冷却システム
【課題】ソーラーパネルと空冷式の熱交換装置の吸い込み空気とを冷却して、夏期における空冷式の熱交換装置の冷却効率の向上とソーラーパネルの発電効率の向上の両立を図ることができる冷却システムを提案する。
【解決手段】冷却システム（1）は、屋外空間に設置されて太陽光の光エネルギーを電力に変換するソーラーパネル（3）と、上記屋外空間のソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設けられ、蒸散によって上記下方領域（30）の空気を冷却する植物が保持された植栽層（4）と、冷媒が内部を通過すると共に外部の空気を吸い込んで該空気と上記冷媒とを熱交換させるように構成され、上記屋外空間において、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に空気を吹き出すように設置された室外機（21）とを備えている。
【解決手段】冷却システム（1）は、屋外空間に設置されて太陽光の光エネルギーを電力に変換するソーラーパネル（3）と、上記屋外空間のソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設けられ、蒸散によって上記下方領域（30）の空気を冷却する植物が保持された植栽層（4）と、冷媒が内部を通過すると共に外部の空気を吸い込んで該空気と上記冷媒とを熱交換させるように構成され、上記屋外空間において、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に空気を吹き出すように設置された室外機（21）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーパネルと空冷式の熱交換装置の吸い込み空気とを冷却する冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物の屋上等の屋外空間では、太陽光の光エネルギーを電力に変換するソーラーパネルと空気調和装置の熱源機や冷却塔等の空冷式の熱交換装置とが併設されることが多い（例えば、下記特許文献１参照）。上記屋外空間に設けられたソーラーパネルは、太陽光の光エネルギーを電力に変換し、該電力を建物等に設置された空気調和装置やその他の設備に供給する。一方、屋外空間に設けられる空冷式の熱交換装置は、冷媒や水等の熱媒体が流通するように構成され、屋外の空気を吸い込んで熱媒体と熱交換させる。例えば、空気調和装置の室外機では、熱媒体として冷媒が流通し、該冷媒と吸い込んだ屋外の空気との間において熱交換をさせて冷房運転時には冷媒を冷却する一方、暖房運転時には冷媒を加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５５８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、日射量の多い夏期に、屋外空間では空気温度が著しく上昇し、空冷式の熱交換装置が吸い込む空気の温度が高くなる。その結果、空冷式の熱交換装置において熱媒体の冷却を行う際に、該熱媒体が空気に対して十分に放熱できなくなり、冷却効率が低下するという問題があった。また、ソーラーパネルには、温度が上昇しすぎると発電効率（光エネルギーを電力に変換する効率）が低下するという特徴がある。そのため、年間のうちでソーラーパネルによる発電量が最も高くなるのは、日射量の多い夏期ではなく５月頃となり、夏期の多大な日射量を発電に有効に利用できていなかった。
【０００５】
上記２つの課題に対し、個別に課題を解決する手段は提案されているものの、２つの課題を同時に解決する手段がなく、別個の装置を用いて空冷式の熱交換装置の冷却効率の向上とソーラーパネルの発電効率の向上とを図らなければならなかった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ソーラーパネルと空冷式の熱交換装置の吸い込み空気とを冷却して、夏期における空冷式の熱交換装置の冷却効率の向上とソーラーパネルの発電効率の向上の両立を図ることができる冷却システムを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、屋外空間に設置されて太陽光の光エネルギーを電力に変換するソーラーパネル（3）と、上記屋外空間の上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設けられ、蒸散によって上記下方領域（30）の空気を冷却する植物が保持された植栽層（4）と、熱媒体が内部を通過すると共に外部の空気を吸い込んで該空気と上記熱媒体とを熱交換させるように構成され、上記屋外空間において、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に熱交換後の空気を吹き出すように設置された空冷式の熱交換装置（21）とを備えた冷却システムである。
【０００８】
第１の発明では、同じ屋外空間にソーラーパネル（3）と空冷式の熱交換装置（21）とが設置され、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）には、植物が保持された植栽層（4）が設けられている。これにより、屋外空間の地面に照射する太陽光の照り返し及び地面からの輻射熱が植栽層（4）に吸収されることにより、照り返しや輻射熱によってソーラーパネル（3）が加熱されることが抑制される。また、植栽層（4）の植物が蒸散を行うことにより、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気に水蒸気が放出され、該水蒸気が空気から吸熱して気化することによって下方領域（30）の空気が冷却される。そして該冷却空気がソーラーパネル（3）に当接することによっても、ソーラーパネル（3）の温度上昇が抑制される。
【０００９】
また、上記空冷式の熱交換装置（21）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、該下方領域（30）の外部に空気を吹き出すように設置されている。つまり、空冷式の熱交換装置（21）は、植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却されたソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込むこととなる。よって、外気温度が高く、日射量が多くなる夏期において、空冷式の熱交換装置（21）の内部を流通する熱媒体を冷却する冷却運転を実行する際に、空冷式の熱交換装置（21）が吸い込む空気の温度がソーラーパネル（3）の外周囲の温度よりも低くなり、空冷式の熱交換装置（21）における熱媒体の放熱量が増大する。
【００１０】
また、上記空冷式の熱交換装置（21）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込むことによって、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）には空気流れが形成される。これにより、下方領域（30）において、植栽層（4）の植物の蒸散作用による水蒸気を含む空気が滞留せずに流動するため、植栽層（4）の植物の蒸散が促進される。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、上記植栽層（4）の上記植物は、スナゴケである。
【００１２】
第２の発明では、植栽層（4）は、スナゴケを保持している。スナゴケは、大気中から水分や養分を吸収するために土壌がなくても生育可能であり、乾燥に強く保水力が高いという特徴を有している。そのため、植栽層（4）がスナゴケを保持することにより、乾燥して大気中に水分が不足していても、比較的長い間、スナゴケの蒸散作用が持続され、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気が安定的に冷却される。また、スナゴケは日陰での生育も可能であるため、上述のようにソーラーパネルの下方領域（30）に設けることとしても、生育上何ら問題がなく、蒸散が安定的に行われる。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明において、上記植栽層（4）に向かって散水する散水装置（5）を備えている。
【００１４】
第３の発明では、散水装置（5）によってスナゴケが保持された植栽層（4）に散水することにより、多量の水分が植栽層（4）のスナゴケに保持される。これにより、スナゴケの蒸散作用によるソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気の冷却が、長期間、安定的に行われることとなる。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、屋外空間において、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に植栽層（4）を設け、該植栽層（4）の植物の蒸散作用によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を冷却することとした。これにより、ソーラーパネル（3）の温度上昇が抑制される。特に、外気温度が高く、日射量の多い夏期には、ソーラーパネル（3）の温度上昇による発電効率の著しい低下が問題となっていたが、上述のように、植物の蒸散作用によって夏期においてもソーラーパネル（3）の温度上昇を抑制することができるため、発電効率を向上させることができる。これにより、夏期の多量の日射を有効に発電に利用することができる。
【００１６】
また、第１の発明によれば、空冷式の熱交換装置（21）を、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、該下方領域（30）の外部に空気を吹き出すように設置し、空冷式の熱交換装置（21）が植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却された空気を吸い込むようにした。これにより、外気温度が高く、日射量が多くなる夏期において、空冷式の熱交換装置（21）の内部を流通する熱媒体を冷却する冷却運転を実行する際に、空冷式の熱交換装置（21）が吸い込む空気の温度が外気温度よりも低くなり、空冷式の熱交換装置（21）における熱媒体の放熱量を増大させることができる。その結果、空冷式の熱交換装置（21）の冷却効率を著しく上昇させることができる。
【００１７】
また、第１の発明によれば、空冷式の熱交換装置（21）に、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込ませて下方領域（30）に空気流れを形成することにより、下方領域（30）において、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気を滞留させずに流動させることができる。これにより、植栽層（4）の蒸散を促進させることができるため、下方領域（30）の空気を迅速に且つ効率よく冷却することができる。
【００１８】
以上より、第１の発明によれば、夏期における空冷式の熱交換装置（21）の冷却効率の向上とソーラーパネル（3）の発電効率の向上の両立を図ることができる。
【００１９】
また、第２の発明によれば、植栽層（4）が保持する植物として、大気中から水分や養分を吸収するために土壌がなくても生育可能であり、乾燥に強く保水力が高いという特徴を有するスナゴケを採用した。また、スナゴケは日陰での生育も可能であるため、ソーラーパネルの下方領域（30）に設けても生育上何ら問題がなく、蒸散が安定的に行われる。これにより、容易に植栽層（4）を形成することができると共に、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を長期に亘って安定的に且つ十分に冷却することができる。その結果、ソーラーパネル（3）の温度上昇をより抑制して発電効率のさらなる向上、及び空冷式の熱交換装置（21）の吸い込み空気の温度をより低下させて空冷式の熱交換装置（21）の冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【００２０】
また、第３の発明によれば、散水装置（5）を設けてスナゴケが保持された植栽層（4）に散水することにより、スナゴケに多量の水分を保持させて、長期間、蒸散を生起させることにより、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を、長期間、安定的に冷却することができる。その結果、ソーラーパネル（3）の発電効率のさらなる向上及び空冷式の熱交換装置（21）の冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明に係る冷却システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
《発明の実施形態》
−冷却システムの構成−
図１に示すように、冷却システム（1）は、本発明に係る空冷式の熱交換装置の一例としての空気調和装置（2）の室外機（21）と、ソーラーパネル（3）と、植栽層（4）とを備えている。
【００２４】
空気調和装置（2）は、本発明に係る熱媒体としての冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路（図示省略）を有し、建物の屋上（R）に設置される上記室外機（21）と、建物内に設置される室内機（図示省略）とを備えている。室外機（21）には室外回路が収容される一方、室内機には室内回路が収容されている。なお、本実施形態では、室内機は、建物内の複数の室のそれぞれに１つずつ設置されている。複数の室内機の室内回路が室外機（21）の室外回路に対して並列に接続されることによって上記冷媒回路が構成されている。上記各室内機は、それぞれ空冷式の室内熱交換器と膨張機構とを有し、該室内熱交換器で温調した空気を各室に供給する。
【００２５】
室外機（21）は、冷媒配管によって接続されて上記室外回路を構成する空冷式の室外熱交換器（21a）と、圧縮機（図示省略）とを有している。また、室外機（21）は、外気を内部に取り込んで上記室外熱交換器（21a）を通過させる送風ファン（図示省略）を有している。上記室外回路及び送風ファンは、室外ケーシング（23）内に収容されている。このような構成により、室外機（21）は、熱媒体としての冷媒が内部を通過すると共に外部の空気を吸い込んで該空気と上記冷媒とを熱交換させるように構成されている。
【００２６】
上記室外ケーシング（23）は、本体部（23a）と、吸込ダクト（23b）と、吹出ダクト（23c）とを有している。本体部（23a）には、上記室外回路が収容されている。吸込ダクト（23b）は、本体部の側部に設けられ、斜め下方向きに開口している。吹出ダクト（23c）は、本体部（23a）の上部に設けられ、側方向きに開口している。
【００２７】
室外機（21）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設置されている。具体的には、室外機（21）は、吸込ダクト（23b）を介してソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、吹出ダクト（23c）を介してソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に熱交換後の空気を吹き出すように設置されている。このように室外機（21）をソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設置することにより、太陽光の室外機（21）への直射を抑制できる。なお、本実施形態では、吸込ダクト（23b）は、斜め下方を向いて開口するように形成され、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部の空気を吸い込むように構成されている。
【００２８】
ソーラーパネル（3）は、図示を省略する支持台によって支持され、受光面への日射量ができるだけ多くなるように屋上（R）の床面に対して傾斜させて設けられている。また、図示を省略するが、ソーラーパネル（3）は、受光面で受けた太陽光による光エネルギーを電気エネルギーに変換して電力として空気調和装置（2）に供給されるように構成されている。
【００２９】
植栽層（4）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設けられている。植栽層（4）は、パネル状に形成されて植物を保持している。本実施形態では、植栽層（4）は、スナゴケと、該スナゴケを保持するパネル状の保持部材とによって構成されている。また、本実施形態では、植栽層（4）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部に設けられている。具体的には、植栽層（4）は、屋上（R）の床面のうち、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）であって室外機（21）の設置箇所を除く部分に敷き詰められている。
【００３０】
また、冷却システム（1）は、植栽層（4）に向かって散水する散水装置（5）を備えている。散水装置（5）は、水源（5a）に接続された搬送管（5b）と、水ポンプ（5c）と、噴霧ノズル（5d）とを備えている。水源（5a）は、本実施形態では、地下水が貯留された井戸によって構成されている。搬送管（5b）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の一端側から他端側に亘って延びている。また、搬送管（5b）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の比較的高い位置に設けられ、間隔を空けて複数の噴霧ノズル（5d）が下方に向かって水を噴霧するように取り付けられている。本実施形態では、搬送管（5b）は、ソーラーパネル（3）と平行に屋上（R）の床面に対して傾斜して配設されている。また、水ポンプ（5c）は、搬送管（5b）の噴霧ノズル（5d）よりも上流側に設けられ、水源（5a）である井戸内の水を吸い込み、搬送管（5b）の下流側に向かって圧送する。
【００３１】
このような構成により、散水装置（5）の水ポンプ（5c）を稼働させると、水源（5a）の水が搬送管（5b）内を下流側へ圧送されて、複数の噴霧ノズル（5d）から下方の植栽層（4）に向かって噴霧される。
【００３２】
−冷却システムの動作−
以下では、本発明に係る冷却システム（1）が効果を奏する空気調和装置（2）の冷房運転（冷却運転）時の冷却システム（1）の動作について説明する。
【００３３】
空気調和装置（2）の冷媒回路では、圧縮機の起動により、室外熱交換器（21a）が放熱器として機能する一方、室内熱交換器が蒸発器として機能するように冷媒が循環する。具体的には、室外機（21）において、圧縮機によって圧縮された高圧冷媒が室外熱交換器（21a）に流入する一方、送風ファンの駆動によって吸込ダクト（23b）を介して室外熱交換器（21a）が収納された本体部（23a）に吸い込まれた空気が室外熱交換器（21a）を通過する。これにより、室外熱交換器（21a）では、冷媒回路の高圧冷媒が空気に放熱して室外機（21）から流出して各室内に設けられた室内機内蔵の膨張機構に流入し、該膨張機構において減圧されて低圧冷媒となった後、室内熱交換器に流入する。そして、各室内熱交換器において、上記低圧冷媒が各室内の空気から吸熱することによって各室内の空気が冷却される。
【００３４】
一方、室外機（21）において高圧冷媒から放熱されて加熱された空気は、吹出ダクト（23c）を介して室外機（21）の外部に排出される。なお、このとき、加熱空気は、吹出ダクト（23c）からソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に吹き出される。なお、上述のように、吹出ダクト（23c）は本体部（23a）の上部に設けられているため、室外機（21）からの吹き出し空気は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の比較的高い位置から下方領域（30）の外部に向かって吹き出される。この吹き出し空気の流れによって、下方領域（30）の上層部の空気が上記吹き出し空気の流動方向に誘引されて、下方領域（30）の外部へ排出される。
【００３５】
また、ソーラーパネル（3）では、受光面から太陽光を受け、該太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する。そして、該電気エネルギーを電力として空気調和装置（2）に供給する。
【００３６】
また、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）では、散水装置（5）によって定期的に植栽層（4）に向けて水が噴霧される。具体的には、水ポンプ（5c）の稼働により、水源（5a）の水が搬送管（5b）を介して各噴霧ノズル（5d）まで圧送されて、各噴霧ノズル（5d）から下方の植栽層（4）に向かって噴霧される。これにより、植栽層（4）に水が供給される。
【００３７】
植栽層（4）では、植物が散水装置（5）によって噴霧された水を保持し、蒸散して空気中に放出する。このように植栽層（4）の植物の蒸散によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）に放出された水蒸気が、該下方領域（30）の空気から吸熱することによって該空気が冷却される。
【００３８】
上述のように、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気は、植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却されるため、室外機（21）は、送風ファンの駆動によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）の冷却された空気を吸い込むこととなる。その結果、冷房運転を行う空気調和装置（2）の放熱器として機能する室外熱交換器（21a）における放熱量が増大し、室外熱交換器（21a）における冷媒のエンタルピが低下する。その結果、蒸発器として機能する室内熱交換器における冷媒の吸熱量が増大して、空気調和装置（2）の冷房効率が著しく上昇することとなる。
【００３９】
また、上記室外機（21）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込むことによって、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）には空気流れが形成される。これにより、下方領域（30）において、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気が滞留せずに流動するため、植栽層（4）の蒸散が促進される。
【００４０】
なお、本実施形態では、植栽層（4）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部に設けられる一方、室外機（21）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部の空気を吸い込むように構成されている。そのため、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）では、下層部に設けられた植栽層（4）付近を通過する空気流れが形成され、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気がより確実に流動することとなる。その結果、植栽層（4）の蒸散がより促進される。
【００４１】
また、外気温度が高く、日射量が多くなる夏期において、植栽層（4）によって屋上（R）の床面に照射する太陽光の照り返し及び床面からの輻射熱が植栽層（4）に吸収されることにより、照り返しや輻射熱によってソーラーパネル（3）が加熱されることが抑制される。さらに、植栽層（4）の植物の蒸散によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気が冷却されることによっても、ソーラーパネル（3）の温度上昇が抑制される。
【００４２】
なお、本実施形態では、上述のように、室外機（21）からの吹き出し空気がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の比較的高い位置から吹き出される。この吹き出し空気の流れに誘引されて、下方領域（30）の上層部では、上記吹き出し空気の流動方向に空気流れが形成され、上層部の空気が下方領域（30）の外部へ排出される。ところで、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の上層部では、ソーラーパネル（3）に近いために下層部よりも空気温度が高くなる。そのため、上述のように、室外機（21）からの吹き出し空気によって下方領域（30）の上層部に空気流れが形成されることにより、比較的温度の高い空気が下方領域（30）の上層部に滞留することなく外部へ排出される。これにより、植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却された下方領域（30）の下層部の比較的温度の低い空気が上層部に供給され易くなり、ソーラーパネル（3）が冷却されてソーラーパネル（3）の温度上昇がより抑制される。
【００４３】
なお、本実施形態では、植栽層（4）の植物は、スナゴケによって構成されている。スナゴケは、大気中から水分や養分を吸収するために土壌がなくても生育可能であり、乾燥に強く保水力が高いという特徴を有している。そのため、植栽層（4）がスナゴケを保持することにより、乾燥して大気中に水分が不足していても、比較的長い間、スナゴケの蒸散作用が持続される。また、スナゴケは日陰での生育も可能であるため、ソーラーパネルの下方領域（30）に設けても生育上何ら問題がなく、このことによっても蒸散が安定的に行われることとなる。以上より、植栽層（4）の植物にスナゴケを採用することにより、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気が安定的に冷却されることとなる。
【００４４】
−実施形態の効果−
上記冷却システム（1）によれば、建物の屋上（R）において、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に植栽層（4）を設け、該植栽層（4）の植物の蒸散作用によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を冷却することとした。これにより、ソーラーパネル（3）の温度上昇が抑制される。特に、外気温度が高く、日射量の多い夏期には、ソーラーパネル（3）の温度上昇による発電効率の著しい低下が問題となっていたが、上述のように、植物の蒸散作用によって夏期においてもソーラーパネル（3）の温度上昇を抑制することができるため、発電効率を向上させることができる。これにより、夏期の多量の日射を有効に発電に利用することができる。
【００４５】
また、上記冷却システム（1）によれば、室外機（21）を、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、該下方領域（30）の外部に空気を吹き出すように設置し、室外機（21）から植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却された空気を吸い込ませるようにした。これにより、外気温度が高く、日射量が多くなる夏期において、空気調和装置（2）が冷房運転を実行する際に、室外機（21）が吸い込む空気の温度が外気温度よりも低くなり、放熱器として機能する室外熱交換器（21a）における冷媒の放熱量を増大させることができる。つまり、本発明に係る空冷式の熱交換装置としての室外機（21）における熱媒体としての冷媒の放熱量を増大させることができるため、夏期における室外機（21）の冷却効率（空気調和装置（2）の冷房効率）を著しく上昇させることができる。
【００４６】
また、上記冷却システム（1）によれば、室外機（21）に、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込ませて下方領域（30）に空気流れを形成することにより、下方領域（30）において、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気を滞留させずに流動させることができる。これにより、植栽層（4）の蒸散を促進させることができるため、下方領域（30）の空気を迅速に且つ効率よく冷却することができる。
【００４７】
以上より、上記冷却システム（1）によれば、夏期における室外機（21）の冷却効率の向上とソーラーパネル（3）の発電効率の向上の両立を図ることができる。
【００４８】
また、上記冷却システム（1）によれば、植栽層（4）が設けられたソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部の空気を室外機（21）が吸い込むように構成されているため、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に、該領域（30）の下層部の植栽層（4）付近を通過する空気流れを形成することができ、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気をより確実に流動させることができる。これにより、植栽層（4）の蒸散をより促進させてソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気をより迅速に且つ効率よく冷却することができる。
【００４９】
また、上記冷却システム（1）によれば、室外機（21）は、吹き出し空気がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の比較的高い位置から下方領域（30）の外部に向かって吹き出されるように構成されている。このような構成により、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の上層部に吹き出し空気の流動方向に流れる空気流れを形成することができる。その結果、比較的温度の高い下方領域（30）の上層部の空気を滞留させずに外部へ排出することができる。よって、植栽層（4）の蒸散作用によって冷却された比較的温度の低い下方領域（30）の下層部の空気が上層部に供給され易くなり、ソーラーパネル（3）の温度上昇をより抑制することができる。
【００５０】
また、上記冷却システム（1）では、植栽層（4）が保持する植物として、大気中から水分や養分を吸収するために土壌がなくても生育可能であり、乾燥に強く保水力が高いという特徴を有するスナゴケを採用した。また、スナゴケは日陰での生育も可能であるため、ソーラーパネルの下方領域（30）に設けても生育上何ら問題がなく、蒸散が安定的に行われる。これにより、容易に植栽層（4）を形成することができると共に、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を長期に亘って安定的に且つ十分に冷却することができる。その結果、ソーラーパネル（3）の温度上昇をより抑制して発電効率のさらなる向上、及び室外機（21）の吸い込み空気の温度をより低下させて室外機（21）の冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５１】
また、上記冷却システム（1）によれば、散水装置（5）を設けてスナゴケが保持された植栽層（4）に水を噴霧することにより、スナゴケに多量の水分を保持させて、長期間、蒸散を生起させることにより、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を、長期間、安定的に冷却することができる。その結果、ソーラーパネル（3）の発電効率のさらなる向上及び室外機（21）の冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５２】
−その他の実施形態−
上記実施形態では、冷却システム（1）は、散水装置（5）を備えていたが、散水装置（5）に代わって植栽層（4）に水を供給する給水手段を備えていてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、植栽層（4）の植物としてスナゴケが採用されていたが、本発明に係る植栽層（4）の植物はこれに限られず、蒸散を行うものであればいかなるものであってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、散水装置（5）の水源（5a）が井戸によって構成されていたが、水源（5a）はこれに限られず、例えば、水道等から導かれた水が一時的に貯留された給水タンク等であってもよい。また、散水装置（5）は、水ポンプ（5c）を備えず、搬送管（5b）が水道に直結されるように構成されていてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、ソーラーパネル（3）と室外機（21）とは、建物の屋上（R）に設置されていたが、これらは建物の屋上（R）ではなく、地上等の屋外空間に設置されていてもよい。その場合、植栽層（4）及び散水装置（5）も同じ屋外空間に設置されているものとする。
【００５６】
また、上記実施形態では、ソーラーパネル（3）によって生じた電力が空気調和装置（2）に供給されるように構成されていたが、生じた電力は別の装置に供給されるように構成されていてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、植栽層（4）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部に設けられていたが、植栽層（4）の配置位置はこれに限られず、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）であればどこでもよい。例えば、支持台等によって下方領域（30）の下層部よりも上方に配置されていてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、室外機（21）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部の空気を吸い込むように構成されていたが、室外機（21）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部以外の位置に吸込口が形成されていてももちろんよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、冷却システム（1）は、本発明に係る空冷式の熱交換装置として空気調和装置の室外機（21）を備えていた。しかし、本発明に係る冷却システム（1）はこれに限られない。例えば、冷却システム（1）は、チラー等の冷凍装置の熱源機器を空冷式の熱交換装置として備えたものであってもよい。また、冷却システム（1）は、熱媒体として水が流通し、吸い込んだ空気によって冷却した水を被冷却対象に供給する冷却塔を空冷式の熱交換装置として備えたものであってもよい。
【００６０】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、ソーラーパネルと空冷式の熱交換装置の吸い込み空気とを冷却する冷却システムについて有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 冷却システム
３ ソーラーパネル
４ 植栽層
５ 散水装置
２１ 室外機（空冷式の熱交換装置）
３０ 下方領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーパネルと空冷式の熱交換装置の吸い込み空気とを冷却する冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物の屋上等の屋外空間では、太陽光の光エネルギーを電力に変換するソーラーパネルと空気調和装置の熱源機や冷却塔等の空冷式の熱交換装置とが併設されることが多い（例えば、下記特許文献１参照）。上記屋外空間に設けられたソーラーパネルは、太陽光の光エネルギーを電力に変換し、該電力を建物等に設置された空気調和装置やその他の設備に供給する。一方、屋外空間に設けられる空冷式の熱交換装置は、冷媒や水等の熱媒体が流通するように構成され、屋外の空気を吸い込んで熱媒体と熱交換させる。例えば、空気調和装置の室外機では、熱媒体として冷媒が流通し、該冷媒と吸い込んだ屋外の空気との間において熱交換をさせて冷房運転時には冷媒を冷却する一方、暖房運転時には冷媒を加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５５８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、日射量の多い夏期に、屋外空間では空気温度が著しく上昇し、空冷式の熱交換装置が吸い込む空気の温度が高くなる。その結果、空冷式の熱交換装置において熱媒体の冷却を行う際に、該熱媒体が空気に対して十分に放熱できなくなり、冷却効率が低下するという問題があった。また、ソーラーパネルには、温度が上昇しすぎると発電効率（光エネルギーを電力に変換する効率）が低下するという特徴がある。そのため、年間のうちでソーラーパネルによる発電量が最も高くなるのは、日射量の多い夏期ではなく５月頃となり、夏期の多大な日射量を発電に有効に利用できていなかった。
【０００５】
上記２つの課題に対し、個別に課題を解決する手段は提案されているものの、２つの課題を同時に解決する手段がなく、別個の装置を用いて空冷式の熱交換装置の冷却効率の向上とソーラーパネルの発電効率の向上とを図らなければならなかった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ソーラーパネルと空冷式の熱交換装置の吸い込み空気とを冷却して、夏期における空冷式の熱交換装置の冷却効率の向上とソーラーパネルの発電効率の向上の両立を図ることができる冷却システムを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、屋外空間に設置されて太陽光の光エネルギーを電力に変換するソーラーパネル（3）と、上記屋外空間の上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設けられ、蒸散によって上記下方領域（30）の空気を冷却する植物が保持された植栽層（4）と、熱媒体が内部を通過すると共に外部の空気を吸い込んで該空気と上記熱媒体とを熱交換させるように構成され、上記屋外空間において、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に熱交換後の空気を吹き出すように設置された空冷式の熱交換装置（21）とを備えた冷却システムである。
【０００８】
第１の発明では、同じ屋外空間にソーラーパネル（3）と空冷式の熱交換装置（21）とが設置され、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）には、植物が保持された植栽層（4）が設けられている。これにより、屋外空間の地面に照射する太陽光の照り返し及び地面からの輻射熱が植栽層（4）に吸収されることにより、照り返しや輻射熱によってソーラーパネル（3）が加熱されることが抑制される。また、植栽層（4）の植物が蒸散を行うことにより、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気に水蒸気が放出され、該水蒸気が空気から吸熱して気化することによって下方領域（30）の空気が冷却される。そして該冷却空気がソーラーパネル（3）に当接することによっても、ソーラーパネル（3）の温度上昇が抑制される。
【０００９】
また、上記空冷式の熱交換装置（21）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、該下方領域（30）の外部に空気を吹き出すように設置されている。つまり、空冷式の熱交換装置（21）は、植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却されたソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込むこととなる。よって、外気温度が高く、日射量が多くなる夏期において、空冷式の熱交換装置（21）の内部を流通する熱媒体を冷却する冷却運転を実行する際に、空冷式の熱交換装置（21）が吸い込む空気の温度がソーラーパネル（3）の外周囲の温度よりも低くなり、空冷式の熱交換装置（21）における熱媒体の放熱量が増大する。
【００１０】
また、上記空冷式の熱交換装置（21）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込むことによって、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）には空気流れが形成される。これにより、下方領域（30）において、植栽層（4）の植物の蒸散作用による水蒸気を含む空気が滞留せずに流動するため、植栽層（4）の植物の蒸散が促進される。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、上記植栽層（4）の上記植物は、スナゴケである。
【００１２】
第２の発明では、植栽層（4）は、スナゴケを保持している。スナゴケは、大気中から水分や養分を吸収するために土壌がなくても生育可能であり、乾燥に強く保水力が高いという特徴を有している。そのため、植栽層（4）がスナゴケを保持することにより、乾燥して大気中に水分が不足していても、比較的長い間、スナゴケの蒸散作用が持続され、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気が安定的に冷却される。また、スナゴケは日陰での生育も可能であるため、上述のようにソーラーパネルの下方領域（30）に設けることとしても、生育上何ら問題がなく、蒸散が安定的に行われる。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明において、上記植栽層（4）に向かって散水する散水装置（5）を備えている。
【００１４】
第３の発明では、散水装置（5）によってスナゴケが保持された植栽層（4）に散水することにより、多量の水分が植栽層（4）のスナゴケに保持される。これにより、スナゴケの蒸散作用によるソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気の冷却が、長期間、安定的に行われることとなる。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、屋外空間において、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に植栽層（4）を設け、該植栽層（4）の植物の蒸散作用によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を冷却することとした。これにより、ソーラーパネル（3）の温度上昇が抑制される。特に、外気温度が高く、日射量の多い夏期には、ソーラーパネル（3）の温度上昇による発電効率の著しい低下が問題となっていたが、上述のように、植物の蒸散作用によって夏期においてもソーラーパネル（3）の温度上昇を抑制することができるため、発電効率を向上させることができる。これにより、夏期の多量の日射を有効に発電に利用することができる。
【００１６】
また、第１の発明によれば、空冷式の熱交換装置（21）を、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、該下方領域（30）の外部に空気を吹き出すように設置し、空冷式の熱交換装置（21）が植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却された空気を吸い込むようにした。これにより、外気温度が高く、日射量が多くなる夏期において、空冷式の熱交換装置（21）の内部を流通する熱媒体を冷却する冷却運転を実行する際に、空冷式の熱交換装置（21）が吸い込む空気の温度が外気温度よりも低くなり、空冷式の熱交換装置（21）における熱媒体の放熱量を増大させることができる。その結果、空冷式の熱交換装置（21）の冷却効率を著しく上昇させることができる。
【００１７】
また、第１の発明によれば、空冷式の熱交換装置（21）に、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込ませて下方領域（30）に空気流れを形成することにより、下方領域（30）において、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気を滞留させずに流動させることができる。これにより、植栽層（4）の蒸散を促進させることができるため、下方領域（30）の空気を迅速に且つ効率よく冷却することができる。
【００１８】
以上より、第１の発明によれば、夏期における空冷式の熱交換装置（21）の冷却効率の向上とソーラーパネル（3）の発電効率の向上の両立を図ることができる。
【００１９】
また、第２の発明によれば、植栽層（4）が保持する植物として、大気中から水分や養分を吸収するために土壌がなくても生育可能であり、乾燥に強く保水力が高いという特徴を有するスナゴケを採用した。また、スナゴケは日陰での生育も可能であるため、ソーラーパネルの下方領域（30）に設けても生育上何ら問題がなく、蒸散が安定的に行われる。これにより、容易に植栽層（4）を形成することができると共に、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を長期に亘って安定的に且つ十分に冷却することができる。その結果、ソーラーパネル（3）の温度上昇をより抑制して発電効率のさらなる向上、及び空冷式の熱交換装置（21）の吸い込み空気の温度をより低下させて空冷式の熱交換装置（21）の冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【００２０】
また、第３の発明によれば、散水装置（5）を設けてスナゴケが保持された植栽層（4）に散水することにより、スナゴケに多量の水分を保持させて、長期間、蒸散を生起させることにより、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を、長期間、安定的に冷却することができる。その結果、ソーラーパネル（3）の発電効率のさらなる向上及び空冷式の熱交換装置（21）の冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明に係る冷却システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
《発明の実施形態》
−冷却システムの構成−
図１に示すように、冷却システム（1）は、本発明に係る空冷式の熱交換装置の一例としての空気調和装置（2）の室外機（21）と、ソーラーパネル（3）と、植栽層（4）とを備えている。
【００２４】
空気調和装置（2）は、本発明に係る熱媒体としての冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路（図示省略）を有し、建物の屋上（R）に設置される上記室外機（21）と、建物内に設置される室内機（図示省略）とを備えている。室外機（21）には室外回路が収容される一方、室内機には室内回路が収容されている。なお、本実施形態では、室内機は、建物内の複数の室のそれぞれに１つずつ設置されている。複数の室内機の室内回路が室外機（21）の室外回路に対して並列に接続されることによって上記冷媒回路が構成されている。上記各室内機は、それぞれ空冷式の室内熱交換器と膨張機構とを有し、該室内熱交換器で温調した空気を各室に供給する。
【００２５】
室外機（21）は、冷媒配管によって接続されて上記室外回路を構成する空冷式の室外熱交換器（21a）と、圧縮機（図示省略）とを有している。また、室外機（21）は、外気を内部に取り込んで上記室外熱交換器（21a）を通過させる送風ファン（図示省略）を有している。上記室外回路及び送風ファンは、室外ケーシング（23）内に収容されている。このような構成により、室外機（21）は、熱媒体としての冷媒が内部を通過すると共に外部の空気を吸い込んで該空気と上記冷媒とを熱交換させるように構成されている。
【００２６】
上記室外ケーシング（23）は、本体部（23a）と、吸込ダクト（23b）と、吹出ダクト（23c）とを有している。本体部（23a）には、上記室外回路が収容されている。吸込ダクト（23b）は、本体部の側部に設けられ、斜め下方向きに開口している。吹出ダクト（23c）は、本体部（23a）の上部に設けられ、側方向きに開口している。
【００２７】
室外機（21）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設置されている。具体的には、室外機（21）は、吸込ダクト（23b）を介してソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、吹出ダクト（23c）を介してソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に熱交換後の空気を吹き出すように設置されている。このように室外機（21）をソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設置することにより、太陽光の室外機（21）への直射を抑制できる。なお、本実施形態では、吸込ダクト（23b）は、斜め下方を向いて開口するように形成され、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部の空気を吸い込むように構成されている。
【００２８】
ソーラーパネル（3）は、図示を省略する支持台によって支持され、受光面への日射量ができるだけ多くなるように屋上（R）の床面に対して傾斜させて設けられている。また、図示を省略するが、ソーラーパネル（3）は、受光面で受けた太陽光による光エネルギーを電気エネルギーに変換して電力として空気調和装置（2）に供給されるように構成されている。
【００２９】
植栽層（4）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設けられている。植栽層（4）は、パネル状に形成されて植物を保持している。本実施形態では、植栽層（4）は、スナゴケと、該スナゴケを保持するパネル状の保持部材とによって構成されている。また、本実施形態では、植栽層（4）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部に設けられている。具体的には、植栽層（4）は、屋上（R）の床面のうち、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）であって室外機（21）の設置箇所を除く部分に敷き詰められている。
【００３０】
また、冷却システム（1）は、植栽層（4）に向かって散水する散水装置（5）を備えている。散水装置（5）は、水源（5a）に接続された搬送管（5b）と、水ポンプ（5c）と、噴霧ノズル（5d）とを備えている。水源（5a）は、本実施形態では、地下水が貯留された井戸によって構成されている。搬送管（5b）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の一端側から他端側に亘って延びている。また、搬送管（5b）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の比較的高い位置に設けられ、間隔を空けて複数の噴霧ノズル（5d）が下方に向かって水を噴霧するように取り付けられている。本実施形態では、搬送管（5b）は、ソーラーパネル（3）と平行に屋上（R）の床面に対して傾斜して配設されている。また、水ポンプ（5c）は、搬送管（5b）の噴霧ノズル（5d）よりも上流側に設けられ、水源（5a）である井戸内の水を吸い込み、搬送管（5b）の下流側に向かって圧送する。
【００３１】
このような構成により、散水装置（5）の水ポンプ（5c）を稼働させると、水源（5a）の水が搬送管（5b）内を下流側へ圧送されて、複数の噴霧ノズル（5d）から下方の植栽層（4）に向かって噴霧される。
【００３２】
−冷却システムの動作−
以下では、本発明に係る冷却システム（1）が効果を奏する空気調和装置（2）の冷房運転（冷却運転）時の冷却システム（1）の動作について説明する。
【００３３】
空気調和装置（2）の冷媒回路では、圧縮機の起動により、室外熱交換器（21a）が放熱器として機能する一方、室内熱交換器が蒸発器として機能するように冷媒が循環する。具体的には、室外機（21）において、圧縮機によって圧縮された高圧冷媒が室外熱交換器（21a）に流入する一方、送風ファンの駆動によって吸込ダクト（23b）を介して室外熱交換器（21a）が収納された本体部（23a）に吸い込まれた空気が室外熱交換器（21a）を通過する。これにより、室外熱交換器（21a）では、冷媒回路の高圧冷媒が空気に放熱して室外機（21）から流出して各室内に設けられた室内機内蔵の膨張機構に流入し、該膨張機構において減圧されて低圧冷媒となった後、室内熱交換器に流入する。そして、各室内熱交換器において、上記低圧冷媒が各室内の空気から吸熱することによって各室内の空気が冷却される。
【００３４】
一方、室外機（21）において高圧冷媒から放熱されて加熱された空気は、吹出ダクト（23c）を介して室外機（21）の外部に排出される。なお、このとき、加熱空気は、吹出ダクト（23c）からソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に吹き出される。なお、上述のように、吹出ダクト（23c）は本体部（23a）の上部に設けられているため、室外機（21）からの吹き出し空気は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の比較的高い位置から下方領域（30）の外部に向かって吹き出される。この吹き出し空気の流れによって、下方領域（30）の上層部の空気が上記吹き出し空気の流動方向に誘引されて、下方領域（30）の外部へ排出される。
【００３５】
また、ソーラーパネル（3）では、受光面から太陽光を受け、該太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する。そして、該電気エネルギーを電力として空気調和装置（2）に供給する。
【００３６】
また、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）では、散水装置（5）によって定期的に植栽層（4）に向けて水が噴霧される。具体的には、水ポンプ（5c）の稼働により、水源（5a）の水が搬送管（5b）を介して各噴霧ノズル（5d）まで圧送されて、各噴霧ノズル（5d）から下方の植栽層（4）に向かって噴霧される。これにより、植栽層（4）に水が供給される。
【００３７】
植栽層（4）では、植物が散水装置（5）によって噴霧された水を保持し、蒸散して空気中に放出する。このように植栽層（4）の植物の蒸散によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）に放出された水蒸気が、該下方領域（30）の空気から吸熱することによって該空気が冷却される。
【００３８】
上述のように、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気は、植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却されるため、室外機（21）は、送風ファンの駆動によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）の冷却された空気を吸い込むこととなる。その結果、冷房運転を行う空気調和装置（2）の放熱器として機能する室外熱交換器（21a）における放熱量が増大し、室外熱交換器（21a）における冷媒のエンタルピが低下する。その結果、蒸発器として機能する室内熱交換器における冷媒の吸熱量が増大して、空気調和装置（2）の冷房効率が著しく上昇することとなる。
【００３９】
また、上記室外機（21）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込むことによって、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）には空気流れが形成される。これにより、下方領域（30）において、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気が滞留せずに流動するため、植栽層（4）の蒸散が促進される。
【００４０】
なお、本実施形態では、植栽層（4）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部に設けられる一方、室外機（21）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部の空気を吸い込むように構成されている。そのため、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）では、下層部に設けられた植栽層（4）付近を通過する空気流れが形成され、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気がより確実に流動することとなる。その結果、植栽層（4）の蒸散がより促進される。
【００４１】
また、外気温度が高く、日射量が多くなる夏期において、植栽層（4）によって屋上（R）の床面に照射する太陽光の照り返し及び床面からの輻射熱が植栽層（4）に吸収されることにより、照り返しや輻射熱によってソーラーパネル（3）が加熱されることが抑制される。さらに、植栽層（4）の植物の蒸散によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気が冷却されることによっても、ソーラーパネル（3）の温度上昇が抑制される。
【００４２】
なお、本実施形態では、上述のように、室外機（21）からの吹き出し空気がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の比較的高い位置から吹き出される。この吹き出し空気の流れに誘引されて、下方領域（30）の上層部では、上記吹き出し空気の流動方向に空気流れが形成され、上層部の空気が下方領域（30）の外部へ排出される。ところで、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の上層部では、ソーラーパネル（3）に近いために下層部よりも空気温度が高くなる。そのため、上述のように、室外機（21）からの吹き出し空気によって下方領域（30）の上層部に空気流れが形成されることにより、比較的温度の高い空気が下方領域（30）の上層部に滞留することなく外部へ排出される。これにより、植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却された下方領域（30）の下層部の比較的温度の低い空気が上層部に供給され易くなり、ソーラーパネル（3）が冷却されてソーラーパネル（3）の温度上昇がより抑制される。
【００４３】
なお、本実施形態では、植栽層（4）の植物は、スナゴケによって構成されている。スナゴケは、大気中から水分や養分を吸収するために土壌がなくても生育可能であり、乾燥に強く保水力が高いという特徴を有している。そのため、植栽層（4）がスナゴケを保持することにより、乾燥して大気中に水分が不足していても、比較的長い間、スナゴケの蒸散作用が持続される。また、スナゴケは日陰での生育も可能であるため、ソーラーパネルの下方領域（30）に設けても生育上何ら問題がなく、このことによっても蒸散が安定的に行われることとなる。以上より、植栽層（4）の植物にスナゴケを採用することにより、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気が安定的に冷却されることとなる。
【００４４】
−実施形態の効果−
上記冷却システム（1）によれば、建物の屋上（R）において、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に植栽層（4）を設け、該植栽層（4）の植物の蒸散作用によってソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を冷却することとした。これにより、ソーラーパネル（3）の温度上昇が抑制される。特に、外気温度が高く、日射量の多い夏期には、ソーラーパネル（3）の温度上昇による発電効率の著しい低下が問題となっていたが、上述のように、植物の蒸散作用によって夏期においてもソーラーパネル（3）の温度上昇を抑制することができるため、発電効率を向上させることができる。これにより、夏期の多量の日射を有効に発電に利用することができる。
【００４５】
また、上記冷却システム（1）によれば、室外機（21）を、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、該下方領域（30）の外部に空気を吹き出すように設置し、室外機（21）から植栽層（4）の植物の蒸散作用によって冷却された空気を吸い込ませるようにした。これにより、外気温度が高く、日射量が多くなる夏期において、空気調和装置（2）が冷房運転を実行する際に、室外機（21）が吸い込む空気の温度が外気温度よりも低くなり、放熱器として機能する室外熱交換器（21a）における冷媒の放熱量を増大させることができる。つまり、本発明に係る空冷式の熱交換装置としての室外機（21）における熱媒体としての冷媒の放熱量を増大させることができるため、夏期における室外機（21）の冷却効率（空気調和装置（2）の冷房効率）を著しく上昇させることができる。
【００４６】
また、上記冷却システム（1）によれば、室外機（21）に、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込ませて下方領域（30）に空気流れを形成することにより、下方領域（30）において、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気を滞留させずに流動させることができる。これにより、植栽層（4）の蒸散を促進させることができるため、下方領域（30）の空気を迅速に且つ効率よく冷却することができる。
【００４７】
以上より、上記冷却システム（1）によれば、夏期における室外機（21）の冷却効率の向上とソーラーパネル（3）の発電効率の向上の両立を図ることができる。
【００４８】
また、上記冷却システム（1）によれば、植栽層（4）が設けられたソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部の空気を室外機（21）が吸い込むように構成されているため、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に、該領域（30）の下層部の植栽層（4）付近を通過する空気流れを形成することができ、植栽層（4）の植物の蒸散による水蒸気を含む空気をより確実に流動させることができる。これにより、植栽層（4）の蒸散をより促進させてソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気をより迅速に且つ効率よく冷却することができる。
【００４９】
また、上記冷却システム（1）によれば、室外機（21）は、吹き出し空気がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の比較的高い位置から下方領域（30）の外部に向かって吹き出されるように構成されている。このような構成により、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の上層部に吹き出し空気の流動方向に流れる空気流れを形成することができる。その結果、比較的温度の高い下方領域（30）の上層部の空気を滞留させずに外部へ排出することができる。よって、植栽層（4）の蒸散作用によって冷却された比較的温度の低い下方領域（30）の下層部の空気が上層部に供給され易くなり、ソーラーパネル（3）の温度上昇をより抑制することができる。
【００５０】
また、上記冷却システム（1）では、植栽層（4）が保持する植物として、大気中から水分や養分を吸収するために土壌がなくても生育可能であり、乾燥に強く保水力が高いという特徴を有するスナゴケを採用した。また、スナゴケは日陰での生育も可能であるため、ソーラーパネルの下方領域（30）に設けても生育上何ら問題がなく、蒸散が安定的に行われる。これにより、容易に植栽層（4）を形成することができると共に、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を長期に亘って安定的に且つ十分に冷却することができる。その結果、ソーラーパネル（3）の温度上昇をより抑制して発電効率のさらなる向上、及び室外機（21）の吸い込み空気の温度をより低下させて室外機（21）の冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５１】
また、上記冷却システム（1）によれば、散水装置（5）を設けてスナゴケが保持された植栽層（4）に水を噴霧することにより、スナゴケに多量の水分を保持させて、長期間、蒸散を生起させることにより、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を、長期間、安定的に冷却することができる。その結果、ソーラーパネル（3）の発電効率のさらなる向上及び室外機（21）の冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５２】
−その他の実施形態−
上記実施形態では、冷却システム（1）は、散水装置（5）を備えていたが、散水装置（5）に代わって植栽層（4）に水を供給する給水手段を備えていてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、植栽層（4）の植物としてスナゴケが採用されていたが、本発明に係る植栽層（4）の植物はこれに限られず、蒸散を行うものであればいかなるものであってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、散水装置（5）の水源（5a）が井戸によって構成されていたが、水源（5a）はこれに限られず、例えば、水道等から導かれた水が一時的に貯留された給水タンク等であってもよい。また、散水装置（5）は、水ポンプ（5c）を備えず、搬送管（5b）が水道に直結されるように構成されていてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、ソーラーパネル（3）と室外機（21）とは、建物の屋上（R）に設置されていたが、これらは建物の屋上（R）ではなく、地上等の屋外空間に設置されていてもよい。その場合、植栽層（4）及び散水装置（5）も同じ屋外空間に設置されているものとする。
【００５６】
また、上記実施形態では、ソーラーパネル（3）によって生じた電力が空気調和装置（2）に供給されるように構成されていたが、生じた電力は別の装置に供給されるように構成されていてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、植栽層（4）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部に設けられていたが、植栽層（4）の配置位置はこれに限られず、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）であればどこでもよい。例えば、支持台等によって下方領域（30）の下層部よりも上方に配置されていてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、室外機（21）がソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部の空気を吸い込むように構成されていたが、室外機（21）は、ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の下層部以外の位置に吸込口が形成されていてももちろんよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、冷却システム（1）は、本発明に係る空冷式の熱交換装置として空気調和装置の室外機（21）を備えていた。しかし、本発明に係る冷却システム（1）はこれに限られない。例えば、冷却システム（1）は、チラー等の冷凍装置の熱源機器を空冷式の熱交換装置として備えたものであってもよい。また、冷却システム（1）は、熱媒体として水が流通し、吸い込んだ空気によって冷却した水を被冷却対象に供給する冷却塔を空冷式の熱交換装置として備えたものであってもよい。
【００６０】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、ソーラーパネルと空冷式の熱交換装置の吸い込み空気とを冷却する冷却システムについて有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 冷却システム
３ ソーラーパネル
４ 植栽層
５ 散水装置
２１ 室外機（空冷式の熱交換装置）
３０ 下方領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外空間に設置されて太陽光の光エネルギーを電力に変換するソーラーパネル（3）と、
上記屋外空間の上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設けられ、蒸散によって上記下方領域（30）の空気を冷却する植物が保持された植栽層（4）と、
熱媒体が内部を通過すると共に外部の空気を吸い込んで該空気と上記熱媒体とを熱交換させるように構成され、上記屋外空間において、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に熱交換後の空気を吹き出すように設置された空冷式の熱交換装置（21）とを備えた冷却システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記植栽層（4）の上記植物は、スナゴケである
ことを特徴とする冷却システム。
【請求項３】
請求項２において、
上記植栽層（4）に向かって散水する散水装置（5）を備えている
ことを特徴とする冷却システム。
【請求項１】
屋外空間に設置されて太陽光の光エネルギーを電力に変換するソーラーパネル（3）と、
上記屋外空間の上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）に設けられ、蒸散によって上記下方領域（30）の空気を冷却する植物が保持された植栽層（4）と、
熱媒体が内部を通過すると共に外部の空気を吸い込んで該空気と上記熱媒体とを熱交換させるように構成され、上記屋外空間において、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の空気を吸い込む一方、上記ソーラーパネル（3）の下方領域（30）の外部に熱交換後の空気を吹き出すように設置された空冷式の熱交換装置（21）とを備えた冷却システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記植栽層（4）の上記植物は、スナゴケである
ことを特徴とする冷却システム。
【請求項３】
請求項２において、
上記植栽層（4）に向かって散水する散水装置（5）を備えている
ことを特徴とする冷却システム。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−４７４００（Ｐ２０１２−４７４００Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９００１２（Ｐ２０１０−１９００１２）
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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