JPS6237744B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6237744B2 JPS6237744B2 JP54086323A JP8632379A JPS6237744B2 JP S6237744 B2 JPS6237744 B2 JP S6237744B2 JP 54086323 A JP54086323 A JP 54086323A JP 8632379 A JP8632379 A JP 8632379A JP S6237744 B2 JPS6237744 B2 JP S6237744B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat collecting
- heat
- lens
- collecting plate
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
- F24S23/31—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、太陽高度の変化に対し非追尾型の
集光式太陽熱集熱器において、集光比（レンズの
幅／集熱板の幅）を２〜３程度に設定して高い受
光率（集熱板に入射する光量／レンズに入射する
光量）を得ることができ、しかも、夏期および冬
期の中間期には集熱板に集光しないようにした太
陽熱集熱器に関する。
集光式太陽熱集熱器において、集光比（レンズの
幅／集熱板の幅）を２〜３程度に設定して高い受
光率（集熱板に入射する光量／レンズに入射する
光量）を得ることができ、しかも、夏期および冬
期の中間期には集熱板に集光しないようにした太
陽熱集熱器に関する。
一般に、集光式太陽熱集熱器は、第１図に示す
ように、フレネルレンズ１の焦点距離の位置に、
集熱板２をレンズ１に対し平行に設け、幅Ａのレ
ンズ１上に入射した太陽光線SLを集光して幅Ｂ
の集熱板２に入射するようになつている。ところ
で、レンズ１に入射した太陽光線SLが集熱板２
に入射できる最大入射角（θmax）は、集光比が
大きくなる程小さくなり、かつ集光比が小さくな
る程大きくなる。そこで、一般的な集光式太陽熱
集熱器においては、集光比を10〜50程度に大きく
設定するとともに、太陽光線のレンズ１に対する
入射角が、季節および時間の変化に対し常に最大
入射角（θmax）より小さくなるように、太陽の
動きに合わせてレンズ１および集熱板２の方向を
変化させる太陽追尾装置が付設されている。しか
し、この太陽追尾装置は、構成が複雑でかつコス
トも高く、一部の特殊な用途以外には適用できな
いものである。一方、レンズ１および集熱板２を
太陽高度に対し非追尾型に構成した集光式太陽熱
集熱器では、年間を通して高い受光率を得ようと
すれば、集光比がほぼ１に近い値となり、レンズ
１を用いて集光した効果がなくなつてしまう。
ように、フレネルレンズ１の焦点距離の位置に、
集熱板２をレンズ１に対し平行に設け、幅Ａのレ
ンズ１上に入射した太陽光線SLを集光して幅Ｂ
の集熱板２に入射するようになつている。ところ
で、レンズ１に入射した太陽光線SLが集熱板２
に入射できる最大入射角（θmax）は、集光比が
大きくなる程小さくなり、かつ集光比が小さくな
る程大きくなる。そこで、一般的な集光式太陽熱
集熱器においては、集光比を10〜50程度に大きく
設定するとともに、太陽光線のレンズ１に対する
入射角が、季節および時間の変化に対し常に最大
入射角（θmax）より小さくなるように、太陽の
動きに合わせてレンズ１および集熱板２の方向を
変化させる太陽追尾装置が付設されている。しか
し、この太陽追尾装置は、構成が複雑でかつコス
トも高く、一部の特殊な用途以外には適用できな
いものである。一方、レンズ１および集熱板２を
太陽高度に対し非追尾型に構成した集光式太陽熱
集熱器では、年間を通して高い受光率を得ようと
すれば、集光比がほぼ１に近い値となり、レンズ
１を用いて集光した効果がなくなつてしまう。
また、太陽熱集熱器で集熱した太陽熱エネルギ
により冷暖房を行なう場合、冷暖房負荷は、第２
図に示すように、冷房シーズンおよび暖房シーズ
ンの中間期は零となるため、中間期の春期と秋期
に集熱した太陽エネルギは全く無駄となるだけで
なく、かえつてその使用法に困り、集熱器が過集
熱のために沸騰してトラブルが生じたり、また、
余剰熱を廃棄するのに費用を要し、非常に不経済
である。
により冷暖房を行なう場合、冷暖房負荷は、第２
図に示すように、冷房シーズンおよび暖房シーズ
ンの中間期は零となるため、中間期の春期と秋期
に集熱した太陽エネルギは全く無駄となるだけで
なく、かえつてその使用法に困り、集熱器が過集
熱のために沸騰してトラブルが生じたり、また、
余剰熱を廃棄するのに費用を要し、非常に不経済
である。
この発明は、前記従来の問題点に留意してなさ
れたものであり、太陽高度に対し非追尾型の構成
において、集熱比を２〜３の値に設定することが
でき、しかも、冷暖房負荷のない中間期には、太
陽光線が集熱板に集光しない集光式の太陽熱集熱
器を提供するものであり、つぎにこの発明を、そ
の１実施例を示した第３図とともに詳細に説明す
る。
れたものであり、太陽高度に対し非追尾型の構成
において、集熱比を２〜３の値に設定することが
でき、しかも、冷暖房負荷のない中間期には、太
陽光線が集熱板に集光しない集光式の太陽熱集熱
器を提供するものであり、つぎにこの発明を、そ
の１実施例を示した第３図とともに詳細に説明す
る。
第３図に示すように、蒲鉾型の複数個のフレネ
ルレンズ１を同一面に配列するとともに、各フレ
ネルレンズ１を支持具３により支持し、太陽光を
透過できる透明ガラス管等の集熱管４に内装され
た集熱パイプ（図示せず）に、フラツト状の集熱
板２を装着するとともに、各集熱板２を各フレネ
ルレンズ１に対応してそれぞれ平行に配例し、フ
レネルレンズ１および集熱板２の長手方向を東西
方向に向けて設置するとともに、南方向に対し適
当な傾斜角Ｓに傾斜させる。そして、フレネルレ
ンズ１と集熱板２との距離Ｌを、フレネルレンズ
１の焦点距離より若干短くし、また、各集熱板２
の間隔Ｐは、太陽高度の高い夏期においては、実
線で示すように太陽光線SLが各フレネルレンズ
１に対応した集熱板２に集光し、かつ太陽高度の
低い冬期においては、破線で示すように太陽光線
SL′が各レンズ１に対応した集熱板２に隣接する
集熱板２に集光するよう集光比に合わせて決定さ
れている。
ルレンズ１を同一面に配列するとともに、各フレ
ネルレンズ１を支持具３により支持し、太陽光を
透過できる透明ガラス管等の集熱管４に内装され
た集熱パイプ（図示せず）に、フラツト状の集熱
板２を装着するとともに、各集熱板２を各フレネ
ルレンズ１に対応してそれぞれ平行に配例し、フ
レネルレンズ１および集熱板２の長手方向を東西
方向に向けて設置するとともに、南方向に対し適
当な傾斜角Ｓに傾斜させる。そして、フレネルレ
ンズ１と集熱板２との距離Ｌを、フレネルレンズ
１の焦点距離より若干短くし、また、各集熱板２
の間隔Ｐは、太陽高度の高い夏期においては、実
線で示すように太陽光線SLが各フレネルレンズ
１に対応した集熱板２に集光し、かつ太陽高度の
低い冬期においては、破線で示すように太陽光線
SL′が各レンズ１に対応した集熱板２に隣接する
集熱板２に集光するよう集光比に合わせて決定さ
れている。
前記光学系の実例として、フレネルレンズ１と
集熱板２との距離Ｌを200mm、フレネルレンズ１
および集熱板２の傾斜角Ｓを15゜、集熱板２の間
隔Ｐを200mm、フレネルレンズ１の焦点距離を366
mm、集光比を３、フレネルレンズ１の透過率を
0.9とした場合、年間の正午における受光率は第
４図に示したようになつた。同図から明らかなよ
うに、冷暖房負荷の大きい夏期および冬期におい
て受光率が大きく、冷暖房負荷のない夏期および
冬期の中間期では、フレネルレンズ１を通つた太
陽光線が、隣接する各集熱板２の間に集光するた
め、受光率が零またはほぼ零となる。したがつ
て、従来の非追尾形の集光式太陽熱集熱器の問題
点を、集光比を２〜３の値に設定でき、かつ冷暖
房負荷のない中間期には集熱板２に集光されない
ことにより、一挙に解消できる。
集熱板２との距離Ｌを200mm、フレネルレンズ１
および集熱板２の傾斜角Ｓを15゜、集熱板２の間
隔Ｐを200mm、フレネルレンズ１の焦点距離を366
mm、集光比を３、フレネルレンズ１の透過率を
0.9とした場合、年間の正午における受光率は第
４図に示したようになつた。同図から明らかなよ
うに、冷暖房負荷の大きい夏期および冬期におい
て受光率が大きく、冷暖房負荷のない夏期および
冬期の中間期では、フレネルレンズ１を通つた太
陽光線が、隣接する各集熱板２の間に集光するた
め、受光率が零またはほぼ零となる。したがつ
て、従来の非追尾形の集光式太陽熱集熱器の問題
点を、集光比を２〜３の値に設定でき、かつ冷暖
房負荷のない中間期には集熱板２に集光されない
ことにより、一挙に解消できる。
以上のように、この発明の太陽熱集熱器による
と、太陽光線を集光する複数個のレンズを同一面
に配列するとともに、複数個の集熱板を、各レン
ズに対応してそれぞれ平行に配列し、レンズおよ
び集熱板を、太陽高度の変化に対し非追尾型に構
成した太陽熱集熱器において、各レンズを通つた
太陽光線が、夏期においてはそれぞれ各レンズに
対応した集熱板に集光し、冬期においては各レン
ズに対応した集熱板に隣接する集熱板に集光し、
かつ夏期および冬期の中間期において、隣接する
集熱板の間に集光する位置に各集熱板を設けるこ
とにより、太陽高度に対し非追尾形の構成におい
て、集光比を２〜３程度の大きさに設定でき、大
きな受光率を得ることができ、しかも、冷暖房負
荷のない中間期では集熱板に集光されないため、
不必要なエネルギを得ることがなく、年間を通し
て冷暖房負荷に応じた集熱を行なうことができ、
大幅にコストダウンすることができる。
と、太陽光線を集光する複数個のレンズを同一面
に配列するとともに、複数個の集熱板を、各レン
ズに対応してそれぞれ平行に配列し、レンズおよ
び集熱板を、太陽高度の変化に対し非追尾型に構
成した太陽熱集熱器において、各レンズを通つた
太陽光線が、夏期においてはそれぞれ各レンズに
対応した集熱板に集光し、冬期においては各レン
ズに対応した集熱板に隣接する集熱板に集光し、
かつ夏期および冬期の中間期において、隣接する
集熱板の間に集光する位置に各集熱板を設けるこ
とにより、太陽高度に対し非追尾形の構成におい
て、集光比を２〜３程度の大きさに設定でき、大
きな受光率を得ることができ、しかも、冷暖房負
荷のない中間期では集熱板に集光されないため、
不必要なエネルギを得ることがなく、年間を通し
て冷暖房負荷に応じた集熱を行なうことができ、
大幅にコストダウンすることができる。
第１図は集光式の太陽熱集熱器の光学系を示す
説明図、第２図は年間の冷暖房負荷の変化を示す
図、第３図はこの発明の太陽熱集熱器の１実施例
の一部の斜視図、第４図は年間の正午における受
光率を示す曲線図である。 １……レンズ、２……集熱板。
説明図、第２図は年間の冷暖房負荷の変化を示す
図、第３図はこの発明の太陽熱集熱器の１実施例
の一部の斜視図、第４図は年間の正午における受
光率を示す曲線図である。 １……レンズ、２……集熱板。
Claims (1)
- １ 太陽光線を集光する複数個のレンズを同一面
に配列するとともに、複数個の集熱板を、前記各
レンズに対応してそれぞれ平行に配列し、前記レ
ンズおよび前記集熱板を、太陽高度の変化に対し
非追尾型に構成した太陽熱集熱器において、各レ
ンズを通つた太陽光線が、夏期においてはそれぞ
れ各レンズに対応した集熱板に集光し、冬期にお
いては各レンズに対応した集熱板に隣接する集熱
板に集光し、かつ夏期および冬期の中間期におい
て、隣接する集熱板の間に集光する位置に、各集
熱板を設けたことを特徴とする太陽熱集熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8632379A JPS5610655A (en) | 1979-07-07 | 1979-07-07 | Solar heat collector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8632379A JPS5610655A (en) | 1979-07-07 | 1979-07-07 | Solar heat collector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5610655A JPS5610655A (en) | 1981-02-03 |
| JPS6237744B2 true JPS6237744B2 (ja) | 1987-08-13 |
Family
ID=13883621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8632379A Granted JPS5610655A (en) | 1979-07-07 | 1979-07-07 | Solar heat collector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5610655A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5976953U (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-24 | 松下電器産業株式会社 | 集熱パイプ式太陽熱温水器 |
| KR100970344B1 (ko) * | 2010-01-28 | 2010-07-15 | 제주관광대학 산학협력단 | 태양 에너지 시스템 및 그 제어방법 |
-
1979
- 1979-07-07 JP JP8632379A patent/JPS5610655A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5610655A (en) | 1981-02-03 |
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