted. In FIG. 1, a broken line around the control device 15 represents a control signal.

まず図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る太陽熱採熱システムとしての屋根散水システム10を説明する。図1は、屋根散水システム10の模式的系統図である。屋根散水システム10は、屋根散水管11と、屋根集水管19と、第1の水槽としての雨水槽21と、第2の水槽としての温熱蓄熱槽22と、第3の水槽としての冷熱蓄熱槽23と、第4の水槽としての中水槽24と、昇温機器としてのヒートポンプチラー35と、屋根表面18の温度を検出する温度検出器としての屋根温度センサ16と、雨水槽21内の水温を検出する雨水槽温度センサ17と、制御装置15とを備えている。   First, with reference to FIG. 1, the roof watering system 10 as a solar heat collection system which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic system diagram of a roof watering system 10. The roof watering system 10 includes a roof watering pipe 11, a roof water collecting pipe 19, a rainwater tank 21 as a first water tank, a thermal heat storage tank 22 as a second water tank, and a cold heat storage tank as a third water tank. 23, a middle water tank 24 as a fourth water tank, a heat pump chiller 35 as a temperature raising device, a roof temperature sensor 16 as a temperature detector for detecting the temperature of the roof surface 18, and a water temperature in the rainwater tank 21. A rainwater tank temperature sensor 17 to be detected and a control device 15 are provided.

屋根散水システム10は、日射によって温度が上昇した屋根表面18に水w1を流すことによって、太陽熱を水w1で採熱して水w1の温度を上昇させると共に、屋根表面18を冷却して冷房負荷を低減するシステムである。そして、温度が上昇した水w1をヒートポンプ35の熱源水として利用することで、ヒートポンプ35の効率を向上させることができるシステムとなっている。屋根散水システム10は、水w1を媒体として太陽熱を採熱するため、屋根表面18でできるだけ水w1を蒸発させないことが好ましい。このような点で、屋根散水システム10は、水の蒸発潜熱によって屋根を冷却する従来の屋根散水技術とは、思想の異なる技術となっている。   The roof watering system 10 flows the water w1 through the roof surface 18 whose temperature has increased due to solar radiation, thereby collecting solar heat with the water w1 to increase the temperature of the water w1 and cooling the roof surface 18 to reduce the cooling load. It is a system to reduce. And it becomes a system which can improve the efficiency of heat pump 35 by using water w1 whose temperature rose as heat source water of heat pump 35. Since the roof watering system 10 collects solar heat using the water w1 as a medium, it is preferable not to evaporate the water w1 on the roof surface 18 as much as possible. In this respect, the roof watering system 10 is a technology that has a different concept from the conventional roof watering technology that cools the roof by the latent heat of vaporization of water.

屋根散水管11は、屋根表面18に第1の水としての雨水w1を供給する部材である。屋根散水管11から供給される雨水w1は、雨水槽21に貯留されている水が採熱ポンプ31により揚水管12を介して揚水されたものである。屋根散水管11は、典型的には屋根の頂を連ねた線に沿って延びるように設けられている。他方、屋根の下流には、屋根表面18を流れた雨水w1を受ける屋根集水管19が、屋根散水管11と同方向に延びるように設けられている。屋根集水管19は、屋根散水管11から屋根表面18に供給された雨水w1のみならず、降雨が屋根表面18に当たって流下した雨水をも集水する部材である。   The roof sprinkler pipe 11 is a member that supplies rain water w <b> 1 as the first water to the roof surface 18. The rainwater w <b> 1 supplied from the roof sprinkler pipe 11 is obtained by pumping the water stored in the rainwater tank 21 through the water pump 12 by the heat collecting pump 31. The roof sprinkler pipe 11 is typically provided so as to extend along a line connecting the tops of the roofs. On the other hand, on the downstream side of the roof, a roof water collecting pipe 19 that receives the rainwater w1 that has flowed through the roof surface 18 is provided so as to extend in the same direction as the roof watering pipe 11. The roof water collecting pipe 19 is a member that collects not only the rain water w <b> 1 supplied from the roof water spray pipe 11 to the roof surface 18, but also the rain water that has flowed down when the rain hits the roof surface 18.

図2の断面図に示すように、屋根散水管11は、典型的には明渠(おおいのない水路)を構成している。そして、屋根散水管11は、屋根集水管19が配設されている方(下流側)の縁である低縁11sが、その反対側の縁である高縁11tよりも低くなっている。このように構成された屋根散水管11では、雨水w1が採熱ポンプ31(図1参照)で圧送されて水位が低縁11sを越えると、水が堰を越えるようにして屋根表面18に向かって流水する。屋根散水管11は、屋根の頂を連ねた線に沿って延びる低縁11sが、なるべく水平になるように配設されていることが好ましい。低縁11sが水平になるように配設されていると、雨水w1を屋根表面18に斑なく供給することができる。このように屋根散水管11が明渠で構成されていると、パイプに小孔が形成された有孔管を用いる場合に比べて、屋根表面18に斑なく雨水w1を供給することが可能になる。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the roof water sprinkling pipe 11 typically constitutes a clear (water channel without a canopy). And the low edge 11s which is the edge (downstream side) in which the roof water collecting pipe 19 is arrange | positioned is lower than the high edge 11t which is the edge on the opposite side. In the roof sprinkling pipe 11 configured in this way, when the rainwater w1 is pumped by the heat collecting pump 31 (see FIG. 1) and the water level exceeds the low edge 11s, the water goes over the weir and goes to the roof surface 18. Run water. The roof sprinkler pipe 11 is preferably arranged so that the low edge 11s extending along a line connecting the tops of the roofs is as horizontal as possible. If the low edge 11s is disposed so as to be horizontal, the rainwater w1 can be supplied to the roof surface 18 without any spots. In this way, when the roof watering pipe 11 is made of clear, it is possible to supply rainwater w1 to the roof surface 18 without any spots compared to the case where a perforated pipe having a small hole formed in the pipe is used. .

また図3に示すように屋根表面18を複数のゾーン18A〜18Fに仮想的に分割して、各ゾーン18A〜18Fに時間差で雨水w1を供給するようにすると、雨水w1が流れることにより熱が奪われて温度が低下した屋根表面18が、次に雨水w1が供給されるまでの間に日射を受けて再び温度が上昇することとなるので、連続的に太陽熱を採熱することができる。図3に示す例では、屋根表面18を、屋根散水管11が延びる方向に対して直交するように仮想的に6等分している。例えば、6つの各ゾーン18A〜18Fに対して10分ごとに雨水w1を供給するようにすると、各ゾーン18A〜18Fには1時間おきに雨水w1が供給されることとなり管理が容易になる。なお、屋根表面18に金属屋根葺きの接続部であるハゼのような隆起部分がない場合、屋根散水管11の低縁11sから溢流した雨水w1は、通常、仮想分割線通りに屋根の表面を流れずに末広がりに流れる。末広がりに雨水w1が流れた部分は温度が低下しており、続けて隣接するゾーンに雨水w1を供給すると重なる部分の採熱効率が低下することとなる。採熱効率の低下を回避するために、雨水w1が流れるゾーンを切り替える際には、隣接するゾーン以外のゾーンに雨水w1が流れるようにするのが好ましい(例えばゾーン18Aに雨水w1が流れていた場合に次に流すゾーンをゾーン18B以外のゾーンとする)。   Further, as shown in FIG. 3, when the roof surface 18 is virtually divided into a plurality of zones 18A to 18F and the rainwater w1 is supplied to each of the zones 18A to 18F with a time difference, the rainwater w1 flows to generate heat. Since the roof surface 18 that has been deprived and has fallen in temperature receives solar radiation before the next rainwater w <b> 1 is supplied, the temperature rises again, so that the solar heat can be continuously collected. In the example shown in FIG. 3, the roof surface 18 is virtually divided into six equal parts so as to be orthogonal to the direction in which the roof sprinkler pipe 11 extends. For example, if the rainwater w1 is supplied to each of the six zones 18A to 18F every 10 minutes, the rainwater w1 is supplied to each of the zones 18A to 18F every hour, so that management becomes easy. When the roof surface 18 does not have a raised portion such as a goby which is a connection part of the metal roofing, the rainwater w1 overflowing from the low edge 11s of the roof sprinkler pipe 11 is usually the surface of the roof according to the virtual dividing line. It flows to the end without flowing. The temperature of the portion where the rainwater w1 flows in the end spread is lowered, and if the rainwater w1 is continuously supplied to the adjacent zone, the heat collection efficiency of the overlapping portion is lowered. In order to avoid a decrease in heat collection efficiency, when switching the zone through which the rainwater w1 flows, it is preferable that the rainwater w1 flows in a zone other than the adjacent zone (for example, when the rainwater w1 flows in the zone 18A). The zone to be flown next is set as a zone other than the zone 18B).

図4には、雨水w1が流れるゾーン18A〜18F(図3参照)を切り替えるための屋根散水管11まわりの構成を示している。
図4(a)は、屋根散水管11のうち、雨水供給ゾーン切り替え構造を有するものの一態様である屋根散水管11Pまわりの部分構成図である。屋根散水管11Pは、仕切板11bによって、屋根表面18を仮想的に区分した数(図3に示す例では6分割)と同数の区分11PA、11PB、・・・に区切られている。各区分11PA、11PB、・・・の間では、仕切板11bを越えて雨水w1が流通することがないように構成されている。各区分11PA、11PB、・・・には、揚水管12が分岐した揚水管12a、12b、・・・がそれぞれ接続されている。各揚水管12a、12b、・・・には、雨水w1の流れを遮断可能な切替バルブ13a、13b、・・・が配設されている。各切替バルブ13a、13b、・・・は供給ゾーン変更手段を構成している。各切替バルブ13a、13b、・・・は、それぞれ信号ケーブル(不図示)を介して制御装置15(図1参照)に電気的に接続されており、制御装置15(図1参照)からの信号を受信してバルブが開閉するように構成されている。屋根散水管11Pでは、開となった切替バルブ13a、13b、・・・の配設された揚水管12a、12b、・・・が接続された区分11PA、11PB、・・・に雨水w1が揚水され、水位が低縁11sを越えた区分11PA、11PB、・・・内の雨水w1が屋根表面18に供給されるようになっている。
FIG. 4 shows a configuration around the roof sprinkler 11 for switching the zones 18A to 18F (see FIG. 3) through which the rainwater w1 flows.
Fig.4 (a) is a partial block diagram around the roof sprinkling pipe 11P which is one aspect | mode which has a rainwater supply zone switching structure among the roof sprinkling pipes 11. FIG. The roof sprinkler pipe 11P is divided by the partition plate 11b into the same number of sections 11PA, 11PB,... As the number of the roof surface 18 virtually divided (six divisions in the example shown in FIG. 3). Between the sections 11PA, 11PB,..., The rainwater w1 does not circulate beyond the partition plate 11b. Each of the sections 11PA, 11PB,... Is connected with a pumping pipe 12a, 12b,. Switching pumps 13a, 13b,... That can block the flow of rainwater w1 are disposed in the pumping pipes 12a, 12b,. The switching valves 13a, 13b,... Constitute supply zone changing means. Each of the switching valves 13a, 13b,... Is electrically connected to the control device 15 (see FIG. 1) via a signal cable (not shown), and a signal from the control device 15 (see FIG. 1). And the valve is configured to open and close. In the roof sprinkler pipe 11P, rainwater w1 is pumped to the sections 11PA, 11PB,... Connected to the pumped pipes 12a, 12b,. The rain water w1 in the sections 11PA, 11PB,... With the water level exceeding the low edge 11s is supplied to the roof surface 18.

図4(b)は、屋根散水管11のうち、雨水供給ゾーン切り替え構造を有するものの別の態様である屋根散水管11Qまわりの部分構成図である。屋根散水管11Qは、屋根表面18を仮想的に区分した数(図3に示す例では6分割)と同数の区分11QA、11QB、・・・に区切られ、屋根集水管19(図1参照)側(下流側)の側壁が、この区切られた区分11QA、11QB、・・・ごとに外側に折れ曲がる可動板14a、14b、・・・となっている。可動板14a、14b、・・・が折れ曲がり、上側の辺であった部分が折れ曲がった部分よりも下方に来たときに、折れ曲がった部分が低縁11sとなる。各可動板14a、14b、・・・を上述のように可動させることは、例えば以下のような構造(不図示)で可能となる。立てた状態の可動板14a、14b、・・・の上端にウインチのワイヤを取り付ける。可動板14a、14b、・・・を立てた状態で維持するにはワイヤに張力働かせておく。雨水w1を供給したいゾーン18A〜18F(図3参照)に対応する区分11QA、11QB、・・・の可動板14a、14b、・・・のワイヤの張力を開放することで低縁11sを出現させ、雨水w1を屋根表面18に供給することができる。可動板14a、14b、・・・を立てた状態に戻すには、ウインチ等でワイヤを巻けばよい。ウインチは制御装置15(図1参照)により制御される。なお、各可動板14a、14b、・・・を可動させる手段は上述した以外の公知の手段を用いてもよい。可動板14a、14b、・・・は供給ゾーン変更手段を構成している。屋根散水管11Qには、典型的には1箇所で揚水管12が接続されている。屋根散水管11Qでは、可動板14a、14b、・・・の稼働により低縁11sが現れた区分11QA、11QB、・・・から、雨水w1が屋根表面18(図1参照)に供給されるようになっている。   FIG.4 (b) is a partial block diagram around the roof water spray pipe 11Q which is another aspect of what has a rainwater supply zone switching structure among the roof water spray pipes 11. FIG. The roof sprinkler pipe 11Q is divided into the same number of sections 11QA, 11QB,... As the number of virtually divided roof surfaces 18 (in the example shown in FIG. 3), the roof water collecting pipe 19 (see FIG. 1). The side (downstream) side walls are movable plates 14a, 14b,... That are bent outwardly for each of the divided sections 11QA, 11QB,. When the movable plates 14a, 14b,... Are bent and the portion that is the upper side comes below the bent portion, the bent portion becomes the low edge 11s. The movable plates 14a, 14b,... Can be moved as described above, for example, with the following structure (not shown). A winch wire is attached to the upper ends of the movable plates 14a, 14b,. To maintain the movable plates 14a, 14b,... In an upright state, tension is applied to the wire. The lower edge 11s appears by releasing the tension of the movable plates 14a, 14b,... Of the sections 11QA, 11QB,... Corresponding to the zones 18A to 18F (see FIG. 3) to which the rainwater w1 is to be supplied. Rainwater w1 can be supplied to the roof surface 18. To return the movable plates 14a, 14b,... To the upright state, a wire may be wound with a winch or the like. The winch is controlled by the control device 15 (see FIG. 1). As the means for moving the movable plates 14a, 14b,..., Known means other than those described above may be used. The movable plates 14a, 14b,... Constitute supply zone changing means. Typically, the pumping pipe 12 is connected to the roof watering pipe 11Q at one place. In the roof sprinkler pipe 11Q, rainwater w1 is supplied to the roof surface 18 (see FIG. 1) from the sections 11QA, 11QB,... Where the low edges 11s appear due to the operation of the movable plates 14a, 14b,. It has become.

再び図1に戻って屋根散水システム10の説明を続ける。屋根集水管19は、典型的には明渠であり、いわゆる雨樋である。屋根集水管19には、雨水回収管20が接続されている。雨水回収管20は雨水槽21に導かれており、屋根集水管19で集水した雨水w1を雨水槽21に導くことができるように構成されている。   Returning to FIG. 1 again, the description of the roof watering system 10 will be continued. The roof water collecting pipe 19 is typically clear and is a so-called rain gutter. A rainwater collecting pipe 20 is connected to the roof water collecting pipe 19. The rainwater collection pipe 20 is guided to the rainwater tank 21, and is configured such that the rainwater w <b> 1 collected by the roof water collection pipe 19 can be guided to the rainwater tank 21.

雨水槽21は、屋根表面18を流れて太陽熱を採熱した雨水w1あるいは屋根表面18に当たった降雨を回収した雨水を貯える水槽である。雨水槽21は、太陽熱を採熱した雨水w1を任意の時間に利用可能とする観点から、適切に断熱されていることが好ましい。雨水槽21は、本実施の形態では地下のピットを利用して形成された躯体(コンクリート)で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたFRP製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。しかしながら、躯体の壁はFRPや鋼板の壁よりも一般的に熱貫流率(いわゆるK値)が低いため、雨水槽21を躯体の水槽とすることが断熱施工の容易化の観点から好ましい。なお、熱貫流率の単位はkJ/m2h℃である。 The rainwater tank 21 is a water tank that stores rainwater w1 that has flowed through the roof surface 18 and collected solar heat, or rainwater that has collected rain that hits the roof surface 18. It is preferable that the rainwater tank 21 is appropriately insulated from the viewpoint that the rainwater w1 obtained by collecting solar heat can be used at an arbitrary time. The rainwater tank 21 is a water tank surrounded by a frame (concrete) formed by using an underground pit in this embodiment, but is a portable tank made of FRP or steel plate installed on the ground or indoors. It may be a water tank. However, since the wall of the casing generally has a lower heat transmissivity (so-called K value) than the wall of FRP or steel plate, it is preferable to use the rainwater tank 21 as a casing water tank from the viewpoint of facilitating heat insulation construction. The unit of heat transmissivity is kJ / m 2 h ° C.

雨水槽21には採熱ポンプ31が設置されている。採熱ポンプ31は、上述のように、雨水槽21内の雨水w1を屋根散水管11に揚水するポンプであり、典型的には水中ポンプである。採熱ポンプ31には揚水管12が接続されている。雨水槽21の上部には、雨水槽21内の雨水をろ過及び殺菌する雨水ろ過殺菌器39が設置されている。雨水ろ過殺菌器39によってろ過及び殺菌された雨水は中水槽24に貯留され、中水w4として、トイレの洗浄水、植栽の散水、防火水槽の水などに利用される。中水槽24は、典型的には躯体の水槽である。中水槽24には中水ポンプ34が設けられている。また、雨水槽21には、ヒートポンプチラー35の熱源水wmと雨水w1との間で熱交換を行わせる雨水熱交換器38が配設されている。雨水熱交換器38を設けて雨水w1と熱源水wmとの縁を切ることによりヒートポンプチラー35の防食を図っている。また、雨水槽21には、雨水槽21内の雨水w1の温度を検出する雨水槽温度センサ17が設置されている。雨水槽温度センサ17は、制御装置15と信号ケーブルを介して電気的に接続されている。   A heat collecting pump 31 is installed in the rainwater tank 21. As described above, the heat collection pump 31 is a pump that pumps the rainwater w1 in the rainwater tank 21 to the roof sprinkler pipe 11, and is typically a submersible pump. The pumping pipe 12 is connected to the heat collecting pump 31. A rainwater filtration sterilizer 39 that filters and sterilizes rainwater in the rainwater tank 21 is installed on the rainwater tank 21. The rainwater filtered and sterilized by the rainwater filtration sterilizer 39 is stored in the middle water tank 24 and is used as the middle water w4 for toilet cleaning water, planting water, fire prevention water tank water, and the like. The middle water tank 24 is typically a box-shaped water tank. The middle water tank 24 is provided with a middle water pump 34. The rainwater tank 21 is provided with a rainwater heat exchanger 38 that exchanges heat between the heat source water wm of the heat pump chiller 35 and the rainwater w1. The rainwater heat exchanger 38 is provided to cut off the edge between the rainwater w1 and the heat source water wm, thereby preventing the heat pump chiller 35 from being corroded. The rainwater tank 21 is provided with a rainwater tank temperature sensor 17 that detects the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21. The rainwater tank temperature sensor 17 is electrically connected to the control device 15 via a signal cable.

ヒートポンプチラー35は、雨水槽21内の雨水w1と熱交換して昇温された熱源水wmを熱源として導入し、外部からの電気エネルギーを利用して、雨水w1よりも温度が高い、第2の水としての温熱水w2を生成する機器である。また、ヒートポンプチラー35は、雨水w1よりも温度が低い、第3の水としての冷熱水w3を生成することもできる。冷熱水w3は冷水である。すなわち、ヒートポンプチラー35は、ヒートポンプとしてもチラーとしても利用することができる機器である。ヒートポンプチラー35は、冷媒の冷凍サイクルを利用して、冷媒が凝縮する際に放出する熱で水(w2)を加温し、冷媒が蒸発する際に水(w3)から熱を吸収することにより水(w3)を冷却するユニットである。ヒートポンプチラー35は、典型的には圧縮式のヒートポンプチラーであり、熱源水wmを導入する熱源導入部35eと、温熱水w2又は冷熱水w3を導入する水温調節部35cとを有している。熱源導入部35eは、温熱水w2生成時に蒸発器として作用し、冷熱水w3生成時に凝縮器として作用する。水温調節部35cは、温熱水w2生成時に凝縮器として作用し、冷熱水w3生成時に蒸発器として作用する。熱源導入部35eは、熱源水ポンプ41Pが配設された熱源水管41を介して、雨水槽21内の雨水熱交換器38と接続されている。水温調節部35cは、入口側に共用入口管45sが接続され、出口側に共用出口管45dが接続されている。   The heat pump chiller 35 introduces, as a heat source, heat source water wm that has been heated and exchanged with rainwater w1 in the rainwater tank 21 and uses electric energy from the outside, and has a higher temperature than the rainwater w1. It is the apparatus which produces | generates the hot water w2 as water of water. Moreover, the heat pump chiller 35 can also generate cold / hot water w3 as third water having a temperature lower than that of the rainwater w1. The cold / hot water w3 is cold water. That is, the heat pump chiller 35 is a device that can be used as both a heat pump and a chiller. The heat pump chiller 35 uses the refrigerant refrigeration cycle to heat water (w2) with heat released when the refrigerant condenses and absorbs heat from the water (w3) when the refrigerant evaporates. This is a unit for cooling water (w3). The heat pump chiller 35 is typically a compression heat pump chiller, and includes a heat source introduction unit 35e that introduces heat source water wm and a water temperature adjustment unit 35c that introduces hot water w2 or cold water w3. The heat source introduction unit 35e functions as an evaporator when the hot water w2 is generated, and functions as a condenser when the cold water w3 is generated. The water temperature adjusting unit 35c functions as a condenser when the hot water w2 is generated, and functions as an evaporator when the cold water w3 is generated. The heat source introduction part 35e is connected to the rainwater heat exchanger 38 in the rainwater tank 21 through the heat source water pipe 41 provided with the heat source water pump 41P. The water temperature adjustment unit 35c has a common inlet pipe 45s connected to the inlet side and a common outlet pipe 45d connected to the outlet side.

ヒートポンプチラー35により昇温される温熱水w2は、温熱蓄熱槽22に貯留されている。温熱蓄熱槽22は、ヒートポンプチラー35により温度が上昇した温熱水w2を任意の時間に利用可能とする観点から、適切に断熱されていることが好ましい。温熱蓄熱槽22は、本実施の形態では、雨水槽21と同様、地下のピットを利用して形成された躯体(コンクリート)で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたFRP製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。   The hot water w <b> 2 heated by the heat pump chiller 35 is stored in the hot heat storage tank 22. It is preferable that the thermal heat storage tank 22 is appropriately insulated from the viewpoint of making it possible to use the hot water w2 whose temperature has been raised by the heat pump chiller 35 at an arbitrary time. In this embodiment, the thermal heat storage tank 22 is a water tank surrounded by a frame (concrete) formed by using an underground pit, like the rainwater tank 21, but is made of FRP installed on the ground or indoors. Or a portable water tank made of steel plate or the like.

温熱蓄熱槽22には温熱水ポンプ32が設置されている。温熱水ポンプ32には温熱水入口管42sが接続されている。温熱水入口管42sの他端は、入口切替弁28を介して共用入口管45sに接続されている。また、温熱蓄熱槽22には、ヒートポンプチラー35で温度が上昇した温熱水w2を温熱蓄熱槽22に導く温熱水出口管42dが配設されている。温熱水出口管42dの他端は、出口切替弁29を介して共用出口管45dに接続されている。ヒートポンプチラー35により昇温されて温熱蓄熱槽22に貯留された温熱水w2は、例えば温熱利用管46でプール加温熱交換器36に導き、被加熱水としての温水プールの水w5の加温に用いることができる。このように、被加熱水は、第2の水(温熱水w2)の熱を利用する手段となっている。また、プール加温熱交換器36は、第2の水(w2)の熱と被加熱水(w5)の熱との熱交換を行う機器であり、図からも明らかなようにヒートポンプチラー35や雨水熱交換器38とは異なるものである。採熱した太陽熱をヒートポンプチラー35で昇温して温水プールの水w5の加温に用いることとすると、年間を通して、採熱した太陽熱の有効利用が可能となる。なお、温水プールの水w5を排水するときは、プール排水熱回収熱交換器37で、水w5の熱を回収してもよい。   A hot water pump 32 is installed in the hot heat storage tank 22. A hot water inlet pipe 42 s is connected to the hot water pump 32. The other end of the hot water inlet pipe 42s is connected to the common inlet pipe 45s via the inlet switching valve 28. The hot heat storage tank 22 is provided with a hot water outlet pipe 42 d that guides the hot water w <b> 2 whose temperature has been raised by the heat pump chiller 35 to the hot heat storage tank 22. The other end of the hot water outlet pipe 42d is connected to the common outlet pipe 45d via the outlet switching valve 29. The hot water w2 heated by the heat pump chiller 35 and stored in the thermal heat storage tank 22 is guided to the pool heating heat exchanger 36 by, for example, a heat utilization pipe 46, and heated to the water w5 of the hot water pool as heated water. Can be used. Thus, the to-be-heated water is a means for utilizing the heat of the second water (hot water w2). The pool heating heat exchanger 36 is a device that performs heat exchange between the heat of the second water (w2) and the heat of the water to be heated (w5). As is apparent from the figure, the heat pump chiller 35 and rainwater It is different from the heat exchanger 38. If the collected solar heat is heated by the heat pump chiller 35 and used for heating the water w5 of the hot water pool, the collected solar heat can be effectively used throughout the year. In addition, when draining the water w5 of the hot water pool, the pool drain heat recovery heat exchanger 37 may recover the heat of the water w5.

ヒートポンプチラー35により冷却される冷熱水w3は、冷熱蓄熱槽23に貯留されている。冷熱蓄熱槽23は、ヒートポンプチラー35により温度が降下した冷熱水w3を任意の時間に利用可能とする観点から、適切に断熱されていることが好ましい。冷熱蓄熱槽23は、本実施の形態では、雨水槽21や温熱蓄熱槽22と同様、地下のピットを利用して形成された躯体(コンクリート)で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたFRP製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。   The cold / hot water w3 cooled by the heat pump chiller 35 is stored in the cold / heat storage tank 23. It is preferable that the cold heat storage tank 23 is appropriately insulated from the viewpoint that the cold water w <b> 3 whose temperature has dropped by the heat pump chiller 35 can be used at an arbitrary time. In the present embodiment, the cold heat storage tank 23 is a water tank surrounded by a skeleton (concrete) formed by using an underground pit, like the rainwater tank 21 and the thermal heat storage tank 22, but on the ground or indoors. It may be a portable water tank made of FRP or steel plate installed.

冷熱蓄熱槽23には冷熱水ポンプ33が設置されている。冷熱水ポンプ33には冷熱水入口管43sが接続されている。冷熱水入口管43sの他端は、入口切替弁28を介して共用入口管45sに接続されている。入口切替弁28は、共用入口管45s、冷熱水入口管43s、温熱水入口管42sが接続される三方弁となっている。また、冷熱蓄熱槽23には、ヒートポンプチラー35で温度が降下した冷熱水w3を冷熱蓄熱槽23に導く冷熱水出口管43dが配設されている。冷熱水出口管43dの他端は、出口切替弁29を介して共用出口管45dに接続されている。出口切替弁29は、共用出口管45d、冷熱水出口管43d、温熱水出口管42dが接続される三方弁となっている。ヒートポンプチラー35により冷却されて冷熱蓄熱槽23に貯留された冷熱水w3は、例えばエアハンドリングユニット(不図示)に導かれ、建物の冷房等に利用される。   A cold / hot water pump 33 is installed in the cold / heat storage tank 23. A cold / hot water inlet pipe 43 s is connected to the cold / hot water pump 33. The other end of the cold / hot water inlet pipe 43 s is connected to the common inlet pipe 45 s via the inlet switching valve 28. The inlet switching valve 28 is a three-way valve to which a common inlet pipe 45s, a cold / hot water inlet pipe 43s, and a hot / hot water inlet pipe 42s are connected. The cold heat storage tank 23 is provided with a cold water outlet pipe 43 d that guides the cold water w <b> 3 whose temperature has been lowered by the heat pump chiller 35 to the cold heat storage tank 23. The other end of the cold / hot water outlet pipe 43d is connected to the common outlet pipe 45d via the outlet switching valve 29. The outlet switching valve 29 is a three-way valve to which a common outlet pipe 45d, a cold / hot water outlet pipe 43d, and a hot / hot water outlet pipe 42d are connected. The chilled water w3 cooled by the heat pump chiller 35 and stored in the chilled heat storage tank 23 is guided to, for example, an air handling unit (not shown) and used for cooling the building or the like.

制御装置15は、屋根散水システム10の作動を制御する。すなわち、制御装置15は、ヒートポンプチラー35の運転モード(温熱水w2生成、冷熱水w3生成の別)や発停を制御し、各ポンプ31、32、33、34、41Pの発停、入口切替弁28及び出口切替弁29の切り替え動作を制御する。また、制御装置15は、切替バルブ13a、13b、・・・(図4(a)参照)や可動板14a、14b、・・・(図4(b)参照)の作動を制御する。また、制御装置15は、雨水槽温度センサ17から雨水槽21内の雨水w1の温度を信号として受信し、屋根温度センサ16から屋根表面18の温度を信号として受信する。屋根温度センサ16は、典型的には屋根表面18に配設されている。   The control device 15 controls the operation of the roof watering system 10. That is, the control device 15 controls the operation mode of the heat pump chiller 35 (separate generation of hot water w2 and cold water w3) and start / stop, and starts / stops and switches the inlets of the pumps 31, 32, 33, 34, 41P. The switching operation of the valve 28 and the outlet switching valve 29 is controlled. The control device 15 controls the operation of the switching valves 13a, 13b,... (See FIG. 4A) and the movable plates 14a, 14b,. Moreover, the control apparatus 15 receives the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 from the rainwater tank temperature sensor 17 as a signal, and receives the temperature of the roof surface 18 from the roof temperature sensor 16 as a signal. The roof temperature sensor 16 is typically disposed on the roof surface 18.

引き続き図1を参照して、屋根散水システム10の作用を説明する。降雨により屋根表面18に当たった雨は、屋根表面18を流下して屋根集水管19に流入する。屋根集水管19に流入した雨水は、雨水回収管20を流れて雨水槽21に流入し貯留される。雨水槽21に貯留されている雨水は、水温にかかわらず中水として利用することが可能である。中水として利用するために、雨水槽21内の雨水の一部は、雨水ろ過殺菌器39に導入されて殺菌及びろ過された後、中水槽24に入れられる。中水槽24内の中水w4は、上述のように、中水ポンプ34でトイレ、植栽、防火水槽等に圧送され、トイレの洗浄水、植栽の散水、防火水槽の水などに利用される。   With continued reference to FIG. 1, the operation of the roof watering system 10 will be described. Rain that hits the roof surface 18 due to rainfall flows down the roof surface 18 and flows into the roof water collecting pipe 19. Rainwater that has flowed into the roof water collecting pipe 19 flows through the rainwater collecting pipe 20 and flows into the rainwater tank 21 to be stored. Rainwater stored in the rainwater tank 21 can be used as intermediate water regardless of the water temperature. In order to use as middle water, a part of the rainwater in the rainwater tank 21 is introduced into the rainwater filter sterilizer 39, sterilized and filtered, and then put into the middle water tank 24. The middle water w4 in the middle water tank 24 is pumped to the toilet, planting, fire prevention water tank, etc. by the middle water pump 34 as described above, and is used for toilet cleaning water, watering for planting, water in the fire prevention water tank, etc. The

日射があるとき、屋根表面18の温度は周囲の気温よりも高く、コンクリート屋根の場合、例えば夏には約55℃、冬には約30℃に達することがある。制御装置15は、随時、屋根温度センサ16から屋根表面18の温度の信号を受信し、また雨水槽温度センサ17から雨水槽21内の雨水w1の温度の信号を受信して、屋根表面18の温度が雨水槽21内の雨水w1の温度よりも第1の所定の温度以上高いときに採熱ポンプ31を起動させる。ここで「第1の所定の温度」は、好ましくは採熱ポンプ31の動力を差し引いても太陽熱を採熱した方がメリットがある温度であり、例えば10℃とすることができる。別の観点から見れば、屋根表面18を流れて雨水槽21に戻ってきた雨水w1の温度が、採熱前の雨水槽21内の雨水w1の温度よりも2℃以上、好ましくは5℃以上、より好ましくは8℃以上高くなるような屋根表面18の温度を第1の所定の温度とするとよい。   When there is solar radiation, the temperature of the roof surface 18 is higher than the ambient temperature, and in the case of a concrete roof, it can reach, for example, about 55 ° C. in summer and about 30 ° C. in winter. The control device 15 receives the signal of the temperature of the roof surface 18 from the roof temperature sensor 16 and the signal of the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 from the rainwater tank temperature sensor 17 as needed. When the temperature is higher than the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 by a first predetermined temperature or more, the heat collecting pump 31 is activated. Here, the “first predetermined temperature” is preferably a temperature at which solar heat is collected even when the power of the heat collecting pump 31 is subtracted, and can be set to 10 ° C., for example. From another point of view, the temperature of the rainwater w1 flowing through the roof surface 18 and returning to the rainwater tank 21 is 2 ° C or higher, preferably 5 ° C or higher than the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 before heat collection. The temperature of the roof surface 18 that is more preferably 8 ° C. or higher is preferably set to the first predetermined temperature.

採熱ポンプ31が起動すると、雨水w1は揚水管12を流れて屋根散水管11に至り、低縁11s(図2及び図4参照)を越流して屋根表面18を流れる。屋根表面18を流れる雨水w1は、日射によって温度が上昇した屋根表面18から熱を受けて温度が上昇する。逆に、屋根表面18は雨水w1によって冷やされる。屋根表面18が冷やされると、建物の冷房負荷が低減されると共に、屋根の材料の寿命も延びることとなる。   When the heat collecting pump 31 is activated, the rainwater w1 flows through the pumping pipe 12 to the roof watering pipe 11, and flows over the low edge 11s (see FIGS. 2 and 4) and flows through the roof surface 18. The rainwater w1 flowing on the roof surface 18 receives heat from the roof surface 18 whose temperature has increased due to solar radiation, and the temperature rises. Conversely, the roof surface 18 is cooled by rainwater w1. Cooling the roof surface 18 reduces the cooling load on the building and extends the life of the roof material.

採熱ポンプ31によって屋根散水管11に揚水される雨水w1の流量は、屋根表面18に供給した雨水w1ができるだけ蒸発しないような水量とするとよい。蒸発量を抑制することでより多くの太陽熱を採熱することができる。逆に、屋根散水管11に揚水される雨水w1の流量が多すぎると採熱後の雨水w1の温度上昇が小さくなるので、温度上昇をできるだけ大きくするために、採熱ポンプ31の動力を利用したことを差し引いてもヒートポンプチラー35の成績係数(COP)を効果的に向上させることができる程度の温度上昇があるような水量とするとよい。つまり、屋根散水管11に揚水される雨水w1の流量は、屋根表面18でできるだけ蒸発しない流量の範囲で、できるだけ温度上昇が大きくなるような流量とするとよい。屋根表面18から熱を受けて温度が上昇した雨水w1は、屋根集水管19で集水され、雨水回収管20に流入して雨水槽21に戻る。上述のように、屋根表面18を複数のゾーン18A〜18F(図3参照)に仮想的に分割して各ゾーン18A〜18Fに時間差で雨水w1を供給するようにすると、連続的に太陽熱を採熱することができる。このように太陽熱を採熱して、雨水槽21内の水温を、例えば夏には約40℃、冬には約15℃とすることができる。   The flow rate of the rainwater w1 pumped to the roof sprinkler pipe 11 by the heat collecting pump 31 may be set to an amount of water that prevents the rainwater w1 supplied to the roof surface 18 from evaporating as much as possible. By suppressing the amount of evaporation, more solar heat can be collected. Conversely, if the flow rate of the rainwater w1 pumped to the roof sprinkler 11 is too large, the temperature rise of the rainwater w1 after heat collection is reduced, so the power of the heat collection pump 31 is used to increase the temperature rise as much as possible. Even if this is subtracted, the amount of water should be such that there is a temperature rise that can effectively improve the coefficient of performance (COP) of the heat pump chiller 35. That is, the flow rate of the rainwater w1 pumped to the roof sprinkler pipe 11 is preferably set to a flow rate in which the temperature rise is as large as possible within the range of the flow rate that does not evaporate as much as possible on the roof surface 18. The rainwater w <b> 1 whose temperature has risen due to heat from the roof surface 18 is collected by the roof collecting pipe 19, flows into the rainwater collecting pipe 20, and returns to the rainwater tank 21. As described above, when the roof surface 18 is virtually divided into a plurality of zones 18A to 18F (see FIG. 3) and the rainwater w1 is supplied to each of the zones 18A to 18F with a time difference, solar heat is continuously taken. Can be heated. Thus, solar heat is collected, and the water temperature in the rainwater tank 21 can be set to about 40 ° C. in summer and about 15 ° C. in winter, for example.

温度が上昇した雨水槽21内の雨水w1の熱は、ヒートポンプチラー35の熱源水wmとして利用される。制御装置15が、ヒートポンプチラー35、熱源水ポンプ41P、温熱水ポンプ32を起動させると、雨水槽21内の雨水w1の熱が雨水熱交換器38を介して熱源水wmに伝達され、熱源水ポンプ41Pにより熱源水wmはヒートポンプチラー35の熱源導入部35eに導入される。他方、温熱水ポンプ32の起動により温熱蓄熱槽22内の温熱水w2が温熱水入口管42s及び共用入口管45sを介して水温調節部35cに導入される。水温調節部35cに導入された温熱水w2は、温度が上昇して温熱蓄熱槽22に戻る。このようにして、温熱蓄熱槽22内の温熱水w2の温度が利用に適した温度に調節される。本実施の形態では、温熱蓄熱槽22内の温熱水w2を約50℃に上昇させることし、この約50℃の温熱水w2を例えばプール加温熱交換器36における温水プールの水w5を加温するために任意の時間帯に利用する。   The heat of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 whose temperature has risen is used as the heat source water wm of the heat pump chiller 35. When the control device 15 starts the heat pump chiller 35, the heat source water pump 41P, and the hot water pump 32, the heat of the rain water w1 in the rain water tank 21 is transmitted to the heat source water wm via the rain water heat exchanger 38, and the heat source water The heat source water wm is introduced into the heat source introduction part 35e of the heat pump chiller 35 by the pump 41P. On the other hand, when the hot water pump 32 is activated, the hot water w2 in the hot heat storage tank 22 is introduced into the water temperature adjusting unit 35c via the hot water inlet pipe 42s and the common inlet pipe 45s. The hot water w <b> 2 introduced into the water temperature adjustment unit 35 c rises in temperature and returns to the thermal heat storage tank 22. In this way, the temperature of the hot water w2 in the hot heat storage tank 22 is adjusted to a temperature suitable for use. In the present embodiment, the hot water w2 in the thermal heat storage tank 22 is raised to about 50 ° C., and the hot water w2 at about 50 ° C. is heated by, for example, the water w5 of the hot water pool in the pool heating heat exchanger 36. To use at any time.

このように、屋根散水システム10では、採熱した太陽熱により温度を上昇させた熱源水wmをヒートポンプチラー35に供給することにより、熱源水wmの温度を上昇させない場合に比べてヒートポンプチラー35の成績係数(COP)を向上させることができる。なお、ヒートポンプチラー35を夜間に稼働させた場合は、電力利用の平準化に資することになると共に、比較的安価な夜間電力を利用してヒートポンプチラー35を稼働させることができるので経済的なメリットもある。   Thus, in the roof watering system 10, by supplying the heat source water wm whose temperature has been increased by the collected solar heat to the heat pump chiller 35, the performance of the heat pump chiller 35 compared to the case where the temperature of the heat source water wm is not increased. The coefficient (COP) can be improved. In addition, when the heat pump chiller 35 is operated at night, it contributes to leveling of electric power use, and the heat pump chiller 35 can be operated by using relatively inexpensive night electric power. There is also.

屋根散水システム10は、温熱の需要がないときに冷熱水w3を生成するシステムに切り替えてもよい。冷熱水w3を生成するシステムとした場合は、雨水槽21内の雨水w1の温度ができるだけ低い方が好ましいことになる。屋根散水システム10を冷熱水w3を生成するシステムに切り替える場合は、入口切替弁28及び出口切替弁29を温熱蓄熱槽22側から冷熱蓄熱槽23側へ切り替える。そして、例えば放射冷却により屋根表面18が冷やされて、屋根表面18の温度が雨水槽21内の水w1の温度よりも第2の所定の温度以上低くなったときに、制御装置15は採熱ポンプ31を起動させる。ここで「第2の所定の温度」は、好ましくは採熱ポンプ31の動力を差し引いても雨水w1を屋根表面18で冷却した方がメリットがある温度であり、例えば10℃とすることができる。なお、冷熱水w3を生成するシステムに切り替えた場合も、制御装置15は、屋根温度センサ16及び雨水槽温度センサ17から温度信号を随時受信している。   The roof watering system 10 may be switched to a system that generates cold / hot water w3 when there is no demand for warm heat. When it is set as the system which produces | generates the cold / hot water w3, the one where the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 is as low as possible is preferable. When the roof watering system 10 is switched to a system that generates the cold / hot water w3, the inlet switching valve 28 and the outlet switching valve 29 are switched from the thermal heat storage tank 22 side to the cold heat storage tank 23 side. For example, when the roof surface 18 is cooled by radiation cooling and the temperature of the roof surface 18 becomes lower than the temperature of the water w1 in the rainwater tank 21 by a second predetermined temperature or more, the control device 15 collects heat. The pump 31 is started. Here, the “second predetermined temperature” is preferably a temperature at which the rainwater w1 is cooled by the roof surface 18 even when the power of the heat collecting pump 31 is subtracted, and can be set to 10 ° C., for example. . In addition, also when switching to the system which produces | generates the cold / hot water w3, the control apparatus 15 has received the temperature signal from the roof temperature sensor 16 and the rainwater tank temperature sensor 17 at any time.

採熱ポンプ31が起動すると、雨水w1は揚水管12を流れて屋根散水管11に至り、低縁11s(図2及び図4参照)を越流して屋根表面18を流れる。屋根表面18を流れる雨水w1は、放射冷却等によって温度が低下した屋根表面18により冷やされて温度が低下する。屋根表面18によって冷やされた雨水w1は、屋根集水管19で集水され、雨水回収管20に流入して雨水槽21に戻る。   When the heat collecting pump 31 is activated, the rainwater w1 flows through the pumping pipe 12 to the roof watering pipe 11, and flows over the low edge 11s (see FIGS. 2 and 4) and flows through the roof surface 18. The rainwater w1 flowing on the roof surface 18 is cooled by the roof surface 18 whose temperature has been lowered by radiation cooling or the like, and the temperature is lowered. The rainwater w1 cooled by the roof surface 18 is collected by the roof water collecting pipe 19, flows into the rainwater collecting pipe 20, and returns to the rainwater tank 21.

温度が低下した雨水槽21内の雨水w1の熱は、ヒートポンプチラー35の熱源水として利用される。制御装置15が、ヒートポンプチラー35、熱源水ポンプ41P、冷熱水ポンプ33を起動させると、雨水槽21内の雨水w1の冷熱が雨水熱交換器38を介して熱源水wmに伝達され、熱源水ポンプ41Pにより熱源水wmはヒートポンプチラー35の熱源導入部35eに導入される。他方、冷熱水ポンプ33の起動により冷熱蓄熱槽23内の冷熱水w3が冷熱水入口管43s及び共用入口管45sを介して水温調節部35cに導入される。水温調節部35cに導入された冷熱水w3は、温度が低下して冷熱蓄熱槽23に戻る。このようにして、冷熱蓄熱槽23内の冷熱水w3の温度が利用に適した温度に調節される。本実施の形態では、冷熱蓄熱槽23内の冷熱水w3を約7℃に低下させることし、この約7℃の冷熱水w3を例えばエアハンドリングユニット(不図示)に任意の時間帯に供給することで利用する。   The heat of the rainwater w <b> 1 in the rainwater tank 21 whose temperature has been lowered is used as heat source water for the heat pump chiller 35. When the control device 15 starts the heat pump chiller 35, the heat source water pump 41P, and the cold water pump 33, the cold heat of the rain water w1 in the rain water tank 21 is transmitted to the heat source water wm via the rain water heat exchanger 38, and the heat source water The heat source water wm is introduced into the heat source introduction part 35e of the heat pump chiller 35 by the pump 41P. On the other hand, when the chilled water pump 33 is activated, the chilled water w3 in the chilled heat storage tank 23 is introduced into the water temperature adjusting unit 35c through the chilled water inlet pipe 43s and the common inlet pipe 45s. The temperature of the chilled water w3 introduced into the water temperature adjusting unit 35c is lowered and returned to the chilled heat storage tank 23. In this way, the temperature of the cold / hot water w3 in the cold / heat storage tank 23 is adjusted to a temperature suitable for use. In the present embodiment, the chilled water w3 in the chilled heat storage tank 23 is lowered to about 7 ° C., and the chilled water w3 at about 7 ° C. is supplied to, for example, an air handling unit (not shown) at an arbitrary time zone. I will use it.

このように、屋根散水システム10では、屋根の表面で冷却した雨水w1の冷熱を利用して温度を低下させた熱源水wmをヒートポンプチラー35に供給することにより、熱源水wmの温度を低下させない場合に比べてヒートポンプチラー35の成績係数(COP)を向上させることができる。なお、ヒートポンプチラー35を夜間に稼働させた場合は、電力利用の平準化に資することとなると共に、比較的安価な夜間電力を利用してヒートポンプチラー35を稼働させることができるので経済的なメリットもあることは、温熱水w2を生成するシステムとして利用した場合と同様である。   Thus, in the roof watering system 10, the temperature of the heat source water wm is not lowered by supplying the heat source water wm whose temperature is lowered by using the cold heat of the rain water w1 cooled on the surface of the roof to the heat pump chiller 35. Compared with the case, the coefficient of performance (COP) of the heat pump chiller 35 can be improved. In addition, when the heat pump chiller 35 is operated at night, it contributes to leveling of electric power use, and the heat pump chiller 35 can be operated by using relatively inexpensive night electric power, so that it is economically advantageous. It is the same as the case where it is used as a system for generating hot water w2.

以上の第1の実施の形態の説明では、昇温機器がヒートポンプチラー35であるとして説明したが、屋根散水システム10を冷熱水w3を生成するシステムとして利用しない場合は、チラーの機能がない単なるヒートポンプとしてもよい。この場合は、冷熱蓄熱槽23及びそのまわりの冷熱水ポンプ33や配管43s、43dも省略することができる。また、入口切替弁28及び出口切替弁29も省略して、温熱水入口管42sと共用入口管45sとを直接接続し、温熱水出口管42dと共用出口管45dとを直接接続することができる。また、屋根温度センサ16及び雨水槽温度センサ17に代えて日射を検知する日射センサを設け、日射があるときに雨水w1を屋根表面18に供給するようにしてもよい。さらに中水w4を利用しない場合は、中水槽24及びそのまわりの機器類34、39を省略することができる。さらに、各機器を手動で操作する場合は制御装置15を設けなくてもよい。   In the above description of the first embodiment, it has been described that the temperature raising device is the heat pump chiller 35. However, when the roof watering system 10 is not used as a system for generating the cold / hot water w3, there is simply no function of the chiller. It is good also as a heat pump. In this case, the cold heat storage tank 23, the cold water pump 33 around it, and the pipes 43s and 43d can also be omitted. Also, the inlet switching valve 28 and the outlet switching valve 29 can be omitted, the hot water inlet pipe 42s and the common inlet pipe 45s can be directly connected, and the hot water outlet pipe 42d and the common outlet pipe 45d can be directly connected. . Moreover, it replaces with the roof temperature sensor 16 and the rainwater tank temperature sensor 17, and the solar radiation sensor which detects solar radiation is provided, and rain water w1 may be supplied to the roof surface 18 when there is solar radiation. Furthermore, when not using the middle water w4, the middle water tank 24 and the devices 34 and 39 around it can be omitted. Furthermore, when operating each apparatus manually, the control apparatus 15 does not need to be provided.

以上の第1の実施の形態の説明では、採熱ポンプ31が水中ポンプであるとして説明したが、雨水槽21内の水源より高所に設けられた自吸式渦巻きポンプであってもよい。また、雨水槽21が可搬式の水槽であって、採熱ポンプ31が水源よりも低所に設置される場合は、自吸式でない渦巻きポンプを用いてもよい。   In the above description of the first embodiment, it has been described that the heat collecting pump 31 is a submersible pump. However, a self-priming centrifugal pump provided at a higher position than the water source in the rainwater tank 21 may be used. Moreover, when the rainwater tank 21 is a portable water tank and the heat collection pump 31 is installed in a lower place than the water source, a non-self-priming spiral pump may be used.

以上の第1の実施の形態の説明では、ヒートポンプチラー35が圧縮式であるとして説明したが、吸収式であってもよい。圧縮式とした場合は、応答が早く(起動してから水温が調節されるまでの時間が短い)、夜間電力により稼働させることができる利点がある。他方、吸収式とした場合は、一般に電気エネルギーよりも安価なエネルギーを利用することが可能となる。外部から供給されるエネルギーは、圧縮式の場合は電気であり、吸収式の場合は油、ガス、蒸気等のいずれかとなる。   In the above description of the first embodiment, the heat pump chiller 35 is described as being a compression type, but may be an absorption type. In the case of the compression type, there is an advantage that the response is quick (the time from the start-up until the water temperature is adjusted is short) and it can be operated by night electricity. On the other hand, in the case of the absorption type, it is possible to use energy that is generally cheaper than electric energy. The energy supplied from the outside is electricity in the case of the compression type, and is any of oil, gas, steam, etc. in the case of the absorption type.

以上の第1の実施の形態の説明では、入口切替弁28及び出口切替弁29が三方弁であるとして説明したが、2つの二方弁を利用してヒートポンプチラー35の水温調節部35cに導入する水を温熱水w2と冷熱水w3との間で切り替えるように構成してもよい。   In the above description of the first embodiment, it has been described that the inlet switching valve 28 and the outlet switching valve 29 are three-way valves. However, two two-way valves are used to introduce the water temperature adjusting unit 35c of the heat pump chiller 35. You may comprise so that the water to perform may be switched between warm water w2 and cold water w3.

以上の第1の実施の形態の説明では、屋根散水システム10を、温熱水w2を生成するシステムとして利用する場合と、冷熱水w3を生成するシステムとして利用する場合とで、雨水w1を供給する屋根表面18を変えることについて言及していないが、北半球に位置する我が国においては、温熱水w2を生成するシステムとして利用する場合は南側に面した屋根表面18に雨水w1を供給し、冷熱水w3を生成するシステムとして利用する場合は北側に面した屋根表面18に雨水w1を供給するようにしてもよい。また、雨水槽21を、温熱水w2生成用と冷熱水w3生成用とで別個に設け、屋根表面18の温度変化により、随時、温熱水w2を生成するシステムと冷熱水w3を生成するシステムとを切り替えるように構成してもよい(例えば季節ごとに切り替えるのではなく日中と夜間とで切り替える等)。   In the above description of the first embodiment, rainwater w1 is supplied when the roof watering system 10 is used as a system for generating hot water w2 and when it is used as a system for generating cold water w3. Although there is no mention of changing the roof surface 18, in Japan located in the northern hemisphere, when using as a system for generating hot water w2, rainwater w1 is supplied to the roof surface 18 facing the south side, and cold water w3 is used. Rainwater w1 may be supplied to the roof surface 18 facing the north side. In addition, a rainwater tank 21 is provided separately for generating hot water w2 and for generating cold water w3, and a system for generating hot water w2 and a system for generating cold water w3 as needed depending on the temperature change of the roof surface 18. (For example, switching between day and night instead of switching every season).

次に図5を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る太陽熱採熱システムとしての無散水融雪システム50について説明する。図5は、無散水融雪システム50の模式的系統図である。無散水融雪システム50は、採熱用水供給管としての採熱往管52と、第1の水槽としての雨水槽21と、第2の水槽としての温熱蓄熱槽22と、昇温機器としてのヒートポンプ55とを備えている。   Next, with reference to FIG. 5, the non-sprinkling snow melting system 50 as a solar heat collection system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 5 is a schematic system diagram of the non-sprinkling snow melting system 50. A non-sprinkling snow melting system 50 includes a heat collecting forward pipe 52 as a heat collecting water supply pipe, a rainwater tank 21 as a first water tank, a thermal heat storage tank 22 as a second water tank, and a heat pump as a temperature raising device. 55.

採熱往管52は、路面58の下に設置された融雪用のパイプとしての融雪管53に、切替弁56Aを介して接続されている。融雪管53の他端は、切替弁56Bを介して採熱還管54に接続されている。融雪管53は、路面58下に埋設される温水ロードヒーティング用のパイプであり、所定の大きさのパネル上に架橋ポリエチレン管が蛇行するように取り付けられている。切替弁56A、56Bに接続されている端部とは反対側の、採熱往管52の端部及び採熱還管54の端部は、雨水槽21内に存在している。   The heat collection outlet pipe 52 is connected to a snow melting pipe 53 as a snow melting pipe installed under the road surface 58 via a switching valve 56A. The other end of the snow melting tube 53 is connected to the heat collection return tube 54 via a switching valve 56B. The snow melting tube 53 is a pipe for warm water load heating buried under the road surface 58, and is attached so that a cross-linked polyethylene tube meanders on a panel of a predetermined size. The end of the heat collection outlet pipe 52 and the end of the heat collection return pipe 54 on the side opposite to the ends connected to the switching valves 56 </ b> A and 56 </ b> B are present in the rainwater tank 21.

雨水槽21は、典型的には、路面58に降った雨を貯える水槽である。路面58に降った雨は、雨水管(不図示)を流れて雨水槽21に流入する。雨水槽21は、太陽熱を採熱した雨水w1を任意の時間に利用可能とする観点から、断熱されていることが好ましい。雨水槽21は、本実施の形態では路面58下に形成された躯体(コンクリート)で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたFRP製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。雨水槽21には、屋根散水システム10(図1参照)のものと同様の採熱ポンプ31が設置されており、採熱ポンプ31に採熱往管52が接続されている。また、雨水槽21には、屋根散水システム10(図1参照)のものと同様の雨水熱交換器38が配設されている。雨水熱交換器38には、熱源水ポンプ41Pが配設された熱源水管41が接続されている。熱源水管41は、ヒートポンプ55に接続されている。   The rainwater tank 21 is typically a water tank that stores rain that has fallen on the road surface 58. The rain that has fallen on the road surface 58 flows into a rainwater tank 21 through a rainwater pipe (not shown). The rainwater tank 21 is preferably insulated from the viewpoint that the rainwater w1 obtained by collecting solar heat can be used at an arbitrary time. The rain water tank 21 is a water tank surrounded by a frame (concrete) formed under the road surface 58 in this embodiment, but is a portable water tank made of FRP or steel plate installed on the ground or indoors. May be. In the rainwater tank 21, a heat collecting pump 31 similar to that of the roof watering system 10 (see FIG. 1) is installed, and a heat collecting pipe 52 is connected to the heat collecting pump 31. The rainwater tank 21 is provided with a rainwater heat exchanger 38 similar to that of the roof watering system 10 (see FIG. 1). A heat source water pipe 41 provided with a heat source water pump 41P is connected to the rainwater heat exchanger 38. The heat source water pipe 41 is connected to the heat pump 55.

ヒートポンプ55は、雨水槽21内の雨水w1と熱交換して昇温された熱源水wmを熱源として導入し、外部からの電気エネルギーを利用して、雨水w1よりも温度が高い、第2の水としての温熱水w2を生成する機器である。ヒートポンプ55は、冷媒の冷凍サイクルを利用して、冷媒が凝縮する際に放出する熱で水(w2)を加温するユニットである。ヒートポンプ55は、典型的には圧縮式のヒートポンプであり、熱源水wmを導入する蒸発器55eと、温熱水w2を導入する凝縮器55cとを有している。上述の熱源水管41は蒸発器55eに接続されている。凝縮器55cには、入口側に温熱水入口管42sが接続され、出口側に温熱水出口管42dが接続されている。   The heat pump 55 introduces, as a heat source, the heat source water wm that has been heated and exchanged with the rainwater w1 in the rainwater tank 21, and uses the external electric energy to have a temperature higher than that of the rainwater w1. It is an apparatus which produces | generates the warm water w2 as water. The heat pump 55 is a unit that uses the refrigerant refrigeration cycle to heat water (w2) with heat released when the refrigerant condenses. The heat pump 55 is typically a compression heat pump, and includes an evaporator 55e that introduces heat source water wm and a condenser 55c that introduces hot water w2. The heat source water pipe 41 is connected to the evaporator 55e. The condenser 55c has a hot water inlet pipe 42s connected to the inlet side and a hot water outlet pipe 42d connected to the outlet side.

ヒートポンプ55により昇温される温熱水w2は、温熱蓄熱槽22に貯留されている。温熱蓄熱槽22は、ヒートポンプ55により温度が上昇した温熱水w2を任意の時間に利用可能とする観点から、適切に断熱されていることが好ましい。温熱蓄熱槽22は、本実施の形態では、雨水槽21と同様、地下のピットを利用して形成された躯体(コンクリート)で囲まれた水槽であるが、地上や屋内に設置されたFRP製や鋼板製等の可搬式の水槽であってもよい。温熱蓄熱槽22には温熱水ポンプ32が設置されている。温熱水ポンプ32には温熱水入口管42sが接続されている。また、温熱蓄熱槽22には、冬季に融雪管53へ温熱水w2を圧送する融雪ポンプ59が設置されている。融雪ポンプ59には融雪往管57Aが接続されている。融雪往管57Aの他端は切替弁56Aに接続されている。他方の切替弁56Bには融雪還管57Bが接続されており、融雪還管57Bの他端は温熱蓄熱槽22に導かれている。切替弁56Aは、融雪管53、採熱往管52、融雪往管57Aが接続される三方弁となっている。切替弁56Bは、融雪管53、採熱還管54、融雪還管57Bが接続される三方弁となっている。   The hot water w <b> 2 heated by the heat pump 55 is stored in the hot heat storage tank 22. It is preferable that the thermal heat storage tank 22 is appropriately insulated from the viewpoint that the hot water w <b> 2 whose temperature has been raised by the heat pump 55 can be used at an arbitrary time. In this embodiment, the thermal heat storage tank 22 is a water tank surrounded by a frame (concrete) formed by using an underground pit, like the rainwater tank 21, but is made of FRP installed on the ground or indoors. Or a portable water tank made of steel plate or the like. A hot water pump 32 is installed in the hot heat storage tank 22. A hot water inlet pipe 42 s is connected to the hot water pump 32. In addition, a snow melting pump 59 that pumps the hot water w2 to the snow melting tube 53 in the winter is installed in the thermal heat storage tank 22. A snow melting forward pipe 57A is connected to the snow melting pump 59. The other end of the snow melting forward tube 57A is connected to the switching valve 56A. A snow melting return pipe 57B is connected to the other switching valve 56B, and the other end of the snow melting return pipe 57B is led to the thermal heat storage tank 22. The switching valve 56A is a three-way valve to which the snow melting pipe 53, the heat collecting forward pipe 52, and the snow melting forward pipe 57A are connected. The switching valve 56B is a three-way valve to which the snow melting pipe 53, the heat collecting return pipe 54, and the snow melting return pipe 57B are connected.

引き続き図5を参照して、無散水融雪システム50の作用を説明する。冬季の降雪時は、路面58の積雪を融雪するための温水としての温熱水w2を、ヒートポンプ55で生成して温熱蓄熱槽22に貯留しておく。そして、切替弁56Aを融雪管53と融雪往管57Aとが連通するように、切替弁56Bを融雪管53と融雪還管57Bとが連通するように切り替えておく。降雪時は融雪ポンプ59を起動し、融雪往管57Aを介して温熱水w2を融雪管53に供給する。温熱水w2が融雪管53を流れると路面58が温められて、路面58上の雪がとける。雪をとかして温度が低下した温熱水w2は、融雪還管57Bを流れて温熱蓄熱槽22に戻る。なお、一般の融雪システムでは降雪時以外は利用されないが、無散水融雪システム50は、降雪時以外にも有効に利用することができる。   With continued reference to FIG. 5, the operation of the non-watering snow melting system 50 will be described. During winter snowfall, hot water w2 as hot water for melting snow on the road surface 58 is generated by the heat pump 55 and stored in the thermal heat storage tank 22. Then, the switching valve 56B is switched so that the snow melting tube 53 and the snow melting return pipe 57B communicate with each other so that the switching valve 56A communicates with the snow melting tube 53 and the snow melting outward tube 57A. At the time of snowfall, the snow melting pump 59 is activated, and the hot water w2 is supplied to the snow melting tube 53 via the snow melting forward tube 57A. When the hot water w2 flows through the snow melting tube 53, the road surface 58 is warmed and the snow on the road surface 58 is melted. The hot water w <b> 2 whose temperature has decreased due to melting snow flows through the snow melting return pipe 57 </ b> B and returns to the thermal heat storage tank 22. In addition, although a general snow melting system is not used except during snowfall, the non-sprinkling snow melting system 50 can be used effectively other than during snowfall.

降雪時以外では、路面58の温度が雨水槽21内の雨水w1の温度よりも第3の所定の温度以上高いときに採熱ポンプ31を起動させる。ここで「第3の所定の温度」は、好ましくは採熱ポンプ31の動力を差し引いても太陽熱を採熱した方がメリットがある温度であり、例えば10℃とすることができる。別の観点から見れば、融雪管53を流れて雨水槽21に戻ってきた雨水w1の温度が、採熱前の雨水槽21内の雨水w1の温度よりも2℃以上、好ましくは5℃以上、より好ましくは8℃以上高くなるような路面58の温度を第3の所定の温度とするとよい。採熱ポンプ31を起動させるときは、切替弁56Aを融雪管53と採熱往管52とが連通するように切り替え、切替弁56Bを融雪管53と採熱還管54とが連通するように切り替える。   Except during snowfall, the heat collecting pump 31 is activated when the temperature of the road surface 58 is higher than the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 by a third predetermined temperature or more. Here, the “third predetermined temperature” is preferably a temperature at which solar heat is merited even when the power of the heat collecting pump 31 is subtracted, and can be set to 10 ° C., for example. From another point of view, the temperature of the rainwater w1 flowing through the snow melting tube 53 and returning to the rainwater tank 21 is 2 ° C. or more, preferably 5 ° C. or more than the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 before heat collection. More preferably, the temperature of the road surface 58 that becomes higher by 8 ° C. or more is set as the third predetermined temperature. When the heat collecting pump 31 is started, the switching valve 56A is switched so that the snow melting tube 53 and the heat collecting forward tube 52 communicate with each other, and the switching valve 56B is communicated with the snow melting tube 53 and the heat collecting return tube 54. Switch.

採熱ポンプ31が起動すると、雨水w1は採熱往管52を流れた後に融雪管53を流れる。融雪管53を流れる雨水w1は、日射によって温度が上昇した路面58の表面から熱を受けて温度が上昇する。逆に、路面58は雨水w1との熱交換によって冷やされる。路面58が冷やされると、ヒートアイランド現象の抑制につながる。温度が上昇した雨水w1は、採熱還管54を介して雨水槽21に戻る。   When the heat collecting pump 31 is activated, the rainwater w1 flows through the snow melting pipe 53 after flowing through the heat collecting outgoing pipe 52. The rainwater w1 flowing through the snow melting tube 53 receives heat from the surface of the road surface 58 where the temperature has increased due to solar radiation, and the temperature rises. Conversely, the road surface 58 is cooled by heat exchange with the rainwater w1. When the road surface 58 is cooled, the heat island phenomenon is suppressed. The rainwater w <b> 1 whose temperature has risen returns to the rainwater tank 21 through the heat recovery return pipe 54.

温度が上昇した雨水槽21内の雨水w1の熱は、ヒートポンプ55の熱源水として利用される。ヒートポンプ55、熱源水ポンプ41P、温熱水ポンプ32が起動されると、雨水槽21内の雨水w1の熱が雨水熱交換器38を介して熱源水wmに伝達され、熱源水ポンプ41Pにより熱源水wmはヒートポンプ55の蒸発器55eに導入される。他方、温熱水ポンプ32の起動により温熱蓄熱槽22内の温熱水w2が温熱水入口管42sを介して凝縮器55cに導入される。凝縮器55cに導入された温熱水w2は、温度が上昇して温熱蓄熱槽22に戻る。このようにして、温熱蓄熱槽22内の温熱水w2の温度が利用に適した温度に調節される。利用に適した温度に調節された温熱蓄熱槽22内の温熱水w2は、例えば屋根散水システム10(図1参照)と同様に、約50℃に上昇させて温水プールの水の加温に任意の時間帯に利用することができる。   The heat of the rainwater w <b> 1 in the rainwater tank 21 whose temperature has risen is used as heat source water for the heat pump 55. When the heat pump 55, the heat source water pump 41P, and the hot water pump 32 are activated, the heat of the rain water w1 in the rain water tank 21 is transmitted to the heat source water wm through the rain water heat exchanger 38, and the heat source water 41P is used as the heat source water. wm is introduced into the evaporator 55e of the heat pump 55. On the other hand, when the hot water pump 32 is activated, the hot water w2 in the hot heat storage tank 22 is introduced into the condenser 55c via the hot water inlet pipe 42s. The hot water w <b> 2 introduced into the condenser 55 c rises in temperature and returns to the hot heat storage tank 22. In this way, the temperature of the hot water w2 in the hot heat storage tank 22 is adjusted to a temperature suitable for use. The hot water w2 in the thermal heat storage tank 22 adjusted to a temperature suitable for use is raised to about 50 ° C., for example, in the same manner as the roof watering system 10 (see FIG. 1). It can be used during the time period.

このように、無散水融雪システム50では、採熱した太陽熱により温度を上昇させた熱源水wmをヒートポンプ55に供給することにより、熱源水wmの温度を上昇させない場合に比べてヒートポンプ55の成績係数(COP)を向上させることができる。なお、ヒートポンプ55を夜間に稼働させた場合は、電力利用の平準化に資することになると共に、比較的安価な夜間電力を利用してヒートポンプ55を稼働させることができるので経済的なメリットもある。また、無散水融雪システム50は、通常では利用期間が降雪のある季節に限定されるシステムを、夏季等においても有効に利用することができる。すなわち、日射受光面としての路面58が雨水w1の温度を上昇させることができる温度の場合は、融雪以外の目的で利用することが可能となる。   Thus, in the non-sprinkling snow melting system 50, the coefficient of performance of the heat pump 55 is compared with the case where the temperature of the heat source water wm is not increased by supplying the heat source water wm whose temperature has been increased by the collected solar heat to the heat pump 55. (COP) can be improved. In addition, when the heat pump 55 is operated at night, it contributes to leveling of electric power use, and there is also an economic advantage because the heat pump 55 can be operated using relatively inexpensive night electric power. . In addition, the non-sprinkling snow melting system 50 can effectively use a system whose use period is normally limited to a season with snowfall, even in summer. That is, when the road surface 58 as the solar radiation receiving surface is at a temperature that can raise the temperature of the rainwater w1, it can be used for purposes other than melting snow.

以上で説明した無散水融雪システム50の一連の動作は、手動で行ってもよく、制御装置により自動で行ってもよい。   A series of operation | movement of the non-sprinkling snow melting system 50 demonstrated above may be performed manually, and may be performed automatically by a control apparatus.

次に図6を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る太陽熱採熱システムとしての散水消雪システム60について説明する。図6は、散水消雪システム60の模式的系統図である。散水消雪システム60は、路面68に積もった雪に路面散水管61から直接散水して消雪するシステムである。散水消雪システム60は、無散水融雪システム50(図5参照)と比較すると、採熱往管52及び採熱還管54が融雪管53(図5参照)に接続されるのに代えて、採熱往管52が供給管62に接続され、採熱還管54が回収管64に接続されるのが異なっている。また、切替弁56Bから温熱蓄熱槽22へ配設された融雪還管57B(図5参照)に代えて、下水本管(不図示)へ向けて排水管67が配設されているのが異なっている。これ以外の、切替弁56A、56Bより水槽側の構成は、無散水融雪システム50(図5参照)と同様である。   Next, with reference to FIG. 6, the water spraying snow extinguishing system 60 as a solar heat collection system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a schematic system diagram of the watering and snow removal system 60. The water sprinkling / snow-removing system 60 is a system that sprinkles snow directly on the road surface 68 from the road surface sprinkling pipe 61 to clear the snow. Compared with the non-sprinkling snow melting system 50 (see FIG. 5), the water spraying and snow-melting system 60 is replaced with the heat collecting forward pipe 52 and the heat collecting return pipe 54 connected to the snow melting pipe 53 (see FIG. 5). The difference is that the heat collection outgoing pipe 52 is connected to the supply pipe 62 and the heat collection return pipe 54 is connected to the recovery pipe 64. Further, a drain pipe 67 is disposed toward a sewage main pipe (not shown) instead of the snow melting return pipe 57B (see FIG. 5) disposed from the switching valve 56B to the thermal heat storage tank 22. ing. The structure of the water tank side from the switching valves 56A and 56B other than this is the same as that of the non-sprinkling snow melting system 50 (refer FIG. 5).

供給管62は、路面散水管61に接続されている。路面散水管61は、典型的には路面68の中央線上に適切な間隔で配置されており、中央線上を除く放射状に散水できるように構成されている。路面68の両脇には、路面散水管61から散布した水や雨水を集水する路面集水管としての集水溝63が形成されている。集水溝63には回収管64が接続されている。   The supply pipe 62 is connected to the road surface water spray pipe 61. The road surface sprinkling pipes 61 are typically arranged at appropriate intervals on the center line of the road surface 68, and are configured to be able to spray water radially except on the center line. On both sides of the road surface 68, water collecting grooves 63 are formed as road surface water collecting pipes for collecting water sprayed from the road surface water pipe 61 and rainwater. A collection pipe 64 is connected to the water collecting groove 63.

引き続き図6を参照して、散水消雪システム60の作用を説明する。降雨により路面68に当たった雨は、集水溝63に流入する。集水溝63に流入した雨水は、回収管64を流れて雨水槽21に流入し貯留される。冬季の降雪時は、無散水融雪システム50(図5参照)と同様に、路面68の積雪を消雪するための温水としての温熱水w2を、ヒートポンプ55で生成して温熱蓄熱槽21に貯留しておく。そして、切替弁56Aを供給管62と融雪往管57Aとが連通するように、切替弁56Bを回収管64と排水管67とが連通するように切り替えておく。降雪時は融雪ポンプ59を起動し、融雪往管57A及び供給管62を介して温熱水w2を路面散水管61に圧送し、路面68に散水する。路面68の積雪は、温熱水w2でとけて水となり、集水溝63に流入する。集水溝63に流入した雪解け水は、回収管64及び排水管67を流れて下水本管(不図示)に至る。下水本管(不図示)に導かれるようにシステム外に流出する分の水は、市水(不図示)から温熱蓄熱槽22へ補給される。なお、一般の消雪システムでは降雪時以外は利用されないが、散水消雪システム60は、降雪時以外にも有効に利用することができる。   With continued reference to FIG. 6, the operation of the watering and snow removal system 60 will be described. Rain that hits the road surface 68 due to rain flows into the water collecting groove 63. Rainwater that has flowed into the water collecting groove 63 flows through the collection pipe 64 and flows into the rainwater tank 21 and is stored. At the time of snowfall in winter, as in the non-sprinkling snow melting system 50 (see FIG. 5), hot water w2 as hot water for removing snow on the road surface 68 is generated by the heat pump 55 and stored in the thermal heat storage tank 21. Keep it. Then, the switching valve 56B is switched so that the recovery pipe 64 and the drain pipe 67 communicate with each other so that the switching pipe 56A communicates with the supply pipe 62 and the snow melting forward pipe 57A. At the time of snowfall, the snow melting pump 59 is activated, and hot water w2 is pumped to the road surface sprinkling pipe 61 through the snow melting forward pipe 57A and the supply pipe 62 and sprinkled on the road surface 68. The snow on the road surface 68 is melted by the hot water w <b> 2 and flows into the water collecting groove 63. The snowmelt flowing into the water collecting groove 63 flows through the recovery pipe 64 and the drain pipe 67 and reaches the sewage main pipe (not shown). The amount of water that flows out of the system so as to be led to the sewage main pipe (not shown) is supplied from the city water (not shown) to the thermal heat storage tank 22. In addition, although it is not used except during snowfall in a general snow removal system, the sprinkling snow removal system 60 can be used effectively other than during snowfall.

降雪時以外では、無散水融雪システム50(図5参照)と同様に、路面68の温度が雨水槽21内の雨水w1の温度よりも第3の所定の温度以上高いときに採熱ポンプ31を起動させる。「第3の所定の温度」は、好ましくは採熱ポンプ31の動力を差し引いても太陽熱を採熱した方がメリットがある温度であり、例えば10℃とすることができる。別の観点から見れば、路面68を流れて雨水槽21に戻ってきた雨水w1の温度が、採熱前の雨水槽21内の雨水w1の温度よりも2℃以上、好ましくは5℃以上、より好ましくは8℃以上高くなるような路面68の温度を第3の所定の温度とするとよい。採熱ポンプ31を起動させるときは、切替弁56Aを供給管62と採熱往管52とが連通するように切り替え、切替弁56Bを回収管64と採熱還管54とが連通するように切り替える。   Except during snowfall, the heat collecting pump 31 is turned on when the temperature of the road surface 68 is higher than the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 by a third predetermined temperature or more, similarly to the non-sprinkling snow melting system 50 (see FIG. 5). Start. The “third predetermined temperature” is preferably a temperature at which it is more advantageous to extract solar heat even when the power of the heat collecting pump 31 is subtracted, and can be set to 10 ° C., for example. From another point of view, the temperature of the rainwater w1 flowing through the road surface 68 and returning to the rainwater tank 21 is 2 ° C or higher, preferably 5 ° C or higher, than the temperature of the rainwater w1 in the rainwater tank 21 before heat collection. More preferably, the temperature of the road surface 68 that is higher by 8 ° C. or more is set as the third predetermined temperature. When starting the heat collecting pump 31, the switching valve 56A is switched so that the supply pipe 62 and the heat collecting forward pipe 52 communicate with each other, and the switching valve 56B is communicated with the recovery pipe 64 and the heat collecting return pipe 54. Switch.

採熱ポンプ31が起動すると、雨水w1は採熱往管52及び供給管62を流れて路面散水管61に至り、路面68に散水される。路面68に散水された雨水w1は、集水溝63に向かって流れ、日射によって温度が上昇した路面68の表面から熱を受けて温度が上昇する。逆に、路面68は雨水w1によって冷やされる。路面68が冷やされると、ヒートアイランド現象の抑制につながる。温度が上昇した雨水w1は、回収管64及び採熱還管54を介して雨水槽21に戻る。   When the heat collecting pump 31 is activated, the rainwater w1 flows through the heat collecting forward pipe 52 and the supply pipe 62 to reach the road surface sprinkling pipe 61 and is sprinkled on the road surface 68. The rainwater w1 sprinkled on the road surface 68 flows toward the water collecting groove 63, and the temperature rises by receiving heat from the surface of the road surface 68 whose temperature has been increased by solar radiation. Conversely, the road surface 68 is cooled by the rainwater w1. When the road surface 68 is cooled, the heat island phenomenon is suppressed. The rainwater w <b> 1 whose temperature has risen returns to the rainwater tank 21 through the recovery pipe 64 and the heat recovery return pipe 54.

温度が上昇した雨水槽21内の雨水w1の熱は、ヒートポンプ55の熱源水として利用される。ヒートポンプ55、熱源水ポンプ41P、温熱水ポンプ32が起動されると、雨水槽21内の雨水w1の熱が雨水熱交換器38を介して熱源水wmに伝達され、熱源水ポンプ41Pにより熱源水wmはヒートポンプ55の蒸発器55eに導入される。他方、温熱水ポンプ32の起動により温熱蓄熱槽22内の温熱水w2が温熱水入口管42sを介して凝縮器55cに導入される。凝縮器55cに導入された温熱水w2は、温度が上昇して温熱蓄熱槽22に戻る。このようにして、温熱蓄熱槽22内の温熱水w2の温度が利用に適した温度に調節される。利用に適した温度に調節された温熱蓄熱槽22内の温熱水w2は、例えば屋根散水システム10(図1参照)や無散水融雪システム50(図5参照)と同様に、約50℃に上昇させて温水プールの水の加温に任意の時間帯に利用することができる。   The heat of the rainwater w <b> 1 in the rainwater tank 21 whose temperature has risen is used as heat source water for the heat pump 55. When the heat pump 55, the heat source water pump 41P, and the hot water pump 32 are activated, the heat of the rain water w1 in the rain water tank 21 is transmitted to the heat source water wm through the rain water heat exchanger 38, and the heat source water 41P is used as the heat source water. wm is introduced into the evaporator 55e of the heat pump 55. On the other hand, when the hot water pump 32 is activated, the hot water w2 in the hot heat storage tank 22 is introduced into the condenser 55c via the hot water inlet pipe 42s. The hot water w <b> 2 introduced into the condenser 55 c rises in temperature and returns to the hot heat storage tank 22. In this way, the temperature of the hot water w2 in the hot heat storage tank 22 is adjusted to a temperature suitable for use. The hot water w2 in the thermal heat storage tank 22 adjusted to a temperature suitable for use rises to about 50 ° C., for example, similarly to the roof watering system 10 (see FIG. 1) and the non-watering snow melting system 50 (see FIG. 5). It can be used at any time to warm the water in the heated pool.

このように、散水消雪システム60では、採熱した太陽熱により温度を上昇させた熱源水wmをヒートポンプ55に供給することにより、熱源水wmの温度を上昇させない場合に比べてヒートポンプ55の成績係数(COP)を向上させることができる。なお、ヒートポンプ55を夜間に稼働させた場合は、電力利用の平準化に資することになると共に、比較的安価な夜間電力を利用してヒートポンプ55を稼働させることができるので経済的なメリットもある。また、散水消雪システム60は、通常では利用期間が降雪のある季節に限定されるシステムを、夏季等においても有効に利用することができる。すなわち、日射受光面としての路面68が雨水w1の温度を上昇させることができる温度の場合は、融雪(消雪)以外の目的で利用することが可能となる。   As described above, in the water spray snow removal system 60, the coefficient of performance of the heat pump 55 is compared with the case where the temperature of the heat source water wm is not increased by supplying the heat source water wm whose temperature has been increased by the collected solar heat to the heat pump 55. (COP) can be improved. In addition, when the heat pump 55 is operated at night, it contributes to leveling of electric power use, and there is also an economic advantage because the heat pump 55 can be operated using relatively inexpensive night electric power. . In addition, the water spray snow removal system 60 can effectively use a system whose use period is normally limited to a season with snowfall even in summer. That is, when the road surface 68 as the solar radiation receiving surface is at a temperature that can raise the temperature of the rainwater w1, it can be used for purposes other than snow melting (snow removal).

以上で説明した散水消雪システム60の一連の動作は、無散水融雪システム50(図5参照)と同様、手動で行ってもよく、制御装置により自動で行ってもよい。   The series of operations of the water spray snow removal system 60 described above may be performed manually as in the non-water sprinkling snow melting system 50 (see FIG. 5), or may be performed automatically by the control device.

以上の第2、第3の実施の形態の説明では、切替弁56A、56Bが三方弁であるとしたが、2個の二方弁で代用してもよい。   In the above description of the second and third embodiments, the switching valves 56A and 56B are three-way valves, but two two-way valves may be substituted.

以上の第1〜第3の実施の形態の説明では、第1の水槽が雨水槽21であるとして説明したが、水道水を溜める水槽であってもよい。すなわち、第1の水が雨水w1ではなく水道水であってもよい。また、雨水と水道水とが混合した水であってもよい。   In the above description of the first to third embodiments, the first water tank has been described as being the rainwater tank 21, but it may be a water tank that stores tap water. That is, the first water may be tap water instead of rain water w1. Moreover, the water which rain water and tap water mixed may be sufficient.

以上の第1〜第3の実施の形態の説明では、雨水槽21内に雨水熱交換器38を設けることとして説明したが、雨水w1を熱源として直接ヒートポンプチラー35(ヒートポンプ55)に供給してもよい。この場合は適切な防食処理を施すことが好ましい。雨水w1を熱源として直接ヒートポンプチラー35(ヒートポンプ55)に供給した場合は、熱交換ロスがなくなり、COPの向上を図ることができる。   In the above description of the first to third embodiments, the rainwater heat exchanger 38 is provided in the rainwater tank 21, but the rainwater w1 is directly supplied to the heat pump chiller 35 (heat pump 55) as a heat source. Also good. In this case, it is preferable to perform an appropriate anticorrosion treatment. When the rainwater w1 is directly supplied to the heat pump chiller 35 (heat pump 55) as a heat source, the heat exchange loss is eliminated and the COP can be improved.

本発明の第1の実施の形態に係る屋根散水システムの模式的系統図である。1 is a schematic system diagram of a roof watering system according to a first embodiment of the present invention. 屋根まわりの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view around the roof. 屋根を仮想的に分割したときの各ゾーンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows each zone when a roof is divided | segmented virtually. 屋根散水管まわりの水供給ゾーン切り替え構造を示す部分斜視図である。(a)は一態様を示す図、(b)は別の態様を示す図である。It is a fragmentary perspective view which shows the water supply zone switching structure around a roof watering pipe. (A) is a figure which shows one aspect, (b) is a figure which shows another aspect. 本発明の第2の実施の形態に係る無散水融雪システムの模式的系統図である。It is a typical systematic diagram of the non-watering snow melting system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る散水消雪システムの模式的系統図である。It is a typical systematic diagram of the watering snow extinguishing system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 屋根散水システム
11 屋根散水管
11s 低縁
11t 高縁
13a、13b、・・・ 切替バルブ
14a、14b、・・・ 可動板
15 制御装置
16 屋根温度センサ
18 屋根表面
18A〜18F ゾーン
19 屋根集水管
21 雨水槽
22 温熱蓄熱槽
23 冷熱蓄熱槽
35 ヒートポンプチラー
36 プール加温熱交換器
50 無散水融雪システム
52 採熱往管
53 融雪管
55 ヒートポンプ
58 路面
60 散水消雪システム
61 路面散水管
63 集水溝
68 路面
w1 雨水
w2 温熱水
w3 冷熱水
w5 被加熱水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Roof watering system 11 Roof watering pipe 11s Low edge 11t High edge 13a, 13b, ... Switching valve 14a, 14b, ... Movable plate 15 Control apparatus 16 Roof temperature sensor 18 Roof surface 18A-18F Zone 19 Roof water collecting pipe DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Rainwater tank 22 Thermal storage tank 23 Cold thermal storage tank 35 Heat pump chiller 36 Pool heating heat exchanger 50 Non-sprinkling snow-melting system 52 Heat extraction pipe 53 Snow-melting pipe 55 Heat pump 58 Road surface 60 Water spraying snow-discharging system 61 Road surface water-sprinking pipe 63 Water collecting groove 68 Road surface w1 Rain water w2 Hot water w3 Cold water w5 Heated water

Claims (9)

太陽光を受ける屋根の表面に第1の水を供給する屋根散水管であって、前記屋根の表面を複数のゾーンに仮想的に区分した各区分に分けて前記第1の水を供給可能に構成された屋根散水管と;
前記屋根の表面に沿って流れた第1の水を集める屋根集水管と;
前記屋根の表面が仮想的に区分された複数のゾーンのうちの一部の前記ゾーンに前記第1の水を供給し、前記第1の水が供給される前記ゾーンを時間差で切り替える供給ゾーン変更手段とを備える;
太陽熱採熱システム。
A roof sprinkler for supplying first water to a surface of a roof that receives sunlight, wherein the first water can be supplied by dividing the surface of the roof virtually into a plurality of zones. A constructed roof sprinkler;
A roof water collecting pipe for collecting first water flowing along the surface of the roof;
Supply zone change that supplies the first water to a part of the plurality of zones in which the surface of the roof is virtually divided and switches the zone to which the first water is supplied at a time difference Means;
Solar heat collection system.
前記屋根散水管が、前記屋根の表面を複数のゾーンに仮想的に区分した数と同数の区分に前記屋根散水管を区切る仕切板を有し;  The roof sprinkler pipe has a partition plate that divides the roof sprinkler pipe into the same number of sections as the number of sections of the roof virtually divided into a plurality of zones;
前記仕切板で区切られた前記屋根散水管の各区分に前記第1の水を導く複数の揚水管を備え;  A plurality of pumping pipes for guiding the first water to each section of the roof sprinkler pipe partitioned by the partition plate;
前記供給ゾーン変更手段が、前記複数の揚水管にそれぞれ設けられた前記第1の水の流れを遮断可能な切替バルブで構成された;  The supply zone changing means is constituted by a switching valve capable of blocking the flow of the first water provided in each of the plurality of pumping pipes;
請求項1に記載の太陽熱採熱システム。  The solar heat collection system according to claim 1.
前記屋根散水管が、前記屋根の表面を複数のゾーンに仮想的に区分した数と同数の区分に前記屋根集水管側の側壁が区切られて構成され、前記側壁が、区切られた区分ごとに折れ曲がることにより前記第1の水が前記屋根散水管から前記屋根の表面に流水する水位を低くする可動板を有し;  The roof water spray pipe is configured by dividing the roof water collecting pipe side wall into the same number of sections as the number of sections of the roof virtually divided into a plurality of zones, and the side wall is divided into the divided sections. A movable plate that lowers the water level at which the first water flows from the roof sprinkler pipe to the surface of the roof by bending;
前記供給ゾーン変更手段が、前記可動板で構成された;  The supply zone changing means comprises the movable plate;
請求項1に記載の太陽熱採熱システム。  The solar heat collection system according to claim 1.
前記第1の水が供給される前記ゾーンを切り替える際に、隣接するゾーン以外のゾーンに前記第1の水が流れるように前記供給ゾーン変更手段を制御する制御装置を備える;  A controller that controls the supply zone changing means so that the first water flows to a zone other than an adjacent zone when the zone to which the first water is supplied is switched;
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の太陽熱採熱システム。  The solar heat collection system of any one of Claims 1 thru | or 3.
前記屋根散水管が、前記屋根集水管側の縁がその反対側の縁よりも低い明渠で構成された;
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の太陽熱採熱システム。
The roof sprinkler pipe was constructed with a clear light whose edge on the roof water collecting pipe side is lower than the edge on the opposite side;
The solar heat collection system of any one of Claims 1 thru | or 4 .
前記屋根集水管に集まった第1の水を貯える第1の水槽と;  A first water tank for storing first water collected in the roof water collecting pipe;
前記第1の水槽内の第1の水の熱を熱源として前記第1の水よりも温度が高い第2の水を生成する昇温機器とを備える;  A temperature raising device that generates second water having a temperature higher than that of the first water using heat of the first water in the first water tank as a heat source;
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の太陽熱採熱システム。  The solar heat collection system of any one of Claims 1 thru | or 5.
前記昇温機器で生成された前記第2の水を貯える第2の水槽を備える;  A second water tank for storing the second water generated by the temperature raising device;
請求項6に記載の太陽熱採熱システム。  The solar heat collection system according to claim 6.
前記第2の水とは別の被加熱水の熱と前記第2の水の熱との熱交換を行う熱交換器を備える;
請求項6又は請求項に記載の太陽熱採熱システム。
A heat exchanger for exchanging heat between the heat of the heated water different from the second water and the heat of the second water;
The solar heat collection system of Claim 6 or Claim 7 .
前記昇温機器が、前記第1の水槽内の第1の水の熱を熱源として前記第1の水よりも温度が低い第3の水を生成する水熱源ヒートポンプチラーで構成され;
さらに、前記第3の水を貯える第3の水槽と;
前記屋根の表面の温度を検出する温度検出器と;
前記屋根の表面の温度が前記第1の水槽内の第1の水の温度よりも低いときに前記水熱源ヒートポンプチラーをチラーとして運転させる制御装置とを備える;
請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の太陽熱採熱システム。
The temperature raising device is constituted by a water heat source heat pump chiller that generates third water having a temperature lower than that of the first water by using heat of the first water in the first water tank as a heat source;
And a third water tank for storing the third water;
A temperature detector for detecting the temperature of the surface of the roof;
A controller for operating the water heat source heat pump chiller as a chiller when the temperature of the surface of the roof is lower than the temperature of the first water in the first water tank;
The solar heat collection system according to any one of claims 6 to 8 .
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010078278A (en) * 2008-09-29 2010-04-08 Panasonic Corp Storage type water heater
CN101726156B (en) * 2009-11-20 2011-08-31 皇明太阳能股份有限公司 Process method and device for refrigeration, heating and water supply by utilizing solar energy
KR101017035B1 (en) 2010-12-06 2011-02-23 신양에너지 주식회사 Hybrid heating system using the solar heat and contractile heat pump
JP6064671B2 (en) * 2012-06-29 2017-01-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 Tank system and control method thereof
CN107327087B (en) * 2017-06-29 2018-03-23 荆门宁杰机电技术服务有限公司 A kind of multifunction environment-protection type roof
CN113804392A (en) * 2021-09-06 2021-12-17 清华大学合肥公共安全研究院 Environmental wind tunnel and ice and snow melting method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000055413A (en) * 1998-08-12 2000-02-25 Kubota Corp Cooling/heating system using ground heat, building furnished with cooling/heating facility, and cooling/ heating method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS591945B2 (en) * 1979-05-01 1984-01-14 株式会社 栗本鐵工所 Heated pool equipment
JPS6117854A (en) * 1984-07-02 1986-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Heat pump type snow-melting, heating and cooling device
JPS61204461A (en) * 1985-02-19 1986-09-10 宮下 賢二 Snow melting apparatus
JPH05214716A (en) * 1992-01-31 1993-08-24 Sanyo Electric Co Ltd Snow melting device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000055413A (en) * 1998-08-12 2000-02-25 Kubota Corp Cooling/heating system using ground heat, building furnished with cooling/heating facility, and cooling/ heating method

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