JPS5953456B2 - 窓を利用した日射エネルギ回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、所謂る集熱器を必要とせず、建物構造そのも
のが集熱器を構成する窓を利用した日射エネルギ回収装
置に関する。

四季を通じて室内の温湿度の調和を図る空気調和技術で
は当然のことながら多大なエネルギを必要とする。

例えば事務所ビルで消費されるエネルギのうち、空調で
消費されるエネルギは一次エネルギ換算で約１７２を占
める。

一方、空調のために必要とされるエネルギは一日の中で
或いは一手を通じて一様でなく大きな変動があり、これ
に対応した空調を実施することがこの技術の難しい点で
ある。

この変動の要因には、主に建物内部で発生する熱による
ものと、主に建物外部から受ける外乱とがある。

一般に前記空調エネルギの内訳は熱源用エネルギと搬送
用エネルギが半々といわれているが、上述した原因、中
でも外乱は、この双方に影響する。

このため、最近の建物の設計方針は、建物に断熱を施し
かつ窓面積率を少なくしようとする傾向になっている。

つまりこのように設計することによって、外乱を遮断し
、空調エネルギの低減を図るとともに、より精密な空調
を実施しようとするのである。

逆に、太陽熱を有効に利用して空調エネルギに利用しよ
うとする試みもなされている。

しかしながら、この技術を実用化するには、更に研究開
発が必要であり、現在利用可能なのはヒートポンプ方式
における熱源その他に限られる。

本発明は、上述した経緯から、日射エネルギを有効に利
用する研究を行ないその結果達成されたものである。

本発明は、現行の建物の躯体構造を余り変えることなく
、効率の良い日射エネルギ回収が行なえるように意図し
て成されたもので、その目的は採光面としての窓を利用
して日射エネルギを回収することである。

前記したように、窓は建物に必要不可欠なものであるが
、同時に室内に外乱を導入する部位でもあり、空調面で
の利益はむしろ無いに等しい。

しかし、採光面に広く開口されるという点を考慮すれば
、日射エネルギの回収には最も適しているといえる。

本発明はか・る窓の機能を再認識し、建物の採光窓を特
別の２重窓構成とすることによって日射エネルギの回収
効率を充分満足すべき程度まで高めると同時に、建物の
ペリメータ部の環境を調整し、空調に及ぼす外乱の影響
を減少することに成功した。

従って本発明の特徴は２重窓構成にあり、さらには該窓
構成をして集熱機能と搬送機能を兼ねるようにした点に
ある。

本発明において集熱媒体である空気の搬送はその温度差
、即ち比重差による。

従って搬送機能を具える本発明の窓の概念には垂直方向
の窓、傾斜面をもった窓が含まれる。

そして、天窓のような水平方向のものは、それのみでは
本発明の窓に該当しないが、上述の垂直、傾斜窓と組合
わされている場合は本発明装置の一部を構成し得る。

以下さらに本発明を説明する。

図は、窓を利用した日射エネルギ回収装置の一つの実施
例を示すもので、１は建物、２は採光面としての窓を示
す。

該窓２は年間を通じて長い日射時間が得られるように建
物１の南面、東南面或いは南西面に設けられる。

図示の例では建物１の南面全面が本発明における窓２と
なっており、かつ垂直方向の窓である。

前記窓２は、図に見られるように２重ガラス構成を有し
、その一方のガラスは熱線吸収ガラス、他方のガラスは
一面に反射面３を形成した透光可能な反射ガラスであっ
て、双方のガラス間に熱媒としての空気の流通が可能な
空間部４が設けられている。

実施例においては、図に例示した如く、２重ガラスは外
面側のものを熱線吸収ガラス５、室内側のものを透光可
能な反射ガラス５□とした配置を採用している。

この実施例と、比較例２例における熱量の状況を測定し
たのでこれを次表に示す。

なおこの測定値はいずれもガラス板厚６ｍ／ｍ、空間部
の幅２００ｍ／ｍの場合であり、測定時期は初夏であっ
た。

上表によれば本発明装置による場合の熱回収は３７％と
なり、通常の２重ガラスによる場合の２．６倍の回収効
率を見込めることが判る。

それだけでなく室内透過分は全体の一割強、であるので
通常の２重ガラスの場合の１７６で済む。

従って本発明によれば、外乱の９割近くをペリメータ部
で遮断できるので空調エネルギも減少でき、かつまた窓
近くの室内が日射で高温になるという欠点も解消できる
利点がある。

而して、上記の如く２重ガラス間に形成された空間部４
は前記したように搬送路６を構成し、該搬送路６への空
気導入ロアはその最下部または近傍に、また熱媒回収口
としての空気取出口８は搬送路６の最上部またはそこに
到る間に設けられる。

図において、９は空気取出口８に接続した、回収熱の導
入部で、該導入部９は熱気溜りの役割も兼ねている。

従って導入部９は断熱構成を有するのが良い。

空間部４または搬送路６より前記導入部９までの熱媒の
搬送は、吸熱・昇温しで比重の小さくなった空気の上昇
作用により行なうが、これを補なうためファンを設ける
ことがある。

なお、１０は回収エネルギを使用するヒートポン７゜等
の負荷を示す。

本発明は叙上の如く構成されているので、２重ガラス構
成の窓２の内部では熱媒である空気が輻射熱によって昇
温する形で日射エネルギが効率良く捕捉される。

即ち内部空気は熱線吸収ガラス５１ も昇温しでいるの
で散逸せずにトラップされる。

かくして空気は軽比重となり空間部４を搬送路６として
図示の如く上昇し、熱媒回収口である空気取出口に集め
られて、負荷１０の熱源として消費される。

この熱を放出した空気は外気に放出しても良いが、空気
導入ロアに還流し、全体をクローズドシステムとするこ
とがある。

この場合還流される空気が吸熱により冷えていれば、自
然に降下するので格別の搬送動力は必要としない。

以上説明したところから明らかなように、本発明は在来
の太陽熱利用の機器におけるような集熱器を必要とせず
、しかも建物の躯体構造も変更することなく、その建物
構造そのものを集熱器とすることができ、かつまた搬送
動力を格別に必要としないので実施上極めて有利であり
実用的効果も大きい。

また本発明によれば室内ペリメータ部の熱的、視覚的環
境改善も達成される効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の窓を利用した日射エネルギ回収装置の１実
施例を示す断面図である。 １・・・・・・建物、２・・・・・・窓、４・・・・・
・空間部即ち搬送路６．５□・・・・・・熱線吸収ガラ
ス、５２・・・・・・反射面３を有するガラス、７・・
・・・・空気導入口、８・・・・・・熱媒回収口として
の空気取出口、９・・・・・・回収熱導入部、１０・・
・・・・負荷。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 建物のペリメータ部を構成する採光面としての窓を
   ２重ガラス構成とし、その一方のガラスは熱線吸収ガラ
   ス、他方のガラスは透光可能な反射ガラスとするととも
   に、双方のガラス間に熱媒としての空気の流通が可能な
   空間部を設け、日射エネルギを前記空間部にて捕捉し、
   ここにおいて昇温した空気を前記空間部を搬送路として
   上昇させ、該空間部の最上部またはそこに到る間に回収
   することを特徴とする窓を利用した日射エネルギ回収装
   置。