JPH1054615A - フレーム型太陽エネルギー集光・集熱装置の余剰熱処理機構 - Google Patents
フレーム型太陽エネルギー集光・集熱装置の余剰熱処理機構Info
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- JPH1054615A JPH1054615A JP8242445A JP24244596A JPH1054615A JP H1054615 A JPH1054615 A JP H1054615A JP 8242445 A JP8242445 A JP 8242445A JP 24244596 A JP24244596 A JP 24244596A JP H1054615 A JPH1054615 A JP H1054615A
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固定式フレーム型太陽エネルギー集光・集熱
装置において過大な余剰流入エネルギー流があった場
合、簡単・経済的な手法により流入エネルギー流を制限
・遮断して熱需要に合わせることを目的としている。 【構成】 集光・集熱面の上縁近く沿わせた管路に該面
に向けた多数のノズルが装着され、管路内の水圧を制御
することにより前記ノズルから適量の水が集光・集熱面
に滴下・散布され、該面を展延流下しつつ該液の水温上
昇と蒸発気化により集光・集熱面から熱を吸収し、気化
蒸気は開放されたフレーム側壁から外部に散逸し、気化
しない残水は集光・集熱面より下方に設置された溝とこ
れに連接する排水路を経て自然に外部に排出される。冷
却水の水温上昇による吸収熱流量よりも水の蒸発気化潜
熱による吸収熱流量の方が桁違いに大きく、ために僅か
な水消費で余剰熱流を外部に散逸させ得る。かくて過大
な余剰流入エネルギー流があっても、熱媒体に余剰熱を
吸収させることなく、実用的に需要に合わせることが可
能となる。
装置において過大な余剰流入エネルギー流があった場
合、簡単・経済的な手法により流入エネルギー流を制限
・遮断して熱需要に合わせることを目的としている。 【構成】 集光・集熱面の上縁近く沿わせた管路に該面
に向けた多数のノズルが装着され、管路内の水圧を制御
することにより前記ノズルから適量の水が集光・集熱面
に滴下・散布され、該面を展延流下しつつ該液の水温上
昇と蒸発気化により集光・集熱面から熱を吸収し、気化
蒸気は開放されたフレーム側壁から外部に散逸し、気化
しない残水は集光・集熱面より下方に設置された溝とこ
れに連接する排水路を経て自然に外部に排出される。冷
却水の水温上昇による吸収熱流量よりも水の蒸発気化潜
熱による吸収熱流量の方が桁違いに大きく、ために僅か
な水消費で余剰熱流を外部に散逸させ得る。かくて過大
な余剰流入エネルギー流があっても、熱媒体に余剰熱を
吸収させることなく、実用的に需要に合わせることが可
能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽エネルギーを実生
活に利用せんとする固定式フレーム型集光・集熱装置に
おいて、実生活需要を過大に上回る流入エネルギー流が
あった場合、その余剰とする流入エネルギー流を簡単経
済的手法で制限・遮断することを可能にした余剰熱処理
機構に関する。
活に利用せんとする固定式フレーム型集光・集熱装置に
おいて、実生活需要を過大に上回る流入エネルギー流が
あった場合、その余剰とする流入エネルギー流を簡単経
済的手法で制限・遮断することを可能にした余剰熱処理
機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は平板型・フレーム型を問わず、実
生活需要を上回る過大なエネルギー流が生じた場合には
蓄熱貯湯槽に蓄えるが、それが満杯の場合には取得の余
剰エネルギーを捨熱する別設備と稼働のための別エネル
ギーを必要としていた。
生活需要を上回る過大なエネルギー流が生じた場合には
蓄熱貯湯槽に蓄えるが、それが満杯の場合には取得の余
剰エネルギーを捨熱する別設備と稼働のための別エネル
ギーを必要としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前項の余剰エネルギー
捨熱方式は設置使用者の過大な負担となり実施化を妨げ
ている要因でもあるので、余剰エネルギー流流入時、簡
単な機構と負担にならない程度のコストで、余剰エネル
ギー流の取得を制限・遮断する手段の実現を課題として
いる。
捨熱方式は設置使用者の過大な負担となり実施化を妨げ
ている要因でもあるので、余剰エネルギー流流入時、簡
単な機構と負担にならない程度のコストで、余剰エネル
ギー流の取得を制限・遮断する手段の実現を課題として
いる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】太陽光を透過する透光板
と、該透過太陽光の一部は直接に集光・集熱面に入射
し、残りは反射床で反射してから集光・集熱面に入射す
るように構成された固定式で南面の下り勾配反射床フレ
ーム型集光・集熱装置において、フレーム両側壁を適宜
開放し、フレーム内空気と外気が流通出来るようにして
おき、かつ、該集光・集熱面の上縁近くに沿った管路に
多数のノズルを該面に向けて装着し水を滴下・散布し、
該勾配集光・集熱面上を展延流下と共に水温上昇と蒸発
気化により該集光・集熱面板の冷却が行われ、過大・余
剰とする太陽エネルギー流の流入を制限・遮断するが、
その程度はノズル装着管路内の水圧を制御し、ノズルか
らの滴下・散布流量を加減することによって行う。一
方、蒸発水蒸気は開放されたフレーム側壁から外部に流
通散逸し、気化せずに落ちた残水は集光・集熱面板の下
方に設けられた溝・排水路を経て自然に外部に排出され
る。このようにして前項の課題を解決している。
と、該透過太陽光の一部は直接に集光・集熱面に入射
し、残りは反射床で反射してから集光・集熱面に入射す
るように構成された固定式で南面の下り勾配反射床フレ
ーム型集光・集熱装置において、フレーム両側壁を適宜
開放し、フレーム内空気と外気が流通出来るようにして
おき、かつ、該集光・集熱面の上縁近くに沿った管路に
多数のノズルを該面に向けて装着し水を滴下・散布し、
該勾配集光・集熱面上を展延流下と共に水温上昇と蒸発
気化により該集光・集熱面板の冷却が行われ、過大・余
剰とする太陽エネルギー流の流入を制限・遮断するが、
その程度はノズル装着管路内の水圧を制御し、ノズルか
らの滴下・散布流量を加減することによって行う。一
方、蒸発水蒸気は開放されたフレーム側壁から外部に流
通散逸し、気化せずに落ちた残水は集光・集熱面板の下
方に設けられた溝・排水路を経て自然に外部に排出され
る。このようにして前項の課題を解決している。
【０００５】
【作用】例えば夏季冷房の吸収型冷凍機用高熱源が得ら
れる特願平８−１０３１０８号の複合フレーム型太陽エ
ネルギー集光・集熱装置において、冷房必要期における
高熱源は十分得られるが、冷房も暖房も必要としない４
月下旬頃に同出願図２に示すように年間最大の流入エネ
ルギー流ピークを迎え余剰熱対策を必要とする。本発明
では、熱媒体に吸収した余剰熱流を外部に取り出し捨熱
するのではなく、熱媒体に余剰・不要熱流を吸収させな
いという点において、従来手法とは作用において基本的
に相違している。即ち、前述のように勾配集光・集熱面
の上縁近くに沿い、多数のノズル装着の管路に必要に応
じた加圧水を送り、ノズルから該集光・集熱面に滴下・
散布し展延流下させ、その滴下・散布水の温度上昇・蒸
発気化に流入過剰エネルギー流を先に吸収させ、水蒸気
は開放されたフレーム側壁を通り自然に外部に散逸さ
せ、また、蒸発し切れない残水は集光・集熱面板下方の
溝に落ち、排水路を経て外部に自然に排出されるように
して目的を達成している。
れる特願平８−１０３１０８号の複合フレーム型太陽エ
ネルギー集光・集熱装置において、冷房必要期における
高熱源は十分得られるが、冷房も暖房も必要としない４
月下旬頃に同出願図２に示すように年間最大の流入エネ
ルギー流ピークを迎え余剰熱対策を必要とする。本発明
では、熱媒体に吸収した余剰熱流を外部に取り出し捨熱
するのではなく、熱媒体に余剰・不要熱流を吸収させな
いという点において、従来手法とは作用において基本的
に相違している。即ち、前述のように勾配集光・集熱面
の上縁近くに沿い、多数のノズル装着の管路に必要に応
じた加圧水を送り、ノズルから該集光・集熱面に滴下・
散布し展延流下させ、その滴下・散布水の温度上昇・蒸
発気化に流入過剰エネルギー流を先に吸収させ、水蒸気
は開放されたフレーム側壁を通り自然に外部に散逸さ
せ、また、蒸発し切れない残水は集光・集熱面板下方の
溝に落ち、排水路を経て外部に自然に排出されるように
して目的を達成している。
【０００６】集光面板を基板として太陽電池を形成さ
せ、その基板裏側に熱媒体を通して、電気と熱の両方を
得るようにしたハイブリッド化したものにおいても、太
陽電池表面は一般に裸で雨露に曝されて使用されている
ものと同様にし、その表面に水の滴下・散布を受け展延
して流れても支障ないようにすることで、ハイブリッド
化したものでも前項と同じように目的を達成できる。
せ、その基板裏側に熱媒体を通して、電気と熱の両方を
得るようにしたハイブリッド化したものにおいても、太
陽電池表面は一般に裸で雨露に曝されて使用されている
ものと同様にし、その表面に水の滴下・散布を受け展延
して流れても支障ないようにすることで、ハイブリッド
化したものでも前項と同じように目的を達成できる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明のフレーム型太陽エネルギー集
光・集熱装置の側面断面図で設計点で、単一勾配蔽いガ
ラス屋根面である透光板（１）を通った太陽光束の一部
は直射光として集光・集熱面（３）に入射し、残りは反
射床（２）で反射されてからの反射光として前記集光・
集熱面に入射している。
光・集熱装置の側面断面図で設計点で、単一勾配蔽いガ
ラス屋根面である透光板（１）を通った太陽光束の一部
は直射光として集光・集熱面（３）に入射し、残りは反
射床（２）で反射されてからの反射光として前記集光・
集熱面に入射している。
【０００８】集光・集熱全面の上縁近く同面に沿い管路
（４）に多数のノズル（５）が装着され、前記管路内の
水圧により前記ノズルから集光・集熱面上縁近くに水が
滴下・散布されて同面上を展延流下する。同面上を展延
流下する水は、流入太陽エネルギー流により加熱された
同面から熱を受取り、全部若しくは大部分は蒸発気化す
るが、残りは同集光・集熱面の下方に設置の溝（６）に
落下し、排水路（７）を経て外部に自然に排出される。
蒸発気化した水蒸気は特願平８−８２９５７に示すよう
なフレーム側壁に開閉可能に構成された熱負担軽減機構
により外気に散逸される（図面には省略）。
（４）に多数のノズル（５）が装着され、前記管路内の
水圧により前記ノズルから集光・集熱面上縁近くに水が
滴下・散布されて同面上を展延流下する。同面上を展延
流下する水は、流入太陽エネルギー流により加熱された
同面から熱を受取り、全部若しくは大部分は蒸発気化す
るが、残りは同集光・集熱面の下方に設置の溝（６）に
落下し、排水路（７）を経て外部に自然に排出される。
蒸発気化した水蒸気は特願平８−８２９５７に示すよう
なフレーム側壁に開閉可能に構成された熱負担軽減機構
により外気に散逸される（図面には省略）。
【０００９】以上のように構成され作用するので、過大
な余剰流入エネルギー流があっても極めて僅少な水消費
により、大きな流入エネルギー流の熱媒体への吸収を制
限・遮断することが可能になってくる。その作用の基本
は、水の比熱が大きいこともあるが、それより桁違いに
大きい水の蒸発気化潜熱が作用していることの方が大き
い。
な余剰流入エネルギー流があっても極めて僅少な水消費
により、大きな流入エネルギー流の熱媒体への吸収を制
限・遮断することが可能になってくる。その作用の基本
は、水の比熱が大きいこともあるが、それより桁違いに
大きい水の蒸発気化潜熱が作用していることの方が大き
い。
【００１０】具体的例で検討して見る。集光・集熱面の
全幅約６，７ｍ、高さ１，５ｍで、面積は１０ｍ２ある
とする。この面の上縁近くの管路に０，０７５ｍ間隔に
ノズルが下向きに計９０個が集光・集熱面に向けて装着
されているとする。管路内水圧によりノズルから水が集
光・集熱面上縁付近に滴下・散布され面上を展延流下し
て行く。水１滴０，０６２５ミリリットルで、毎秒１滴
落下では全体で毎秒５，６２５ミリリットル、１時間当
たり２０，２５リットルである。いま滴下水の温度が２
０°Ｃで集光・集熱面温度が６０°Ｃあり、流下水全部
が集熱面からの熱で蒸発したとして、気化潜熱は水１ミ
リリットル当たり５３９カロリーであり、１カロリーは
４，１８６５ワット秒に相当し、１ｍ２当たりでは 〔（６０−２０）＋５３９〕×４，１８６５×５，６２
５／１０＝１３６３，５ワット／ｍ２ が得られ、これは流入エネルギー流密度に匹敵する大き
さのものである。
全幅約６，７ｍ、高さ１，５ｍで、面積は１０ｍ２ある
とする。この面の上縁近くの管路に０，０７５ｍ間隔に
ノズルが下向きに計９０個が集光・集熱面に向けて装着
されているとする。管路内水圧によりノズルから水が集
光・集熱面上縁付近に滴下・散布され面上を展延流下し
て行く。水１滴０，０６２５ミリリットルで、毎秒１滴
落下では全体で毎秒５，６２５ミリリットル、１時間当
たり２０，２５リットルである。いま滴下水の温度が２
０°Ｃで集光・集熱面温度が６０°Ｃあり、流下水全部
が集熱面からの熱で蒸発したとして、気化潜熱は水１ミ
リリットル当たり５３９カロリーであり、１カロリーは
４，１８６５ワット秒に相当し、１ｍ２当たりでは 〔（６０−２０）＋５３９〕×４，１８６５×５，６２
５／１０＝１３６３，５ワット／ｍ２ が得られ、これは流入エネルギー流密度に匹敵する大き
さのものである。
【００１１】
【発明の効果】特願平８−１０３１０８の図２に示すよ
うに、年間最大の流入エネルギー流は暖・冷房不要の４
月下旬で、そのエネルギー流密度は１３５０ワット／ｍ
２で、また特許第２５２７８３２号（特願平０２−１８
７２９９）暖房給湯用の図１１の例では１０月下旬の要
制限流入エネルギー流の最大は１６５０ワット／ｍ２で
あり、これらから見ると上述の１３６３，５ワット／ｍ
２の除去エネルギー流があれば十分にノズルから毎秒１
滴程度の滴下・散布で流入エネルギー流の制限・遮断が
可能になることを示している。更に除熱のための水の作
用効果は、水温上昇には１ミリリットル当たりで４０カ
ロリーなのに、蒸発気化のためには５３９カロリーと、
気化利用で十数倍もの効果を挙げ得ることになり、この
ため流入エネルギー流制限・遮断のための水の所要流量
は最大で１時間に僅か２１リットル、しかも快晴の日の
正午を挟む２〜３時間の間に過ぎないので、実際的に
は、水の消費量は極めて僅かで殆ど問題にならないと言
ってよい。
うに、年間最大の流入エネルギー流は暖・冷房不要の４
月下旬で、そのエネルギー流密度は１３５０ワット／ｍ
２で、また特許第２５２７８３２号（特願平０２−１８
７２９９）暖房給湯用の図１１の例では１０月下旬の要
制限流入エネルギー流の最大は１６５０ワット／ｍ２で
あり、これらから見ると上述の１３６３，５ワット／ｍ
２の除去エネルギー流があれば十分にノズルから毎秒１
滴程度の滴下・散布で流入エネルギー流の制限・遮断が
可能になることを示している。更に除熱のための水の作
用効果は、水温上昇には１ミリリットル当たりで４０カ
ロリーなのに、蒸発気化のためには５３９カロリーと、
気化利用で十数倍もの効果を挙げ得ることになり、この
ため流入エネルギー流制限・遮断のための水の所要流量
は最大で１時間に僅か２１リットル、しかも快晴の日の
正午を挟む２〜３時間の間に過ぎないので、実際的に
は、水の消費量は極めて僅かで殆ど問題にならないと言
ってよい。
【図１】フレーム型太陽エネルギー集光・集熱装置の断
面図で、集光・集熱面上縁近くに沿わせた管路に多数の
ノズルが集光・集熱面に向け装着され、かつ同集光・集
熱面より下方に溝と、これに連接した排水路が設備され
ている。
面図で、集光・集熱面上縁近くに沿わせた管路に多数の
ノズルが集光・集熱面に向け装着され、かつ同集光・集
熱面より下方に溝と、これに連接した排水路が設備され
ている。
【図２】図１の一点鎖線で囲まれた部分の集光・集熱面
上縁近くの管路・ノズルの配置を示す拡大図である。
上縁近くの管路・ノズルの配置を示す拡大図である。
１ 透光板（蔽いガラス屋根） ２ 反射床 ３ 集光・集熱面 ４ 管路 ５ ノズル ６ 溝 ７ 排水路
Claims (1)
- 【請求項１】 透光板（１）を通った太陽光束の一部は
直射光として、残りは反射床（２）で反射されてからの
反射光として集光・集熱面（３）に入るようにした南面
する下り勾配反射床フレーム型太陽エネルギー集光・集
熱装置において、過大な流入エネルギー流を制限・遮断
するため、フレーム側壁を開放し、かつ、前記の集光・
集熱面（３）の上縁に沿わせた配管（４）に複数装着の
ノズル（５）から水を前記集光・集熱面上に滴下・散布
し展延流下させ、水の温度上昇・気化により該集光・集
熱面板を冷却し、気化水蒸気はフレームの前記開放側壁
から外気へ流出させることによって余剰とする流入エネ
ルギー流を制限・遮断することを特徴とするフレーム型
エネルギー集光・集熱装置の余剰熱処理機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242445A JPH1054615A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | フレーム型太陽エネルギー集光・集熱装置の余剰熱処理機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242445A JPH1054615A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | フレーム型太陽エネルギー集光・集熱装置の余剰熱処理機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054615A true JPH1054615A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=17089204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8242445A Pending JPH1054615A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | フレーム型太陽エネルギー集光・集熱装置の余剰熱処理機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054615A (ja) |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP8242445A patent/JPH1054615A/ja active Pending
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