JPH02275255A - 太陽光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置 - Google Patents
太陽光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置Info
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- JPH02275255A JPH02275255A JP1095001A JP9500189A JPH02275255A JP H02275255 A JPH02275255 A JP H02275255A JP 1095001 A JP1095001 A JP 1095001A JP 9500189 A JP9500189 A JP 9500189A JP H02275255 A JPH02275255 A JP H02275255A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、ソーラーパネル（太陽熱温水機）等により熱
媒体に蓄えられる太陽光のエネルギーを有効に利用する
ための蓄熱利用Ｈ置に間する。
媒体に蓄えられる太陽光のエネルギーを有効に利用する
ための蓄熱利用Ｈ置に間する。
（従来技術）
７０年代に２度に渡って起こった石油危機に象徴される
ように、化石燃料の希少性とその供給体制の脆弱性とい
う問題に直面して世界的にエネルギー意識が高措し、各
国で原子力をはじめとする代替エネルギーの開発が推進
されるようになった。
ように、化石燃料の希少性とその供給体制の脆弱性とい
う問題に直面して世界的にエネルギー意識が高措し、各
国で原子力をはじめとする代替エネルギーの開発が推進
されるようになった。
その過程で有力な代替エネルギーの一つと目されてきた
のが太陽光の熱エネルギーである。とりわけ我が国の場
合、エネルギー需要の多い冬と夏の天候が晴天に恵まれ
ていることもあ、つて、ヨーロッパなどに比べると好条
件にあり、太陽熱利用の技術改良が進んでいる。例えば
、ソーラーパネルを透過した太陽光または集光装置によ
り反射された太陽光の保有するエネルギーを、熱媒体（
主に水）の熱エネルギーに変換し、直接的にこの熱媒体
を用いる給湯設備、あるいは間接的にこの熱媒体の放熱
作用又は運動エネルギーを利用して行なう暖房又は発電
が実用化されており、経済性及び資源の有効利用という
点で石油等の化石燃料の節約に役立っているのである。
のが太陽光の熱エネルギーである。とりわけ我が国の場
合、エネルギー需要の多い冬と夏の天候が晴天に恵まれ
ていることもあ、つて、ヨーロッパなどに比べると好条
件にあり、太陽熱利用の技術改良が進んでいる。例えば
、ソーラーパネルを透過した太陽光または集光装置によ
り反射された太陽光の保有するエネルギーを、熱媒体（
主に水）の熱エネルギーに変換し、直接的にこの熱媒体
を用いる給湯設備、あるいは間接的にこの熱媒体の放熱
作用又は運動エネルギーを利用して行なう暖房又は発電
が実用化されており、経済性及び資源の有効利用という
点で石油等の化石燃料の節約に役立っているのである。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、天気の影響を受けやすく間欠的であること、低
密度なので集約しなければ大きなエネルギーにならない
ことが、太陽熱があまり利用されない理由に挙げられる
ことからもわかるように、これを有効利用するためには
、その蓄熱法の開発が必要である。残念ながら現在まで
のところ、適度な規模で経済的にして熱容量が大きく、
しかも熱保持の良い蓄熱装置は実用化されていない。
密度なので集約しなければ大きなエネルギーにならない
ことが、太陽熱があまり利用されない理由に挙げられる
ことからもわかるように、これを有効利用するためには
、その蓄熱法の開発が必要である。残念ながら現在まで
のところ、適度な規模で経済的にして熱容量が大きく、
しかも熱保持の良い蓄熱装置は実用化されていない。
本発明はかかる難点に鑑み、オイル等の液体を熱媒体に
、岩石等の固体を蓄熱材とし、適度な規模で経済的にし
て熱容量が大きく、しかも熱保持の良い蓄熱装置を提供
することを目的とする。
、岩石等の固体を蓄熱材とし、適度な規模で経済的にし
て熱容量が大きく、しかも熱保持の良い蓄熱装置を提供
することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明の蓄熱利用装置は、先ずソーラーパネル等の太陽
熱変換装置を日射量の豊富な場所に設置し、気密性及び
断熱性を有する蓄熱槽の内壁面を隈なく反射面としたう
えで、内部に石、コンクリート、ガラス又はセラミック
スの球°状の蓄熱材を充当する。そして両者間をオイル
等の熱媒体に循環させるため、一端を前記太陽熱変換装
置に各々接続した蓄熱吐出管と蓄熱吸引管（蓄熱管）の
夫々の他端を前記蓄熱槽に挿通ずる。他方、同一の熱媒
体にこの蓄熱槽内を別途循環させ、前記熱エネルギーを
移出するため、別の一組の利用吐出管と利用吸引管（蓄
熱利用管）の夫々の一端を前記蓄熱槽に挿通し、各々の
他端を暖房、冷房等の用途に応じて形成された配管と接
続する。前記蓄熱管と前記蓄熱利用管の途中には各々ポ
ンプを介着し、前記熱媒体を強制循環させられるように
しておく、ａ後に前記蓄熱槽内にできた球状の蓄熱材の
間隙と、前記蓄熱管、前記蓄熱利用管、前記太陽熱変換
装置内の管路及び用途に応じて形成された前記配管内部
とを、この液体の熱媒体で満たす。
熱変換装置を日射量の豊富な場所に設置し、気密性及び
断熱性を有する蓄熱槽の内壁面を隈なく反射面としたう
えで、内部に石、コンクリート、ガラス又はセラミック
スの球°状の蓄熱材を充当する。そして両者間をオイル
等の熱媒体に循環させるため、一端を前記太陽熱変換装
置に各々接続した蓄熱吐出管と蓄熱吸引管（蓄熱管）の
夫々の他端を前記蓄熱槽に挿通ずる。他方、同一の熱媒
体にこの蓄熱槽内を別途循環させ、前記熱エネルギーを
移出するため、別の一組の利用吐出管と利用吸引管（蓄
熱利用管）の夫々の一端を前記蓄熱槽に挿通し、各々の
他端を暖房、冷房等の用途に応じて形成された配管と接
続する。前記蓄熱管と前記蓄熱利用管の途中には各々ポ
ンプを介着し、前記熱媒体を強制循環させられるように
しておく、ａ後に前記蓄熱槽内にできた球状の蓄熱材の
間隙と、前記蓄熱管、前記蓄熱利用管、前記太陽熱変換
装置内の管路及び用途に応じて形成された前記配管内部
とを、この液体の熱媒体で満たす。
（作用）
太陽熱変換装置で光エネルギーから変換された熱エネル
ギーを保有して昇温した熱媒体を蓄熱吐出管を経て、蓄
熱槽内に流入させ、球状の蓄熱材の間隙を流動する過程
で、この熱媒°体の保有していた熱エネルギーが蓄熱材
に伝導し、この蓄熱材内部に前記熱エネルギーが蓄積さ
れる。熱交換を終えた前記熱媒体は蓄熱吸引管を経て再
び太陽熱変換装置に送られる。
ギーを保有して昇温した熱媒体を蓄熱吐出管を経て、蓄
熱槽内に流入させ、球状の蓄熱材の間隙を流動する過程
で、この熱媒°体の保有していた熱エネルギーが蓄熱材
に伝導し、この蓄熱材内部に前記熱エネルギーが蓄積さ
れる。熱交換を終えた前記熱媒体は蓄熱吸引管を経て再
び太陽熱変換装置に送られる。
他方任意の時間、日月ないし季節に、同一の熱媒体を利
用吐出管からこの蓄熱槽内に流入させ別途循環させて、
前記蓄熱材から前記熱エネルギーを伝導され昇温した熱
媒体を利用吸引管を経て、暖房、冷房等の用途に応じて
形成された配管に送り、前記熱エネルギーがそれら用途
に消費される結果低温化した熱媒体を再び前記利用吐出
管を経て、蓄熱槽内に流入させる。
用吐出管からこの蓄熱槽内に流入させ別途循環させて、
前記蓄熱材から前記熱エネルギーを伝導され昇温した熱
媒体を利用吸引管を経て、暖房、冷房等の用途に応じて
形成された配管に送り、前記熱エネルギーがそれら用途
に消費される結果低温化した熱媒体を再び前記利用吐出
管を経て、蓄熱槽内に流入させる。
（実施例）
以下に本発明の太陽光の変換熱エネルギーの蓄熱利用装
置を農業用ハウスＨの暖房に用いた実施例を挙げて説明
する。第１図及び第２図に示すように、厚手のコンクリ
ート壁から成り、土中に埋設された蓄熱槽４の内壁面に
、鏡面加工を施したアルミニウム製の薄板を隈なく貼付
し、この内壁面を放射熱に対して有効な反射面２にする
。前記蓄熱槽４の上部壁には出入口が穿設されているが
、この出入口に嵌合されているコンクリート製の蓋７の
下面にも前記薄板を隈なく貼付し保温用反射面とする。
置を農業用ハウスＨの暖房に用いた実施例を挙げて説明
する。第１図及び第２図に示すように、厚手のコンクリ
ート壁から成り、土中に埋設された蓄熱槽４の内壁面に
、鏡面加工を施したアルミニウム製の薄板を隈なく貼付
し、この内壁面を放射熱に対して有効な反射面２にする
。前記蓄熱槽４の上部壁には出入口が穿設されているが
、この出入口に嵌合されているコンクリート製の蓋７の
下面にも前記薄板を隈なく貼付し保温用反射面とする。
蓄熱材３は河川から採取した川石（滑面石）であり、蓄
熱槽４内部に長径的２５〜３０ｃｍの略楕円体ないし略
球体の滑面石３ａと、長径的１０ｃｍの同形状の滑面石
３ｂとをほぼ一様な混合比で充当し、これら滑面石の蓄
熱材３相互間に熱媒体５がスムーズに流動するに足る間
隙を形成する。
熱槽４内部に長径的２５〜３０ｃｍの略楕円体ないし略
球体の滑面石３ａと、長径的１０ｃｍの同形状の滑面石
３ｂとをほぼ一様な混合比で充当し、これら滑面石の蓄
熱材３相互間に熱媒体５がスムーズに流動するに足る間
隙を形成する。
パネル面を太陽の南中点に対向して設置した太陽熱変換
装置１に蓄熱吐出管８ａと蓄熱吸引管８ｂ各々の一端を
接続し、他端を蓄熱槽４上面よりその内部に挿通ずる。
装置１に蓄熱吐出管８ａと蓄熱吸引管８ｂ各々の一端を
接続し、他端を蓄熱槽４上面よりその内部に挿通ずる。
またハウスＨの栽培床土中に敷設された配管りに、利用
吐出管９ａと利用吸引管９ｂ各々の一端を接続し、他端
を蓄熱槽４上面よりその内部に挿通する。
吐出管９ａと利用吸引管９ｂ各々の一端を接続し、他端
を蓄熱槽４上面よりその内部に挿通する。
前記蓄熱槽４内にできた前記滑面石３の間隙と、蓄熱管
８、蓄熱利用管９、前記太陽熱変換装置内の管路（図示
せず）及び前記配管り内部とを、熱媒体５となるオイル
で満たす。Ｐはこの熱媒体５を強制循環させるために前
記蓄熱管８と前記蓄熱利用管９の各々の途中に介着した
ポンプである。
８、蓄熱利用管９、前記太陽熱変換装置内の管路（図示
せず）及び前記配管り内部とを、熱媒体５となるオイル
で満たす。Ｐはこの熱媒体５を強制循環させるために前
記蓄熱管８と前記蓄熱利用管９の各々の途中に介着した
ポンプである。
また前記蓄熱吐出管８ａ並びに前記利用吸引管９ｂ及び
前記ハウスＨ内には液温又は気温を測定する温度センサ
ーが取り付けられており、これら管内の液温が各々の設
定温度に満たない場合には前記蓄熱管８又は前記蓄熱利
用管９の途中に介着された各々のポンプＰが停止し、前
記ハウスＨ内の気温がその設定温度を越えた場合にも、
前記蓄熱利用管の途中に介着されたポンプＰが停止する
ように設定する。
前記ハウスＨ内には液温又は気温を測定する温度センサ
ーが取り付けられており、これら管内の液温が各々の設
定温度に満たない場合には前記蓄熱管８又は前記蓄熱利
用管９の途中に介着された各々のポンプＰが停止し、前
記ハウスＨ内の気温がその設定温度を越えた場合にも、
前記蓄熱利用管の途中に介着されたポンプＰが停止する
ように設定する。
発明者による本装置の試験結果によると、まず８月の−
Ｈ間蓄熱を行なったところ、前記蓄熱槽４内部が８５〜
８６度まで昇温した。この蓄積された熱エネルギーを利
用して前記ハウスＨ内部の温度を約３２度に保ちつつ、
９月にメロンとスイカ、１０月にアブラ菜、１２月にジ
ャガイモの栽培を行ない、夫々良品を得ることに成功し
た。しかも、前記蓄熱槽４内部の温度の低下はほとんど
認められなかった。
Ｈ間蓄熱を行なったところ、前記蓄熱槽４内部が８５〜
８６度まで昇温した。この蓄積された熱エネルギーを利
用して前記ハウスＨ内部の温度を約３２度に保ちつつ、
９月にメロンとスイカ、１０月にアブラ菜、１２月にジ
ャガイモの栽培を行ない、夫々良品を得ることに成功し
た。しかも、前記蓄熱槽４内部の温度の低下はほとんど
認められなかった。
但し発明者が製作した本装置の概寸は
ソーラーパネルの縦、横 夫々１ｍ、１．５慣蓄熱槽の
縦、横、高さ 夫々５１％３１１１．１．３ｍ 蓄熱槽の厚さ １５ｃｒａ ハウスの面積 ３３ｍ２ である。
縦、横、高さ 夫々５１％３１１１．１．３ｍ 蓄熱槽の厚さ １５ｃｒａ ハウスの面積 ３３ｍ２ である。
本装置は第３図に示すように、住宅の暖房に用いること
もできる。この場合光の農業用ハウス同様、日射量の多
い夏に太陽光の変換熱エネルギーを蓄積しておき、冬に
この熱エネルギーを蓄熱槽から取り出して住居の暖房に
当てる用法が効果的である。
もできる。この場合光の農業用ハウス同様、日射量の多
い夏に太陽光の変換熱エネルギーを蓄積しておき、冬に
この熱エネルギーを蓄熱槽から取り出して住居の暖房に
当てる用法が効果的である。
また第４図に示すように、平板なソーラーパネルに代え
て、前面にガラス板１０を張設し内側に反射曲面１１を
備え、前記ガラス板１０と前記反射曲面１１との間の内
部空間にパイプ１２を横設した太陽熱変換装置１を使え
ば、より経済的で効率の良い変換及び蓄熱を実現しえる
。
て、前面にガラス板１０を張設し内側に反射曲面１１を
備え、前記ガラス板１０と前記反射曲面１１との間の内
部空間にパイプ１２を横設した太陽熱変換装置１を使え
ば、より経済的で効率の良い変換及び蓄熱を実現しえる
。
［発明の効果］
本発明の蓄熱利用装置は、ソーラーパネル等の太陽熱変
換装置と蓄熱槽との間また前記蓄熱槽と暖房、冷房等の
用途に応じて形成された配管との間をオイル等の熱媒体
に別途循環させて、太陽光の変換熱エネルギーを効率良
く且つ長期に渡って蓄熱することができるとともに、任
意の時間、日月ないし季節に前記熱エネルギーを取り出
して暖房、冷房等の用途に用いることができる。
換装置と蓄熱槽との間また前記蓄熱槽と暖房、冷房等の
用途に応じて形成された配管との間をオイル等の熱媒体
に別途循環させて、太陽光の変換熱エネルギーを効率良
く且つ長期に渡って蓄熱することができるとともに、任
意の時間、日月ないし季節に前記熱エネルギーを取り出
して暖房、冷房等の用途に用いることができる。
特に気密性及び断熱性を有する蓄熱槽の内壁面を隈なく
反射面としたうえで、内部に球状の滑面石の蓄熱材を充
当し、オイルの熱媒体で満たした場合、 （１）前記蓄熱槽の内壁面を隈なく反射面としているの
で、輻射熱を外部に逃すことなく、前記蓄熱槽の内部に
保持しておくことができる。
反射面としたうえで、内部に球状の滑面石の蓄熱材を充
当し、オイルの熱媒体で満たした場合、 （１）前記蓄熱槽の内壁面を隈なく反射面としているの
で、輻射熱を外部に逃すことなく、前記蓄熱槽の内部に
保持しておくことができる。
（２）石材の比熱は０．１８〜０．２３とされ、この値
自体は金属より高い程度に留まるが、Ｗ熱材の形状を球
状とし、しかもその口径を２５〜３０Ｃ＋Ｉとすると、
表面積対体積比を小さくすることができ、熱保持力を高
めることができる。なお蓄熱材として用いる滑面石は表
面に凹凸がなく滑らかなので、この比は最小値となる。
自体は金属より高い程度に留まるが、Ｗ熱材の形状を球
状とし、しかもその口径を２５〜３０Ｃ＋Ｉとすると、
表面積対体積比を小さくすることができ、熱保持力を高
めることができる。なお蓄熱材として用いる滑面石は表
面に凹凸がなく滑らかなので、この比は最小値となる。
（３）蓄熱材相互間の間隙を流路とするオイルは一般に
比熱が石材よりも高く、粘性が水よりも大きいので、蓄
熱槽内での自然対流による熱エネルギーの損失を防止す
ることができる。
比熱が石材よりも高く、粘性が水よりも大きいので、蓄
熱槽内での自然対流による熱エネルギーの損失を防止す
ることができる。
図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は本発明の
蓄熱利用装置の一部縦断側面図、第２図は配管の状態を
示す平面図、第３図は別の使用状態を示す一部縦断側面
図、第４図は別の態様の太陽熱変換装置。 １・・・太陽熱変換装置、２・・ ・・・滑面石、４・・・蓄熱槽、５ ７・・・蓋、８・・・蓄熱管、９・ 管、１０φ＃−ガラス板、１１・− １２・・φパイプ、Ｈ−−・ハウス、 管、Ｐ−・φポンプ。 ・反射面、３ ・ ・ ・熱媒０体、 ・・蓄熱利用 ・反射曲面、 ｈ・・・配
蓄熱利用装置の一部縦断側面図、第２図は配管の状態を
示す平面図、第３図は別の使用状態を示す一部縦断側面
図、第４図は別の態様の太陽熱変換装置。 １・・・太陽熱変換装置、２・・ ・・・滑面石、４・・・蓄熱槽、５ ７・・・蓋、８・・・蓄熱管、９・ 管、１０φ＃−ガラス板、１１・− １２・・φパイプ、Ｈ−−・ハウス、 管、Ｐ−・φポンプ。 ・反射面、３ ・ ・ ・熱媒０体、 ・・蓄熱利用 ・反射曲面、 ｈ・・・配
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ソーラーパネル等の太陽熱変換装置１と、内壁面を
隈なく反射面２としたうえで、内部に石、コンクリート
、ガラス、セラミックスのうち少なくとも一つの球状の
蓄熱材３を充当した、気密性及び断熱性を有する蓄熱槽
４との間を、液体の熱媒体５に循環させ、光エネルギー
から変換された熱エネルギーをこの蓄熱槽４内の前記蓄
熱材３に蓄積し、他方、同一の熱媒体５にこの蓄熱槽４
内を別途循環させて前記熱エネルギーを移出し、暖房、
冷房、発電等の用途に利用できることを特徴とする太陽
光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置。 ２）熱媒体５をオイルとする特許請求の範囲第１項記載
の太陽光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置。 ３）蓄熱槽４内部に蓄熱材として口径の大きな略楕円体
ないし略球体の滑面石３ａと、口径の小さな同形状の滑
面石３ｂとをほぼ一様な混合比で充当し、これら滑面石
の蓄熱材３相互間に熱媒体５が融通自在に流動可能な間
隙を形成した特許請求の範囲第１項又は第２項記載の太
陽光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置。 ４）前面にガラス板１０を張設し内側に反射曲面１１を
備え、前記ガラス板１０と前記反射曲面１１との間の内
部空間にパイプ１２を横設した太陽熱変換装置１を用い
た特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の太陽光変換熱
エネルギーの蓄熱利用装置。 ５）コンクリート製の蓄熱槽４を地下に埋設した特許請
求の範囲第１項乃至第４項記載の太陽光変換熱エネルギ
ーの蓄熱利用装置。 ６）蓄熱管８と蓄熱利用管９のそれぞれの管内の液温が
各々の設定温度に満たない場合には前記蓄熱管８又は前
記蓄熱利用管９の途中に介着した各々のポンプＰが停止
する制御手段を備えた特許請求の範囲第１項乃至第５項
記載の太陽光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095001A JPH02275255A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 太陽光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095001A JPH02275255A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 太陽光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275255A true JPH02275255A (ja) | 1990-11-09 |
Family
ID=14125625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1095001A Pending JPH02275255A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 太陽光変換熱エネルギーの蓄熱利用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02275255A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07163874A (ja) * | 1993-05-28 | 1995-06-27 | Somos Gmbh | 吸着剤を処理する方法および装置 |
| JP2007285701A (ja) * | 2007-08-06 | 2007-11-01 | Kobe Steel Ltd | 蓄熱装置及び蓄熱装置の運転方法 |
| KR200445521Y1 (ko) * | 2007-04-06 | 2009-08-06 | 김영기 | 태양열 난방 장치 |
| WO2012063838A1 (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | 国立大学法人 東京工業大学 | 太陽熱蓄熱方法およびシステム |
| JP2013063360A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Japan Aerospace Technology Foundation | 海水淡水化装置 |
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