JPH0541901B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽熱の集熱方法に係る。

従来の太陽熱利用技術は比較的高温の集熱に主
眼が置かれ、低温集熱用のソーラーシステム関連
機器の開発例の少ないのが現状である。低温集熱
技術の代表的なものとして、トマソン方式やシヨ
ア方式の屋根組込み集熱器が有名である。こうし
た流下式の屋根組込み集熱器は製作コストが安
く、比較的施工し易い技術である。

しかしながら、従来の流下式集熱器は屋根組込
み技術としての実績が主なものであり、流下式の
長所を如何にして発展的に応用するか、また流下
式ながらその集熱効率を飛躍的に高め且つ安定し
た集熱性能を確実に得るにはどのような改良を加
えればよいか、さらにこうした改良に伴うコスト
アツプ分をできるだけ低く押さえるには如何なる
解決策を取ればよいかが、流下方式にとつての現
在の課題であるとするのが本件出願人の認識であ
る。

本発明の目的は、こうした従来技術の課題を解
決することにある。

以下、添付図面に沿つて本発明につき詳細に説
明する。

第１図から第４図は、本発明に係る集熱方法を
実施する際に使用可能な集熱装置の構造例を示す
断面図である。

集熱装置は、太陽光を受けて昇温する熱交換用
の受光シート５を備えた実質的な密封空間を備え
ている。この密封空間は、図示の例では箱体１に
より構成されている。箱体１は、例えば、現場打
ちコンクリートにより現場において構築するか、
工場生産によるプレキヤストコンクリート箱を用
い現場に搬入することもできる。箱体の材質には
コンクリートの他、発泡コンクリート、発泡樹
脂、陶器等が使用できる。この箱体は上方に向け
て開口した凹所３を備え、第１図および第２図で
は凹所の底面は傾斜している。凹所の下部端には
熱媒体液を採取する採湯手段４が設けられてい
る。ここでいう「下部端」は下側端部の位置のみ
に限定されるわけではない。例えば、凹所の最も
レベルの低い底部分に溝を設け、この溝で集めた
熱媒体の温水を箱体側部から、あるいは箱体の裏
側に抜き取る構成をも含んでいる。

箱体には、この箱体の凹所内に受光シート５を
挿入する等して受光シートの熱交換壁が形成され
ている。受光シートは、板状またはコイル状の形
態を受光シートの包装体を用意し、この包装体を
箱体の付近に置いておき、包装体から受光シート
を引き出しながら暫時箱体に取り付けていくこと
ができ、あるいはコイル本体を凹所に沿つて移動
させながら受光シートを連続的にコイル本体より
引き出し、凹所内に受光シートを設置していくこ
ともできる。受光シートとして例えば、耐蝕アル
ミ、ステンレス、亜鉛鉄板、超高分子量ポリエチ
レン等のシート材料を使用することができる。凹
所を利用して受光シートの熱交換壁を固定する例
が、それぞれ図面に示されている。受光シートの
固定方法では任意の方式を採つて差し支えない。
ただし、受光シートは温度変化によつて膨張・収
縮するため、こうした変形を消去する方策を考慮
に入れておくとよい。

凹所を利用して受光シートを取り付ける場合に
は、凹所の配置形態によつて箱体を上層７と下層
８に分割することもできる。こうした構造を取り
入れる場合には、下層８を実質的な密封空間と
し、上層７には透明シートを被せ温室効果用の空
間として利用することもできる。

密封空間の上方には受光シートの内側表面に熱
媒体液の水を供給する給水手段９，９Ａ，９Ｂま
たは９Ｃが配置されている。第２図から第４図に
示す給水手段９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、受光シートの
内側表面に熱媒体液の水を供給する配管経路イ
と、受光シートの内側表面に供給されこの内側表
面に付着して流下する熱媒体液を一部分である先
端で積極的に広げ、且つ受光シートの内側表面に
付着しなかつた熱媒体液を他の部分で受けて再び
受光シートの前記一部分の整流箇所に戻し内側表
面に付着させる整流手段ロとて構成されている。
こうして、配管経路より放出された水は確実に受
光シート５の内側表面に広がり、この内側表面に
沿つて水の層を形成しながら流下していく。

第２図、第３図および第４図に示した太陽熱集
熱器は、給水手段９Ａ，９Ｂ，９Ｃの構成が異な
つており、また受光シートの周縁部の支持固定構
造にも相違点がある。

箱体１は、第１図から第４図の何れもコンクリ
ート箱として表わされている。コンクリート箱か
ら箱体を構成する場合には、密封空間（下層８）
周辺の断熱が問題となる。第１図および第２図で
は１２，１２Ａで示す位置に発報プラスチツク、
発泡コンクリート、あるいはグラスフアイバーボ
ード等の市販の素材が埋設されている。第３図お
よび第４図では凹所の底または周壁に沿つて断熱
材１２Ｂ，１２Ｃが接着され表層には防水層１３
が塗布されている。

前述した構造の太陽熱集熱器は、擁壁構築時、
ビルの建築時、その他の構築物の工事途中に構築
面に設置したり、これら壁面を利用して現場施工
による製作することもできる。

本発明の集熱方法によれば、受光シートの傾斜
角度に関係なく、シート内側表面に安定した状態
で確実に熱媒体液を付着させることができる。例
えば、水平に近い僅かな角度の傾斜面であつても
熱媒体液を付着させてゆつくりと流下させること
ができる。従つて、様々な構築物の構造要素を受
光シートとして利用でき、この受光シートが建物
の屋根を兼ねている場合には、従来の屋根組込み
流下式集熱器に比べて非常に単純な構造をしてい
て、しかも大幅に低廉な集熱設備が得られ、保守
管理も容易であり、経済効率の高い集熱を行なう
ことができる。

本発明の集熱方法によれば、比較的少量の熱媒
体液はもとより極く少量の熱媒体液であつても、
これを確実に受光シートの内側表面に付着させる
ことができ、季節的日射量の変動／時間的負荷の
変動に伴い集熱条件が変化しても、熱媒体液の供
給流量を調節することで条件変化に容易に追随す
ることができる。熱負荷／日射量に対しシステム
を敏感に応答させることができ、従来の閉回路方
式のソーラーシステムよりも融通のきくハード技
術を提供することができる。また、マイクロプロ
セツサ組込みシステム制御系を用い、熱負荷と集
熱効率の関係を常にモニターしながら合理的な制
御を行なうことができる。

こうした本発明により得られる一連の効果は、
流下式の長所を生かしこれを発展的に応用したも
のであり、信頼性の高い整流操作により安定した
集熱性能を確実に得ることができる。さらに、こ
うした改良を加えながコストダウンを図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は、本発明に係る太陽熱の集
熱方法を実施する際に使用可能な装置の構造例を
示す断面図である。 １：箱体；３：凹所；５：受光シート；９，９
Ａ，９Ｂ，９Ｃ：給水手段；イ；配管経路；ロ：
整流手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 太陽光を受けて昇温する熱交換用の受光シー
   トの内側表面に当該内側表面に近接して設けた配
   管経路から熱媒体液の水を供給し、供給した直後
   の熱媒体液のうち受光シートの内側表面に付着し
   た熱媒体液を整流手段の一部分により整流して内
   側表面に広げ、他方、内側表面に付着せず落下し
   た熱媒体液を整流手段の他の部分で受けて再び内
   側表面の前記整流手段の一部分の整流箇所に戻し
   内側表面に付着させ、受光シートの内側表面を流
   れ落ちる熱媒体液の層を強制的に形成して集熱を
   行うな太陽熱の集熱方法。