JPH0738491Y2

JPH0738491Y2 - 太陽熱利用建築物

Info

Publication number: JPH0738491Y2
Application number: JP1991002225U
Authority: JP
Inventors: 村良夫松; 井正夫石; 橋茂信高
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2005-09-06
Also published as: JPH04100705U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の技術分野】本考案は、太陽熱を有効的に利用し
た建築物に関する。

【０００２】

【考案の技術的背景】建築物内部を包括的に断熱材で囲
繞し、建築物の断熱性および気密性を向上させた建築物
が開発され、特に寒冷地において好評を博している。

【０００３】このような建築物においては、建築物内が
密閉空間になるため、建築物内の換気を計画的に行う必
要がある。なお、最近では、特開昭６３−１６５６３３
号公報及び特開昭６４−７５８５８号公報に記載してあ
るように、太陽熱を集熱装置で集熱し、建築物内の暖房
に利用した建築物も知られている。

【０００４】ところが、このような太陽熱利用建築物に
おいては、冬期の暖房時には快適であるが、その他の季
節には必ずしも快適な住環境を実現できるものではなか
った。

【０００５】

【考案の目的】本考案は、このような実情に鑑みてなさ
れ、太陽熱を有効に利用できるのみならず、屋外の冷気
なども有効に利用でき、四季を通じて快適な住環境を実
現できる太陽熱利用建築物を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【考案の概要】このような目的を達成するために、本考
案に係る太陽熱利用建築物は、太陽光が照射されて、内
部に取り入れられた屋外空気が加熱される太陽熱集熱装
置と、この太陽熱集熱装置で加熱された空気を建築物内
に導く屋内ダクトと、この屋内ダクトに連結され、屋内
ダクト内の空気を屋外に排出することが可能であると共
に、屋外の外気を屋内ダクトに導くことが可能な吸排出
ダクトと、建築物の床下に配置され、前記屋内ダクト内
の空気が内部に導かれるように当該屋内ダクトが連結さ
れ、内部を流通する空気と熱交換して、流通する空気の
冷熱ないしは温熱を蓄熱し、熱交換された空気を建築物
内に排出することが可能な蓄熱蓄冷装置と、前記屋内ダ
クトと排出ダクトとの分岐部に設けられ、前記太陽熱集
熱装置から前記蓄熱蓄冷装置方向に向かう屋内ダクトの
流路を遮断する場合と、屋内ダクトから排出ダクトに向
かう流路を遮断する場合とに、選択的に制御される切り
替えダンパと、前記太陽熱集熱装置と切り替えダンパと
の間の屋内ダクトに装着され、太陽熱集熱装置内の空気
を屋内ダクト内に強制的に適宜送風可能な第１ファン
と、前記切り替えダンパと蓄熱蓄冷装置との間の屋内ダ
クトに装着され、屋外の空気を前記吸排出ダクト及び屋
内ダクトを通じて前記蓄熱蓄冷装置に適宜送風可能な第
２ファンとを有することを特徴としている。

【０００７】このような本考案に係る太陽熱利用建築物
によれば、太陽熱を利用して建築物内の暖房を行う場合
には、切り替えダンパを制御して、吸排出ダクトを閉塞
すると共に、屋内ダクトの流路を開口し、太陽熱集熱装
置で集熱して加熱された空気を蓄熱蓄冷装置に導き、こ
こで熱交換して蓄熱蓄冷装置に蓄熱し、この熱を有効に
暖房に利用することができる。

【０００８】また、建築物内を冷やしたい場合には、切
り替えダンパを制御して、吸排出ダクトから屋内ダクト
へ至る連絡口を開口し、夜間の冷気を吸排気ダクトを通
して蓄熱蓄冷装置に導き、ここで熱交換して蓄熱蓄冷装
置に蓄冷し、この冷熱を有効に利用して建築物内の冷却
を行うことができる。なお、太陽熱集熱装置で集熱さ
れ、加熱された暖気は吸排出ダクトを通じて排出され
る。

【０００９】

【考案の具体的説明】以下、本考案に係る太陽熱利用建
築物について具体的に説明する。図１は本考案の一実施
例に係る太陽熱利用建築物を示す概略断面図、図２は図
１に示す蓄熱蓄冷装置の概略斜視図、図３は図１に示す
太陽熱集熱装置の概略斜視図、図４は図１に示す制御装
置の回路の一例を示す回路図、図５，６は同実施例に係
る建築物の作用を示す概略断面図である。

【００１０】図１に示すように、本考案の一実施例に係
る太陽熱利用建築物２では、屋根４の上に太陽熱集熱装
置６が設置してある。太陽熱集熱装置６は、屋外の空気
を取り入れることが可能な取入れ口８と、ここから取り
入れられた空気が流通する内部流路１０とを有する。内
部流路１０には、ガラス等の透明部材を通して太陽光が
照射され、ここに取り入れられた屋外空気が加熱される
ようになっている。内部空気との熱交換効率を高めるた
め及び補強効果を高めるために、内部流路１０には、図
３に示すように、凹凸形状の波板１２を設置するように
しても良い。また、この集熱装置６と屋根４との間に
は、断熱材１４を装着することが好ましい。また、この
集熱装置６の太陽光照射側の一面には、太陽電池１６を
設置することが好ましい。

【００１１】このように設置された集熱装置６には、内
部流路１０内の加熱空気を屋内に導くための屋内ダクト
１８の一端が連結してある。屋内ダクト１８の他の一端
は、後述する蓄熱蓄冷装置３０に連結してあり、屋内ダ
クト１８の途中には、流路切り替えボックス２０が設置
してある。この流路切り替えボックス２０には、吸排出
ダクト２２が連結してある。吸排出ダクト２２は、屋内
ダクト内の空気を屋外に排出することが可能になってい
ると共に、屋外の空気を屋内ダクト１８に導くことが可
能になっている。屋内ダクト１８と吸排出ダクト２２と
の分岐部である流路切り替えボックス２０内には、切り
替えダンパ２６が装着してある。切り替えダンパ２６
は、太陽熱集熱装置６から蓄熱蓄冷装置３０方向に向か
う屋内ダクト１８の流路を遮断する場合と、屋内ダクト
１８から吸排出ダクト２２に向かう流路を遮断する場合
とに、選択的に制御されるようになっている。この切り
替えダンパ２６は、断熱性、耐熱性に優れた材質、例え
ば耐熱性発泡ポリスチレン（例えば鐘淵化学工業（株）
の商品名：ヒートマックス）やシリコーン樹脂などで構
成することが好ましい。

【００１２】このような流路切り替えボックス２０と集
熱装置６側との間の屋内ダクト１８内には、集熱装置６
内の空気を屋内ダクト１８内に強制的に適宜送風可能な
第１ファン３２が装着してある。また、流路切り替えボ
ックス２０と蓄熱蓄冷装置３０との間の屋内ダクト１８
には、屋外の空気を前記吸引ダクト２２及び屋内ダクト
１８を通じて前記蓄熱蓄冷装置３０に適宜送風可能な第
２ファン３４が装着してある。

【００１３】屋内ダクト１８の他端が連結される蓄熱蓄
冷装置３０は、建築物の床下に配置され、屋内ダクト１
８内の空気が装置の内部に導かれ、内部を流通する空気
と熱交換して、流通する空気の冷熱ないしは温熱を蓄熱
し、熱交換された空気を建築物内に排出することが可能
になっている。蓄熱蓄冷装置３０としては、特に限定さ
れないが、図２に示すように、内部に通気口を有するコ
ンクリートブロック３２を複数個配置したもの等が用い
られる。

【００１４】このような建築物２における基礎３４の外
周、柱３６の外周及び屋根材４ａの屋内側には、断熱材
３８が、建築物を包括的に囲繞するように、しかも床下
空間４０及び屋根裏空間４２を連通するような内側通気
層４４を形成するように、張り巡らされている。そし
て、断熱材３８と外壁材４６との間及び断熱材３８と屋
根材４ａとの間には、外側通気層４８を形成するように
してもよい。また、このように断熱材３８により、建築
物を包括的に囲繞する建築物では、床下空間４０、内側
通気層４４及び屋根裏空間４２の計画的な通気を図る目
的で、床下には床下換気口５０を設けると共に、屋根の
軒部分には軒下換気口５２を設けることが好ましい。こ
れらの換気口には、それぞれ床下開閉ダンパ５４及び軒
下開閉ダンパ５６を設けることが好ましい。

【００１５】このように構成された建築物２において
は、室内の換気を強制的に図ることが好ましく、建築物
内のある部屋、例えばトイレや風呂場などでは、建築物
内の空気を屋外に強制的に排出することが可能な換気装
置５８を設けることが好ましい。次に、前述したよう
な切り替えダンパ２６と、第１ファン３２と、第２ファ
ン３４と、太陽電池１６とを制御するための制御装置６
０（第１図に図示）について説明する。制御装置６０に
は、屋外の気温を検知する外気センサ６２が接続してあ
る。制御装置６０の制御回路の一例を図４に示す。

【００１６】図４に示すように、本実施例では、太陽電
池１６は、充電用の太陽電池１６ａと、第１ファン駆動
用の太陽電池１６ｂとからなり、第１ファン３２は直列
に接続された２個のファンからなり、第２ファン３４は
並列に接続された２個のファンからなる。そして、第１
ファン駆動用の太陽電池１６ｂにおける一方の端子がダ
イオード６３を介して第１ファン３２に接続してある。
第１ファン３２には、感温スイッチ６４及び第２ファン
３４が接続してある。感温スイッチ６４は、外気センサ
６２により検知した温度に基づき、端子ＨまたはＬに接
続が切り替わるようになっている。例えば、外気温度が
２５℃以上の場合には、端子Ｈが導通状態となり、２５
℃未満の場合には、端子Ｌが導通状態となるようになっ
ている。端子Ｈには、太陽電池１６ｂにおける他方の端
子が接続され、感温スイッチ６４がＨ側端子に接続した
場合に、第２ファン３４に電力を供給することなく、第
１ファン３２のみを駆動するようになっている。端子Ｌ
には、季節切り替えスイッチ６６が接続してある。季節
切り替えスイッチ６６は、補助季節切り替えスイッチ６
８と連動するようになっており、例えば手動により、選
択的に端子Ｗ，Ｍ，Ｓに切り替わるようになっている。
各端子Ｗ，Ｍ，Ｓは、それぞれ冬、春秋、夏に相当する
端子である。季節切り替えスイッチ６６において、端子
Ｗ及びＭが選択された場合には、ここで回路が遮断さ
れ、端子Ｓが選択された場合には、端子Ｌから、ダイオ
ード７０、時限復帰スイッチ７２、蓄電池７４、保護装
置７６を介して第２ファン３４に至る回路が導通状態と
なるようになっている。

【００１７】充電用の太陽電池１６ａの一方の端子は、
ダイオード７８を介して、補助季節切り替えスイッチ６
８の端子ＷまたはＳに接続してある。ダイオード７８と
端子Ｗとの間には、抵抗８０が接続してある。抵抗８０
は、蓄電池７４への蓄電を制限するためのものである。
太陽電池１６ａの他方の端子は、保護装置７６を介して
充電用の蓄電池７４に接続してある。補助季節切り替え
スイッチ６８が端子Ｓに接続された場合には、太陽電池
１６ａで発生した起電力が蓄電池７４に蓄電され、それ
以外の端子Ｗ，Ｍに接続された場合には、蓄電されない
ようになっている。なお、保護装置７６は、蓄電池７４
への過充電または蓄電池７４からの過放電を防止するた
めのものである。また、外気センサ６２は、所定の温度
以上になると形状が変化する形状記憶合金であってもよ
い。

【００１８】このような構成の制御装置の作用を次に説
明する。季節が冬または夏の場合には、建築物内の暖房
または冷房を行うため、床下換気口及び棟下換気口５２
は閉塞される。

【００１９】そして特に冬の昼の場合には、切り替えス
イッチ６６が端子Ｗ側に接続してあり、外気センサ６２
の作用で感温スイッチ６４が端子Ｌ側に接続してあるの
で、太陽が太陽電池１６ｂに照射されると、その起電力
により、第１ファン３２が駆動される。そして、切り替
えスイッチ６６がＷ側に接続してあるので、第２ファン
３４には電力が供給されず、この第２ファン３４は駆動
されない。この状態では、切り替えダンパ２６は、図１
に示すように、吸排出ダクト２２を閉塞するように制御
されている。このため、集熱装置６で加熱された空気
は、屋内ダクト１８を通して、蓄熱蓄冷装置３０に送ら
れ、ここで熱交換され蓄熱されると共に、各部屋にも送
られ、各部屋の暖房に寄与し、最終的に換気装置５８か
ら屋外に放出される。

【００２０】冬の夜の場合には、太陽電池１６に太陽光
が照射されないため、第１ファン３２は駆動されない。
しかも、切り替えダンパ２６は、吸排出ダクト２２を閉
塞するように制御されているので、建築物内は、蓄熱蓄
冷装置３０に蓄えられた温熱により緩やかに暖められ
る。

【００２１】したがって、昼夜に拘らず太陽熱が有効に
暖房に用いられる。夏の場合には、図５，６に示すよう
に、切り替えダンパ２６は、吸排出ダクト２２を開口す
るように制御される。

【００２２】そして特に夏の昼には、外気温度が２５℃
以上であることから、図４に示す感温スイッチ６４が端
子Ｈ側に接続され、切り替えスイッチ６６の接続位置に
拘らず、太陽電池１６ｂの起電力が第１ファン３２に供
給され、第１ファン３２が回転駆動される。しかも、感
温スイッチ６４が端子Ｈ側に接続してあるので、第２フ
ァン３４には電力が供給されず、第２ファン３４が回転
駆動されない。また、充電用の太陽電池１６ａの起電力
は、切り替えスイッチ６８が端子Ｓ側に接続してあるこ
とから、蓄電池７４に供給され、ここに蓄電される。し
たがって、図５に示すように、切り替えスイッチ２６が
吸排出ダクト２２を開口しているので、第１ファン３２
が駆動されることにより、集熱装置６で加熱された空気
は、吸排出ダクト２２を通して屋外に排出される。この
場合、排出ダクト２２に熱交換器を取り付けて、その熱
交換器で冷水を温水などに変換するようにしてもよい。
また、蓄熱蓄冷装置３０には夏の夜に蓄冷された冷熱が
あり、この冷熱により建築物内を穏やかに冷却すること
ができる。したがって、各室内の冷房作用を補助するこ
とになる。

【００２３】夏の夜には、図６に示すように、太陽電池
１６に太陽光が照射されなくなるので、第１ファン３２
は駆動されない。また、図４に示すように、夏の夜で外
気温度が２５℃未満である場合には、感温スイッチ６４
が端子Ｌ側に接続され、しかも切り替えスイッチ６６が
端子Ｓ側に接続してあるので、蓄電池７４と第２ファン
３４とが接続状態になるので、第２ファンが駆動され
る。このため、図６に示すように、夏の夜の比較的冷た
い外気が、吸排出ダクト２２及び屋内ダクト１８を通し
て、蓄熱蓄冷装置３０に導入され、ここで熱交換され、
冷熱を蓄熱蓄冷装置３０に蓄冷することになる。蓄熱蓄
冷装置３０から排出された空気は、各部屋を通り、各部
屋を冷却した後、換気装置５８から排出される。

【００２４】このような制御によれば、夏の夜における
冷気も有効に利用できる。夏冬以外の春秋の季節には、
例えば、床下換気口５０及び棟下換気口５２を開口して
通気を図ることも可能である。また、春秋の季節には、
切り替えスイッチ６６，６８が端子Ｍ側に接続してある
ので、制御装置６０の全開路は、遮断される。そして、
外気温度などの条件に応じて、切り替えダンパ２６を制
御することにより快適な住環境を実現できる。

【００２５】なお、本考案は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本考案の範囲の範囲内で種々に改変
することが可能である。

【００２６】

【考案の効果】以上説明してきたように、本考案では、
太陽熱を利用して建築物内の暖房を行う場合には、切り
替えダンパを制御して、吸排出ダクトを閉塞すると共
に、屋内ダクトの流路を開口し、太陽熱集熱装置で集熱
して加熱された空気を蓄熱蓄冷装置に導き、ここで熱交
換して蓄熱蓄冷装置に蓄熱し、この熱を有効に暖房に利
用することができる。

【００２７】また、建築物内を冷やしたい場合には、切
り替えダンパを制御して、吸排出ダクトから屋内ダクト
へ至る連絡口を開口し、夜間の冷気を吸排気ダクトを通
して蓄熱蓄冷装置に導き、ここで熱交換して蓄熱蓄冷装
置に蓄冷し、この冷熱を有効に利用して建築物内の冷却
を行うことができる。なお、太陽熱集熱装置で集熱さ
れ、加熱された暖気は吸排出ダクトを通じて排出され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例に係る太陽熱利用建築
物の断面図である。

【図２】図２は図１に示す蓄熱蓄冷装置の概略斜視図で
ある。

【図３】図３は図１に示す太陽熱集熱装置に概略斜視図
である。

【図４】図４は図１に示す制御装置の回路の一例を示す
回路図である。

【図５】図５は本考案の一実施例に係る建築物の夏の昼
の状態を示す概略断面図である。

【図６】図６は同実施例に係る建築物の夏の夜の状態を
示す概略断面図である。

【符号の説明】

２建築物４屋根６太陽熱集熱装置１６太陽電池１８屋内ダクト２０流路切り替えボックス２２吸排出ダクト２６切り替えダンパ３０蓄熱蓄冷装置３２第１ファン３４第２ファン５８換気装置

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】太陽光が照射されて、内部に取り入れら
れた屋外空気が加熱される太陽熱集熱装置と、この太陽
熱集熱装置で加熱された空気を建築物内に導く屋内ダク
トと、この屋内ダクトに連結され、屋内ダクト内の空気
を屋外に排出することが可能であると共に、屋外の外気
を屋内ダクトに導くことが可能な吸排出ダクトと、建築
物の床下に配置され、前記屋内ダクト内の空気が内部に
導かれるように当該屋内ダクトが連結され、内部を流通
する空気と熱交換して、流通する空気の冷熱ないしは温
熱を蓄熱し、熱交換された空気を建築物内に排出するこ
とが可能な蓄熱蓄冷装置と、前記屋内ダクトと排出ダク
トとの分岐部に設けられ、前記太陽熱集熱装置から前記
蓄熱蓄冷装置方向に向かう屋内ダクトの流路を遮断する
場合と、屋内ダクトから排出ダクトに向かう流路を遮断
する場合とに、選択的に制御される切り替えダンパと、
前記太陽熱集熱装置と切り替えダンパとの間の屋内ダク
トに装着され、太陽熱集熱装置内の空気を屋内ダクト内
に強制的に適宜送風可能な第１ファンと、前記切り替え
ダンパと蓄熱蓄冷装置との間の屋内ダクトに装着され、
屋外の空気を前記吸排出ダクト及び屋内ダクトを通じて
前記蓄熱蓄冷装置に適宜送風可能な第２ファンとを有す
る太陽熱利用建築物。
【請求項２】前記第１ファンは、前記太陽熱集熱装置
の一部に装着された太陽電池により駆動され、前記第２
ファンは、太陽電池による起電力が蓄電された蓄電池に
より駆動されることを特徴とする請求項１に記載の太陽
熱利用建築物。