JPH03105984A - 太陽光発電による結露防止装置 - Google Patents

太陽光発電による結露防止装置

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JPH03105984A
JPH03105984A JP1242022A JP24202289A JPH03105984A JP H03105984 A JPH03105984 A JP H03105984A JP 1242022 A JP1242022 A JP 1242022A JP 24202289 A JP24202289 A JP 24202289A JP H03105984 A JPH03105984 A JP H03105984A
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JP
Japan
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power generation
solar power
heat
wall
heating element
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Application number
JP1242022A
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English (en)
Inventor
Shunpei Obara
小原 俊平
Shunsuke Shibata
柴田 俊介
Juichiro Omomo
大桃 重一郎
Akio Takeoka
武岡 明夫
Yuichiro Imanishi
雄一郎 今西
Sadayuki Morita
森田 貞行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Kyocera Corp
NGK Insulators Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Kumagai Gumi Co Ltd
Haseko Corp
Original Assignee
Kajima Corp
Kyocera Corp
NGK Insulators Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Kumagai Gumi Co Ltd
Haseko Corp
Hasegawa Komuten Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Building Environments (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は太陽光発電による結露防止装置に関し、とくに
太陽電池等の太陽光発電装置により建物壁を加熱する方
式の結露防止装置に関する。
【従来の技術】
鉄筋コンクリート構造の建物の普及に伴い壁面における
結露が問題になっている。壁体の表面及び/又は屋内空
気を温めれば結露を防止できるが、これには熱源が必要
である。省エネルギーの立場から、太陽熱による暖房を
結露防止に利用する試みがある。即ち、太陽熱を集熱器
で集熱し、これを水、空気等の熱搬送媒体により建物内
に導入し、熱交換器を介して建物内に放熱させて壁体・
空気を露点以上に暖める方法である。
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの方法は、水・空気等の熱搬送媒体の循環路と
して配管、ダイクト等を使うので、単に費用が嵩むだけ
でなく建物空間の利用効率が低下する欠点を伴う。さら
に、熱搬送媒体の循環にはポンプ、送風機等の駆動力が
必要であり、省エネルギーの面からも不徹底であった。 さらに、配管等を用いる場合には、結露の生じ易い建物
の隅、収納部内部等の壁面を効果的に加温し防露するこ
とが困難であるなどの施工上の問題もあった。 これらの欠点を解決するため本発明者らは、太陽光発電
装置に注目した。太陽光発電装置は太陽エネルギーを吸
収して直接に電気エネルギーに変換する装置であり、シ
リコンやガリウム砒素等の化合物半導体にpn接合を形
或した太陽電池である。 この太陽電地としては、単結晶型、多結晶型あるいはア
モルファス型などが実用化されている。太陽光発電装置
によれば、貴重な化石エネルギー資源を消費せず、施工
面において大断而積の配管・ダイクト等の循環路を細い
電線で置換えることによる建物空間利用効率を高めるこ
とができ、運転面では熱搬送媒体循環用動力を使わない
。よって、コスト削減が期待される。しかし従来は、建
物の結露防止に要する熱負荷、太陽光発電装置の性能等
に関する知識が不十分で、結露防止のために太陽光発電
装置を利用する装置は未だに開発されていない。 従って、本発明の目的は、配管・ダクト等の嵩ばる熱搬
送媒体循環設備や熱搬送媒体駆動力を必要としない省ス
ペース形で低コストの太陽光発電による結露防止装置を
提供するにある。
【課題を解決するための手段】
第1図の実施例を参照するに、本発明による太陽光発電
による結露防止装置は、建物壁体10の表面に設けた発
熱体3、4、6に太陽光発電装置1を接続してなる構成
を用いる。
【作用】
第1図及び第2図を参照して作用を説明する。 まず結露防止に要する熱負荷を簡単に検討する。 東京周辺で外気温が最も低くなる2月12日〜l8日の
一週間につき、外気.!(℃)と外気絶対湿度(kg/
kg−)の日平均値、南面日射量の日積算値(kcal
/一・日)を(財)空気調和・衛生工学会作戊の「新東
京平均年気象データ」によって求めると、第1表の様に
なる。 室内温度が外気温度の変動に応じて変動することが各種
調査報告によって明らかにされている。 これらの調査報告を参考にして、集合住宅の一往戸内で
も暖房の行われる期間の比較的短い部屋、例えば第2図
のモデル住宅の和室■について第1表(a)欄の外気暦
日平均値を用い、室温日平均値と西側妻壁15の室内側
表面温度、及び押入内側表面温度の日平均値とを試算す
ると第2A表、第2B表及び第2C表の様になる。ただ
し、壁体は厚さ15cmの鉄筋コンクリート造とする。 慕2B表 ところで、同じ調査結果によれば室内の絶対湿度は、外
気温度の絶対湿度変動にある値を上乗せした様な態様で
変動する。その上乗せ値を0.0035(kg/kg−
)として第1図の和室I内の絶対湿度日平均値を試算す
れば第3表のようになる。同表(b)欄はその時の露点
温度を示す。 なって結露発生のおそれがある。しかしこれらの表の比
較から判断するに、何等かの方法で外壁内側表面の温度
を僅か1℃高めれば結露防止が可能である。この温度上
昇に必要な熱量q (kca!/(rrfh))を試算
する。 神入れ外壁内側表面への熱人力q (kcal/(nf
h))に応ずる当該表面の温度」二昇Δθ(℃)を、重
ね合せの原理を用いて求めれば次式の様になる。 第2B表及び第2C表の外壁内側温度と第3表(b)欄
の露点温度とを比較するに、2月15日のように押入れ
外壁の内側表面の温度が露点温度より低くここに、 R: JII1人tL外壁の熱抵抗( rd h ℃/
kcal)α。・即入れ外壁の 外気側表面熱伝達率(kcal/r&h℃)α,押入れ
外壁の 内側表面熱伝達率(kcal/rr?h’c)d,押入
れ外壁の厚さ(m) λ.コンクリートの熱伝導率(kcal/mh’C)い
ま、押入れ外壁の寸法及び特性としでα。=20(kc
al/rt?h℃)、a .=8(kcal/rrfh
’c)、d=0.t5(m)、λ=1.4(kcal/
mh’C)を仮定すると、(1)式はq =14.4Δ
θ(kcal/(rdh>)となる。押入れ外壁を高さ
3mで奥行0.7mとすればその表面積Aは2.1dで
ある。この表而全体の温度を24時間にわたり1℃上昇
させるに要する人力熱量Qは Q =24A q =24x2.1xl4.4=726
(kcal/日)となる。 一方、第1表(c)欄より、この期間の南面日射量の日
積算値は平均して3063 (kcal/日)と見込ま
れる。太陽光発電装置の効率を15%と仮定すれば、1
住戸当りに必要な太陽光発電装置の面積SはS =72
67(3036x0.15)!;1.6(rr?)と推
定される。この程度の大きさの太陽光発電装置であれば
、通常の集合住宅の南側バルコニー手摺などに簡単に設
置することができる。 以上の説明において日射苗の日積算値を使用したが、こ
れは大きな熱容許を有する建物躯体の蓄熱効果の利用を
考慮したものである。外壁の内側表面温度を一旦上昇さ
せれば、建物躯体の大きな熱容量のため、たとえ外気温
が一時的に下降しても壁体の内側表面温度はかなり長時
間にわたり露点温度以上に保たれ、直ちに壁体内側表面
の結露には至らない。即ち、日射が強い時の太陽光発電
装置出力を熱容量の大きい建物躯体に熱として蓄積し、
日射が弱り太陽光発電装置出力が低下した時には先に蓄
積された熱を利用して温度低下を防止し、たとえ時刻に
よって日射量が変動しても1日中にわたって積算した日
射量を効果的に利用する。 従来の果合住宅における一般的な防露対策は、建物躯体
の内側あるいは外側に断熱材を張設することによって室
内側表面の温度を露点以上に保とうとするものである。 しかし、この従来方法では柱や梁の出隅部・入り隅部で
断熱材を躯体に密着設置する作業が非常に面倒であり、
さらに断熱材と仕上下lit! +4との間に防湿層や
防水層を設置するのに多大の手間を要する。しかも、こ
れらの設置が不完全であると、内部結露や断熱性劣化を
惹起する。本発明の結露防止装置は、断熱材を味件とせ
ず、鉗物内部では発熱用電線と導線の布設で足り、非常
に簡11な作業で取付けることができる。 さらに、太陽光発電装置による結露防止装置の場合には
、水・空気等の熱搬送媒体用の配管やダクト及び熱搬送
媒体駆動用の動力が不用であり、簡単な電線の配線によ
り熱を集熱装置から壁体表面まで運ぶことができる。 こうして、本允明の目的である「配管・ダクト等の嵩ば
る熱搬送媒体循環設備や熱搬送媒体駆動力を必要としな
い省スペース形で低コストの太陽光発電による結露防止
装置の提供」が達成される
【実施例】
第1図は本発明による結露防止装置を設置した部屋の縦
断面を示す。この例では、太陽光発電装置1を南面した
バルコニーの手摺に取付けているが、太陽光発電装置1
の取付位置は日射のあるところであれば足りこの例に限
定されない。太陽光発電装置1は例えば、シリコン太陽
電池を1.6d程度の面積に敷き詰めたもので、その出
力を導線2によって室内に導く。 太陽光発電装置1は太陽光の照射を受けている状態で最
高出力電力が得られるので、この太陽光発電装置1を南
面のバルコニーに配置した実施例を例示した。しかし、
シリコン太陽電池等の場合には発電効率に多少の低下が
あるものの、必ずしも太陽光の直射を受けなくても間接
光によって発電することができる。従って、この太陽光
発電装置1の設置位置を南面のバルコニーに限ることな
く、建物のその他の外壁面に取付けてもよい。なお太陽
光の直射を受けない場合には、太陽光発電装置1の受光
面積を上記試算結果の壁面積21ボ当り1、6耐より大
きくする必要がある。 建物の壁体10の室内側を露点以上に保つため、その内
側表面に面状発熱体3を張設し、導線2の室内側端末を
これに接続する。本発明では、太陽光発電装置1の出力
を直接に発熱体に接続し、太陽光発電装置1の出力を無
駄なく熱として利用する。ただし必要に応じ制御装置、
蓄電池、直流/交流変換装置等を付加してもよい。 図示例の面状発熱体3の特性は、太陽光発電装置1の出
力が十分にあることを条件に壁体10の屋内側表而の結
露を防止するに足る発熱、例えば壁体表面のfli位面
積(1 rrr)当り14.4 kcalを発生するよ
うに選ばれる。 本発明で使用される発熱体は商状発熱体3に限定される
ものではなく、太陽光発電装置1の出力を受電して允熱
するものであれば足りる。例えば第1図の梁部分に示さ
れる塗膜状発熱体4、壁仕上材5と壁体IOとの間に設
置される線状発熱体6等の発熱体を使うこともできる。 必要に応じ床の壁体10と床仕上材7との間に線状発熱
体6等の発熱体を設け、外気に接する壁体の保温を床加
熱により抽ってもよい。
【発明の効果】
以上許細に説明した如く、本発明の太陽光発電による結
露防止装置は、建物壁体表面に設けた発熱体に太陽光発
電装置を接続してなる構成を用いるので次の効果を奏す
る。 (イ)太陽エネルギー利用による建物躯体加熱を配管・
ダクト等の断而積が大きい熱搬送媒体循環路無しで行い
、壁体内側表面の結蕗を防止することができる。 (口)従来の太陽エネルギー利用における熱搬送媒体循
環用の動力を要しない装置である太陽光発電装置出力に
より効率的な結露防止をすることができる。 (ハ)約1.6 rrfの比較的小さな太陽光発電装置
により約2.1 rrrの外壁内面の結露防止を期待す
ることができる。 (二)建物躯体の大きな熱容量を有効に利用した結露防
止をすることができる。 (ホ)運転コストが殆どかからない結露防止装置を1是
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の説明図、第2は原理説明用の
間取図である。 】.・・・太陽光発電装置、 2・・・導線、 3・・
・面状発熱体、 4・・・塗膜状発熱体、 5 ・・壁仕上材、 6 ・・線状発熱体、 7・・・床仕上材、 lO・・・壁体、 l5・・・西側妻壁。 特 許 出 願 人 特許出願代理人 鹿島建設株式会社はか5名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 建物壁体表面に設けた発熱体に太陽光発電装置を接続し
    てなる太陽光発電による結露防止装置。
JP1242022A 1989-09-20 1989-09-20 太陽光発電による結露防止装置 Pending JPH03105984A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63155312A (ja) * 1986-12-19 1988-06-28 Toshiba Corp 負荷駆動装置
JPH01233797A (ja) * 1988-03-15 1989-09-19 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 電気機器装置内の結露及び吸湿防止装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63155312A (ja) * 1986-12-19 1988-06-28 Toshiba Corp 負荷駆動装置
JPH01233797A (ja) * 1988-03-15 1989-09-19 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 電気機器装置内の結露及び吸湿防止装置

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