JPS6332248A

JPS6332248A - ソ−ラシステム用集放熱装置

Info

Publication number: JPS6332248A
Application number: JP61173426A
Authority: JP
Inventors: Katsurou Kuroyasu; 勝郎黒保
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1988-02-10
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: JP2654424B2

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】産業上の利用分野この発明は、屋根、殊に瓦屋根の上に設置し、夏期にお
ける太陽熱の集熱と、冬期における屋根雪の融雪との両
機能を発揮し得る、ソーラシステム用集放熱装置に関す
る。

従来技術太陽熱を利用して、家庭用水に使用する温水を得るため
のソーラシステムが普及しつつある。

而して、ソーラシステムを構築する場合には、日照を有
効に利用するために、屋根上に集熱装置を設置するのが
普通であるが、従来の集熱装置は、たとえば、上面を透
明の強化ガラスまたは強化プラスチックパネルとしだ平
箱状容器の中に、集熱パイプと貯水タンクとを組み込ん
だものであって、その機能は、専ら太陽熱の集熱のみを
目的としたものであった。

一方、積雪地帯においては、冬期には、屋根に積もる積
雪を除去する、いわゆる屋根言回し作業を実施し、家屋
の損壊を防止する必要があるものであるが、この屋根雪
卸し作業は、専ら、人力に頼るものである上、除去すべ
き積雪が重く、しかも、大量であるため、かなりの重労
働を強いられるばかりでなく、屋根上での高所作業であ
るため、常に、墜落の危険を伴うものである。

発明が解決しようとする問題点而して、従来のソーラシステムの集熱装置は、積雪地帯
にあっては、冬期中は、その全体が屋根雪の下に埋もれ
てしまうために、その太陽熱の集熱機能を喪失してしま
い、したがって、ソーラシステム全体としても、その機
能を全く発揮することができなくなってしまうのが実情
である。

加うるに、屋根雪に埋もれている集熱装置は、その上面
が、滑り易い強化ガラスまたは強化プラスチック製であ
るので、除雪作業員がその上に乗ることは難しく、した
がって、人力によって、その上面の雪を除去することは
至難であるばかりでなく、屋根雪卸し作業を実施するに
際して、極めて危険な障害物となりかねないという、深
刻な問題があるものである。

そこでこの発明は、かかる従来技術の実情に鑑み、屋根
上に蛇行管路を設置し、これによって、単に、太陽熱の
集熱を行わしめるのみならず、これが屋根雪に埋もれた
際には、この蛇行管路に高温の熱媒体液を送り、屋根雪
の融雪機能を発揮せしめるようにすることによって、太
陽熱の集熱と屋根雪の融雪との両機能を発揮できるから
、積雪地帯においても利用価値が高く、しかも、危険な
屋根雪卸し作業の必要性を解消することができる、新規
の、ソーラシステム用集放熱装置を提供することにある
。

問題点を解決するための手段かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、屋根上
の桟瓦の下端面と、その桟瓦の下方に隣接する他の桟瓦
の上面とに沿うで配設した蛇行管路と、該蛇行管路に熱
媒体液を分岐して循環せしめるための往路ヘッダと復路
ヘッダとを設けたことをその要旨とする。

作用而して、前記構成によるときは、夏期において＝　３− は、日照によって、屋根上の桟瓦は太陽熱を吸収して高
温に熱せられるので、桟瓦に沿うて配設された蛇行管路
に循環する熱媒体液も、効率よく加熱され、したがって
、太陽熱の集熱機能を発揮することができる一方、冬期
において、屋根雪が積もった際には、別置のボイラによ
って熱媒体液をｈ１熱した上、この高温の熱媒体液を、
前記蛇行管路内に循環せしめることによって、蛇行管路
を通して、熱媒体液を介して搬送された熱を屋根雪に伝
達することができるから、よく、屋根雪の融雪機能を発
揮することができるものである。

実施例以下、図面を以って実施例を説明する。

ソーラシステム用集放熱装置は、屋根Ｒ上に設置され、
複数組の蛇行管路１３．１３・・・と、往路へラダ１１
と、復路ヘッダ１２とを備えてなる（第１図）。

往路ヘッダ１１と、復路ヘッダ１２とは、ぞれぞれ、屋
根Ｒの側端部に設置された大径のパイプ材からなり、止
め弁１１ａ、１２ａを介して、熱媒体液供給配管１１ｂ
、同戻り配管１２ｂを以って、図示しない熱交換器とボ
イラとに接続されている。

蛇行管路１３は、往路へラダ１１と復路ヘッダ１２とに
、その始端と終端とを接続するとともに、屋根Ｒ上のほ
ぼ全面をカバーするように、複数組のものが、屋根Ｒの
両側端部において折り返されて、屋根Ｒ上に、横行して
配設されている。また、その各組ごとの、往路ヘッダ１
１との接続点は、復路ヘッダ１２どの接続点より下方に
位置させてあり、各組の仝艮が約４０ＴｒＬ以下になる
ように、所要組数を以って、屋根Ｒの全面をカバーせし
めである。

蛇行管路１３は、鋼管・鋼管等の金属管、または、塩化
ビニル管等の合成樹脂管からなるパイプ材を使用するの
がよく、屋根Ｒ上に葺き並べである桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・
・・に対して、整然と配列する（第２図）。すなわち、
蛇行管路１３は、横方向に隣接する桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・
・・の下端面に沿い、しかも、その桟瓦Ｒｋ、Ｒｋ・・
・に対して、下方に隣接する他の桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・・
・の上面に沿うで、屈曲させながら配設するものとする
。このとき、桟瓦Ｒｋに対する蛇行管路１３の固着は、
前記他の桟瓦Ｒｋ　ＳＲｋ・・・の上端に掛止した掛止
金具１４．１４・・・による（第２図、第３図）。また
、蛇行管路１３の外径は、桟瓦Ｒｋの厚さと、はぼ等し
くとるのがよい。

掛止金具１４は、帯状の薄鋼板を折曲げ加工した上、適
当な表面処理を施したものであって（第４図）、一端に
は、桟瓦Ｒｋの上端に掛止するための舌片１４ａを設け
るとともに、他端に、蛇行管路１３を挟着するための溝
１４０を形成せしめる円弧部１４．　ｂを形成し、さら
に、舌片１４ａに近く、表面側から裏面側に達する小満
１４．ｄを形成しである。また、舌片１４．ａと円弧部
１４ｂの立上りとの距離りは、屋根Ｒに葺き並べた桟瓦
Ｒｋ　、　Ｒｋ・・・の、上下方向の重なり部分の長さ
に、はぼ等しく定めであるものとする。

蛇行管路１３を屋根Ｒ上に設置するときは、屋根Ｒの上
下方向に隣接する上側の桟瓦Ｒｋの下端部を上方に持ち
上げ、溝１４．ｃに蛇行管路１３を挟着した掛止金具１
４の舌片１４ａ側を、前記持ち上げた桟瓦Ｒｋの下に差
し入れた後、舌片１４ａを、当該桟瓦Ｒｋの下方に隣接
する他の桟瓦Ｒｋの上端に掛止し、当該桟瓦Ｒｋを静か
に下方に下ろして復帰すればよく（第５図）、シたがっ
て、この方法によるときは、既設の屋根Ｒに対しても、
簡単に設置工事が遂行可能である。なお、掛止金具１４
と蛇行管路１３とは、適当な接着剤を以って接着しても
よく、あるいは、溝１４Ｇと蛇行管路１３との相対寸法
を選定して、甲に、機械的に挟持してもよいものとする
。桟瓦Ｒｋ、Ｒｋの間に差し入れられた掛止金具１４は
、舌片１４ａに近く、小満１４ｄを形成しであるので、
この小満１４６は水片り作用をなし、したがって、毛細
管現象によって桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋの間を逆流する水が、
下側の桟瓦Ｒｋの上端にまで達して雨漏りの原因となる
のを防止することができる。

このようにして、蛇行管路１３は、掛止金具１４によっ
て、屋根Ｒに葺き並べられている桟瓦Ｒｋ　ＳＲｋ・・
・の１枚単位ごとに止着されて、屋根Ｒのほぼ仝而にわ
たるように配設することができ、そのとき、掛止金具１
４も、桟瓦Ｒｋの１枚単位ごとに使用するものとする（
第２図）。

かかる構成のソーラシステム用集放熱装置を使用すると
きは、熱媒体液供給配管１１ｂ、同戻り配管１２ｂを介
して、図示しない熱交換器またはボイラに接続するとと
もに、当該熱交換器またはボイラとの間に、熱媒体液を
循環せしめる。ここで、使用する熱媒体液としては、融
点が０℃より低く、沸点が１００℃より高くて、使用状
態において、常に、液体である安定な物質が好ましく、
たとえば、エチレングリコール（融点−１１，５℃、沸
点１９７．５℃）、一部のシリコーン油等が好適である
。

いま、夏期において、日射が強いときは、屋根Ｒ上の桟
瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・・・は、太陽熱によって、充分高温に
熱せられる一方、蛇行管路１３．１３・・・は、桟瓦Ｒ
ｋ　、　Ｒｋ・・・に沿って屋根Ｒ上に配置されている
から、蛇行管路１３．１３・・・内を流れる熱媒体液も
、また、高温に加熱せられる。

そこで、この熱媒体液を、熱交換器の熱源側蛇管に導い
て、蛇行管路１３．１３・・・との間を循環せしめれば
、蛇管に接する給水を加熱することができ、太陽熱によ
る温水が１ｑられることになる。

すなわち、蛇行管路１３．１３・・・は、一般のソーラ
システムにおける集熱装置と全く同様に、太陽熱の集熱
機能を発揮することができ、しかも、蛇行管路１３は、
高温に熱せられる桟瓦Ｒｋ　、　Ｒｋ・・・の下端面と
上面とにほぼ接して配設されているから、蛇行管路１３
内を流れる熱媒体液は、桟瓦Ｒｋ　Ｒｋ・・・から、よ
く熱を伝達され、したがって、このときの太陽熱の集熱
効率としては、極めて高いものが実現できるものである
。

また、季節的、または、天候的な条件によって、熱交換
器から１ｑられる温水の温度が不足するときは、この温
水を、さらに、別置のボイラによって追加加熱すること
もできることはいうまでもない。

冬期において、屋根Ｒ上に積雪があるときは１、ソーラ
システム用集放熱装置を、図示しないボイラの蛇管に接
続し、これとの間に、熱媒体液を循環せしめる。すなわ
ち、ボイラを運転することによって、高温の熱媒体液が
得られるから、この熱媒体液を蛇行管路１３．１３・・
・に循環せしめれば、熱媒体液によって搬送される熱を
、屋根Ｒ上に積もった積雪の下面で放熱せしめることが
でき、したがって、屋根雪を、その下面側から融雪する
ことができる。ここで、蛇行管路１３は、桟瓦Ｒｋの下
端面に沿って配設され、しかも、その外径を、桟瓦Ｒｋ
の厚さとほぼ等しく選定しであるので、部分的に融解し
た屋根雪が、屋根Ｒの傾斜に沿って、桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ
・・・上を滑落するときにも、蛇行管路１３が雪によっ
て損傷を受けるおそれはほとんどない。さらに、熱媒体
液から放散される熱は、積雪の下面側において、積雪と
桟瓦Ｒｋ、Ｒｋ・・・との間に蓄積され、空中に放散さ
れることが極少であるから、融雪中の熱効率を極めて良
好なものとすることができる。

また、各蛇行管路１３は、往路ヘッダ１１と復路ヘッダ
１２との間の全長を約４０ｍ以下とすることによって、
往路ヘッダ］１と復路ヘッダ１２どの各接続点における
温度差を、人むね２０℃以内に抑えであるので、屋根Ｒ
上における、場所による融雪効果のばらつきが平均化さ
れ、したがって、屋根雪は、屋根Ｒ上において、はぼ均
等に融雪されるものである。

さらに、蛇行管路１３は、往路ヘッダ１１への接続点を
、１す路ヘッダ１２への接続点より下方に位置せしめで
あるので、１絹の蛇行管路１３に着目しても、また、全
体の蛇行管路１３．１３・・・に着目しても、いずれも
、屋根Ｒ上の放熱の分布は、屋根Ｒの下方にお【プる方
が上方におけるよりも大きくなり、殊に、屋根Ｒの下端
部、すなわち、軒先部における放熱を最も大きくするこ
とができる。

したがって、融雪途中の屋根雪は、屋根Ｒの下方、殊に
、その軒先部において、その滑落を妨げられることが少
なく、円滑に屋根Ｒから屋根下へ落下することができる
。

ここで、この融雪動作を実施せしめるためのボイラは、
前述の集熱動作中における温水の追加加熱を行なうため
のボイラと兼用することができることは勿論である。

なお、以上の説明における、蛇行管路１３．１３・・・
を形成するパイプ材と、掛止金具１４とは、その表面を
、桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・・・と同一ないし近似の色彩に仕
上げることによって、外観上、極めて目立たないものと
することができ、したがって、家屋の体裁を損うおそれ
を極少にすることができる。殊に、桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・
・・が黒色釉薬によって仕上げられているときは、これ
と同一または近似色の蛇行管路１３を使用することは、
前述の効果が得られるばかりでなく、蛇行管路１３の赤
外線吸収能力を高め、太陽熱の集熱効率を一層向一卜せ
しめる上にも有効なものである。

発明の詳細な説明したように、この発明によれば、屋根上に葺き並
べた桟瓦の下端面と、その桟瓦の下方に隣接する他の桟
瓦の上面とに沿うて蛇行管路を配設するとともに、該蛇
行管路に熱媒体液を分岐して循環するための往路ヘッダ
と復路ヘッダとを　１２一般けることによって、蛇行管路内を循環流通する熱媒体
液は、夏期においては、日照によって高温に加熱される
桟瓦を介して加熱されるから、よく、太陽熱の集熱機能
を発揮することができる一方、冬期において、屋根上に
積雪があるときは、別置のボイラによって加熱した熱媒
体液を前記蛇行管路に循環せしめることによって、積雪
の下面において放熱させ、以って、屋根雪に対する良好
な融雪機能を発揮せしめることができるから、これを屋
根上に設置してソーラシステムを構築するときは、積雪
地帯においても利用価値が極めて高く、しかも、危険な
屋根言回し作業の必要性を解消することができるという
顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は実施例を示し、第１図は全体系統
図、第２図は要部斜視図、第３図は第２図のＸ−Ｘ線矢
視断面図、第４図は掛止金具の斜視説明図、第５図は第
３図の要部拡大図である。Ｒ・・・屋根Ｒｋ・・・桟瓦１１・・・往路ヘッダ１２・・・復路ヘッダ１３・・・蛇行管路

Claims

【特許請求の範囲】１）屋根上に葺き並べた桟瓦の下端面に沿い、且つ、前
記桟瓦の下方に隣接する他の桟瓦の上面に沿うて配設し
た蛇行管路と、該蛇行管路に熱媒体液を分岐して循環せ
しめるための往路ヘッダと復路ヘッダとを備えてなるソ
ーラシステム用集放熱装置。２）前記蛇行管路は、外径が、前記桟瓦の厚さとほぼ等
しいパイプ材を以つて形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のソーラシステム用集放熱装
置。