太陽光集熱システム
【課題】建物の部屋の空気を直接暖めることができる太陽光集熱システムを提供する。
【解決手段】シースルー型太陽電池モジュール８と屋根面４２との間にある空気流通層Ｓの空気を床下に搬送する第１空気搬送手段１３が設けられ、部屋１５の空気を取り込んで再び部屋１５に戻す第２空気搬送手段１６が設けられ、第１空気搬送手段１３によって搬送されている空気と、第２空気搬送手段１６によって搬送されている空気との間で熱交換する熱交換器１７が設けられているので、第２空気搬送手段１６によって搬送されている冷たい空気は、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器１７によって熱交換されて加熱される。したがって、部屋の冷たい空気は暖められて部屋１５に戻されるので、太陽光集熱システムを利用して部屋１５の空気を直接暖めることができる。
【解決手段】シースルー型太陽電池モジュール８と屋根面４２との間にある空気流通層Ｓの空気を床下に搬送する第１空気搬送手段１３が設けられ、部屋１５の空気を取り込んで再び部屋１５に戻す第２空気搬送手段１６が設けられ、第１空気搬送手段１３によって搬送されている空気と、第２空気搬送手段１６によって搬送されている空気との間で熱交換する熱交換器１７が設けられているので、第２空気搬送手段１６によって搬送されている冷たい空気は、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器１７によって熱交換されて加熱される。したがって、部屋の冷たい空気は暖められて部屋１５に戻されるので、太陽光集熱システムを利用して部屋１５の空気を直接暖めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーを利用して集熱を行うことのできる太陽光集熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーを利用して集熱を行うことのできる太陽光集熱システムの一例として、特許文献１に記載のものが知られている。
この太陽光集熱システムは、建物の屋根面に、シースルー型太陽電池モジュールが前記屋根面との間に空気流通層を介在させた状態で設けられており、前記空気流通層に、建物内に配置されて熱を蓄える蓄熱手段に連結する伝熱手段が接続されているものである。
このような太陽光集熱システムでは、屋根面に設けられたシースルー型太陽光発電モジュールによって、太陽光を電気（電力）に変換することができ、建物で消費する電力を賄うことができるため、電力の自給自足を行うことができる。
また、シースルー型太陽電池モジュールと屋根面との間に空気流通層が形成され、この空気流通層に、床下の蓄熱手段に連結する伝熱手段が接続されているので、太陽熱が空気流通層内の空気に伝達されることによって、その空気が加熱されて、さらに伝熱手段を介して蓄熱手段で蓄熱される。その結果、蓄熱手段に蓄熱された熱を床暖房に利用できるとともに、暖房機器等に使用される電力を削減することが可能となる。
したがって、このように発電と集熱とを同時に行うことができるため、太陽エネルギーの利用効率の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９６４６８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、冬季においては、部屋内の空気は外部の空気より高い場合が多いので、この部屋の空気を、太陽光集熱システムを利用して暖めることができれば、前記床暖房と相まって部屋を効率よく暖めることができるが、上記従来の太陽光集熱システムでは、冬季において、建物の部屋の空気を直接暖めることはできなかった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、建物の部屋の空気を直接暖めることができる太陽光集熱システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図６に示すように、太陽光集熱システムであって、建物の屋根面４２に空気流通層Ｓが設けられ、
前記空気流通層Ｓの空気を床下に搬送する第１空気搬送手段１３が設けられ、
部屋１５の空気を取り込んで再び前記部屋１５に戻す第２空気搬送手段１６が設けられ、
前記第１空気搬送手段１３によって搬送されている空気と、前記第２空気搬送手段１６によって搬送されている空気との間で熱交換する熱交換器１７が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、部屋１５から取り込まれ、第２空気搬送手段１６によって搬送されている冷たい空気は、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器１７によって熱交換されて加熱される。したがって、第２空気搬送手段１６によって搬送される空気は暖められて部屋１５に戻されるので、太陽光集熱システムを利用して部屋１５の空気を直接暖めることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第２空気搬送手段１６は、前記部屋１５の天井裏または壁内の少なくともいずれか一方に設けられた配管１６ａと、この配管１６ａの一端部に設けられて天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吸込口１６ｂと、前記配管１６ａの他端部に設けられて、前記天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吹出口１６ｃと、前記部屋１５の空気を前記吸込口１６ｂから吸い込んで、前記吹出口１６ｃから吹き出させるファンとを備え、
前記配管１６ａの途中が前記熱交換器１７に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吸込口１６ｂと吹出口１６ｃとが天井裏または壁内の少なくともいずれか一方に設けられた配管１６ａによって接続されているので、部屋１５の空気を取り込んで再び部屋１５に戻すことを容易に行えるとともに、配管１６ａを流れる冷たい空気は、熱交換器１７によって、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換されて加熱されるので、冷たい空気を暖かくして部屋１５に確実に戻すことができる。
なお、空気の吸込み、吹出しの態様としては、天井から吸込んで壁から吹出す、壁から吸込んで壁から吹出す、壁から吸込んで天井から吹出すなどが挙げられる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段１３は、前記空気流通層Ｓの空気を直接床下に搬送する直接型空気搬送手段１３１と、
前記熱交換器１７によって熱交換された空気を床下に搬送する熱交換型空気搬送手段１３２とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、熱交換型空気搬送手段１３２によって床下に搬送された空気は熱交換されたものであり、空気流通層Ｓの空気より温度が低くなっているが、直接型空気搬送手段１３１によって、空気流通層Ｓの暖かい空気を直接床下に搬送するので、熱交換型空気搬送手段１３２のみによって床下に搬送された空気より温度を高くでき、床下暖房の温度低下（床下空間の温度低下）を防止できる。
なお、熱交換型空気搬送手段１３２のみの場合でも、熱交換後の床下への搬送空気は外気よりも十分に暖かく、床下暖房に利用できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段１３によって床下に搬送されて、当該床下で冷めた空気を外部に排出する排出手段１８が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、床下で冷めた空気を排出手段１８によって外部に排出しているので、この空気が床上の室内に回り込むことがない。したがって、床下に施した防蟻処理等の薬剤が室内に入るのを防止できる。
また、屋外のにおいや花粉などの物質や構造体から発生するVOC（揮発性有機化合物）等を室内に入れないですむ。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段１３は、床下に配置され、かつ、前記空気流通層の空気が流入する床下配管１４を有し、この床下配管１４に複数の空気吹出口１４ａが形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、床下配管１４に形成された空気吹出口１４ａから暖かい空気が吹出すので、床下を満遍なく暖めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、部屋から取り込まれ第２空気搬送手段によって搬送されている冷たい空気は、第１空気搬送手段によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器によって熱交換されて加熱される。したがって、第２空気搬送手段によって搬送される空気は暖められて部屋に戻されるので、太陽光集熱システムを利用して建物の部屋の空気を直接暖めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る太陽光集熱システムの一例を示すもので、その概略構成図である。
【図２】同、床下配管を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】同、熱交換器を示す斜視図である。
【図４】同、棟と平行な鉛直面で切断した屋根の要部断面図である。
【図５】同、棟と直交する鉛直面で切断した屋根の要部断面図である。
【図６】同、図５の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明に係る太陽光集熱システムの一例を示す概略構成図である。
図１において、符号４は建物の屋根を示す。屋根４は、複数の屋根パネルを敷設することによって構成されている。屋根パネル４１は、図４に示すように框材を矩形枠状に組み立てるとともに、この矩形枠の内部に補強用の桟材を縦横に組み付けて枠体４１aを構成し、枠体４１aの上面に野地板等の面材４１ｂが設けられてなる。そして、図５に示すように、屋根パネル４１が複数敷設されることによって、棟５の両側に棟５から軒先に向かって下り勾配を有する屋根面４２が形成されている。
【００１９】
棟５の両側に形成された屋根面４２のうちの片側の屋根面４２には、複数の太陽電池モジュール８が前記屋根面４２との間に空気流通層Ｓを介在させた状態で設けられている。
太陽電池モジュール８は、矩形薄板状をなすものであり、単結晶シリコンのＰＶセルをEVA樹脂を使って封入したものである。
【００２０】
図４〜図６に示すように、上記のような太陽電池モジュール８の周縁部には、該周縁部を囲む四角枠状のフレーム９が設けられている。
フレーム９は、屋根４の傾斜方向に沿って左右に配置される一対の縦枠部９Ａと、これら縦枠部９Ａの上下端部を接続し、かつ、屋根４の桁方向に沿って配置される上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃとを備えている。これら縦枠部９Ａ、上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃによって太陽電池モジュール８の防水及び補強がなされている。
【００２１】
図４〜図６に示すように、上記のような太陽電池モジュール８の周縁部には、該周縁部を囲む四角枠状のフレーム９が設けられている。
フレーム９は、屋根４の傾斜方向に沿って左右に配置される一対の縦枠部９Ａと、これら縦枠部９Ａの上下端部を接続し、かつ、屋根４の桁方向に沿って配置される上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃとを備えている。これら縦枠部９Ａ、上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃによって太陽電池モジュール８の防水及び補強がなされている。
【００２２】
上枠部９Ｂは、図６に示すように、アルミニウムの押出成形等により一体成形された長尺部材であって、断面四角筒状の枠本体９１Ｂと、この枠本体９１Ｂの上部から屋根４の傾斜方向に沿って斜め上方に設けられた断面略Ｌ字型の当接片９２Ｂ（なお、図６では図面の関係上、当接片９２Ｂは左方向に延びている）とを備えている。また、枠本体９１Ｂの下部には、太陽電池モジュール８が嵌め込まれる一対の突出片９３Ｂが設けられている。
【００２３】
下枠部９Ｃは、図６に示すように、アルミニウムの押出成形等により一体成形された長尺部材であって、断面Ｌ字型の筒状の枠本体９１Ｃと、この枠本体９１Ｃの下部から屋根４の傾斜方向に沿って斜め下方へ突出した鍔部９２Ｃ（なお、図６では図面の関係上、鍔部９２Ｃは右方向に突出している）と、この鍔部９２Ｃの下面から下方へ垂れ下がる水切部９３Ｃと、この水切部９３Ｃの中間部分と枠本体９１Ｃの側面とを連結する中間連結部９４Ｃとを備えている。また、枠本体９１Ｃの上部には、太陽電池モジュール８が嵌め込まれる一対の突出片９５Ｃが設けられている。
【００２４】
一方、縦枠部９Ａは、図４に示すように、断面略Ｌ字型の長尺部材であって、屋根４の傾斜方向に沿って左右に配置される一対の縦枠部９Ａは、屋根面４２上に取り付けられる支持レール１０にそれぞれ固定される。各縦枠部９Ａは、その上部に上述した上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃと同様の太陽電池モジュール８が嵌め込まれる一対の突出片９１Ａと、支持レール１０に固定される固定片９２Ａとを備えている。また、左右に配置される一対の縦枠部９Ａは、その上面に開口Ｋが形成され、該開口Ｋにはカバー部材９３ＡがビスＢ２により取り付けられるようになっている。
【００２５】
周縁部に上記のようなフレーム９が設けられた太陽電池モジュール８は支持レール１０によって屋根面４２との間に空気流通層Ｓを介在させた状態で支持されている。
支持レール１０は、屋根面４２に屋根４の軒先から棟に向けて延在する長尺なものであり、該支持レール１０は、棟方向に所定間隔で複数設けられ、隣り合う支持レール１０，１０によって太陽電池モジュール８が支持されている。
支持レール１０は、図４に示すように、内部が中空で縦枠部９Ａの固定片９２Ａを受けてビスＢ３で固定される縦枠受部１０１と、この縦枠受部１０１を支持し、屋根面４２上にビスＢ４で固定される縦枠支持部１０２とを備えている。縦枠受部１０１の長手方向に沿った両端には、太陽電池モジュール８及びカバー部材９３Ａとの間から万が一侵入してきた雨水等が屋根面４２上に落ちることを防ぐ止水部１０３が形成されている。
【００２６】
上記のように構成された太陽電池モジュール８は以下のように屋根面４２に取り付けられている。
すなわち、太陽電池モジュール８には、その周縁部が縦枠部９Ａ、上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃの一対の突出片９１Ａ、９３Ｂ、９５Ｃ内に嵌め込まれることによってフレーム９が取り付けられている。また、図４に示すように、屋根面４２上には、支持レール１０がその縦枠支持部１０２がビスＢ４で固定されることによって取り付けられており、この支持レール１０２に縦枠部９Ａが支持されることによって太陽電池モジュール８が取り付けられている。
具体的には、上下方向に互いに隣接する太陽電池モジュール８は、図５及び図６に示すように、下方に配置される太陽電池モジュール８の上枠部９Ｂと上方に配置される太陽電池モジュール８の下枠部９Ｃとにおいて、下枠部９Ｃの鍔部９２Ｃが上枠部９Ｂの枠本体９１Ｂの上面に当接するとともに、上枠部９Ｂの当接片９２Ｂが下枠部９Ｃの枠本体９１Ｃの側面に当接することによって、互いに遊嵌している。
また、左右方向に互いに隣接する太陽電池モジュール８は、右側に配置される太陽電池モジュール８の縦枠部９Ａと左側に配置される太陽電池モジュール８の縦枠部９Ａとにおいて、支持レール１０の縦枠受部１０１に各縦枠部９Ａの固定片９２ＡがビスＢ３でそれぞれ固定されている。さらに、これら両縦枠部９Ａの上面に形成された開口Ｋには、ビスＢ２によりカバー部材９３Ａが取り付けられている。つまり、左右に隣接する太陽電池モジュール８どうしの間に、カバー部材９３Ａが配置されている。
このようにして太陽電池モジュール８が、前記屋根面４２との間に空気流通層Ｓを介在させた状態で設けられている。
なお、図１に示すように、太陽電池モジュール８は屋根４の傾斜方向に複数枚設置されるが、棟近傍には、太陽電池モジュール８に代えて、ＰＶセルがないことを除いて太陽電池モジュール８と同様の構造の半透明ガラスモジュール８ａが設置される。これによって、空気流通層Ｓの温度上昇と集熱量向上を図ることができる。なお、半透明ガラスモジュール８ａの納まりは、太陽電池モジュール８と同様である。
また、太陽電池モジュール８に代えて、シースルー型太陽電池モジュールや通常の透光性を有するガラス板を使用してもよい。シースルー型太陽電池モジュールは、単結晶シリコンのＰＶセルを強化ガラス（上面）と透明バックシート（下面）との間に、EVA樹脂を使って封入したものであり、ＰＶセルとＰＶセルとの間に照射された太陽光が透明バックシートを透過することによって、採光性を確保するようになっている。
【００２７】
また、空気流通層Ｓは、図５に示すように、太陽電池モジュール８の軒先側に取り付けられた面戸４６の隙間４２３と、屋根面４２の棟５側に形成されて屋根裏に通じる開口部４２４とに連通している。また、開口部４２４には、第１空気搬送手段１３が接続されている。
ここで、第１空気搬送手段１３を屋根面４２の棟５側に形成された開口部４２４に接続したのは、空気流通層Ｓ内で加熱された空気を屋根４の棟５側からそのまま第１空気搬送手段１３に伝達することができるためである。つまり、温度の高い空気は屋根４の棟５側に上昇し易いことから、第１空気搬送手段１３を棟５側に設けた方が軒先側に設ける場合よりも集熱率が高くなるため好ましい。
【００２８】
第１空気搬送手段１３は、図１に示すように、ダクト１３ａ、１３ｂ，１３ｃ、チャンバー１３ｄ、ファンを備えたファンユニット１３ｅ、床下に配置された床下配管１４を備えている。
ダクト１３ａは、一端部が前記屋根面４２に形成された開口部４２４に接続され、他端部が前記チャンバー１３ｄに接続されたものである。開口部４２４は屋根の棟方向に沿って複数設けられており、各開口部４２４にそれぞれダクト１３ａが接続されている。
【００２９】
チャンバー１３ｄは、屋根の棟方向に長尺な筒状（角筒状、円筒状等）のものであり、その一方の端部は建物の妻壁に設けられた換気ガラリに接続されており、他方の端面は閉塞され、さらに外周部に前記複数のダクト１３ａが軸方向に所定間隔で接続されている。
ダクト１３ｂは、一端部が前記チャンバー１３ｄに接続され、他端部が前記ファンユニット１３ｅに接続されたものである。
ダクト１３ｃは、その一端部がファンユニット１３ｅに接続されたうえで、建物内に床や壁を貫通して床下に導入されている。
【００３０】
床下配管１４はダクト１３ｃに接続されており、１階の床下において水平に配置されている。床下配管１４には、図２に示すように、複数の空気吹出口１４ａが形成されている。空気吹出口１４ａは、床下配管１４の周方向の５か所に形成され、かつ床下配管１４の軸方向に一定間隔で形成されている。また、空気吹出口１４ａは、図２（ｂ）に示すように、床下配管１４の軸方向の所定の位置において、２個形成されており、図２（ｃ）に示すように、床下配管１４の軸方向の他の所定の位置において、３個形成されている。
上記のような第１空気搬送手段１３は、図１に示すように、空気流通層Ｓの空気を直接床下に搬送する直接型空気搬送手段１３１と、後述する熱交換器によって熱交換された空気を床下に搬送する熱交換型空気搬送手段１３２とを備えている。
【００３１】
また、部屋１５の天井裏には、当該部屋１５の空気を取り込んで再び部屋１５に戻す第２空気搬送手段１６が設けられている。
第２空気搬送手段１６は、部屋１５の天井裏に設けられた配管１６ａと、この配管１６ａの一端部に設けられて天井に開口する吸込口１６ｂと、配管１６ａの他端部に設けられて、前記天井に開口する吹出口１６ｃと、部屋１５の空気を吸込口１６ｂから吸い込んで、吹出口１６ｃから吹き出させる図示しないファンとを備えている。このファンは前記吸込口１６ｂの近傍に内蔵されている。
また、部屋１５の天井裏には、第１空気搬送手段１３によって搬送されている空気と、第２空気搬送手段１６によって搬送されている空気との間で熱交換する熱交換器１７が設けられている。
【００３２】
この熱交換器１７には、第１空気搬送手段１３を構成する熱交換型空気搬送手段１３２のダクト１３ｃの途中と、第２空気搬送手段１６の配管１６ａの途中とがそれぞれ接続されている。
熱交換器１７は、図３に示すように、ダンボールの断面のような形状をしたものを交互に重ねることによって、複数の空気流通路１７ａを互いに直角に交差するように配置したものであり、一方向の空気流通路１７ａと他方向の空気流通路１７ａに温度差のある空気を流すことで、これらの空気が混ざることなく熱の移動を可能としたものである。
そして、本実施の形態では、屋根４の空気流通層Ｓ内の加熱された空気を矢印ａ方向に熱交換器１７に流通させ、ファンからの冷たい室内空気を矢印ｂ方向に熱交換器１７に流通させ、この熱交換器１７にてこれらの空気どうしで熱交換をするようになっている。
熱交換されて少し冷めた空気流通層Ｓからの空気は床下配管１４に流入し、熱交換された暖められた空気は吹出口１６ｃから部屋１５に吹出すようになっている。
【００３３】
また、前記チャンバー１３ｄ内には、このチャンバー１３ｄとダクト１３ｂとの接続部を開閉する図示しない第１電動ダンパと、チャンバー１３ｄの一方の端部を開閉する図示しない第２電動ダンパとが設けられており、夏季の日中は第１電動ダンパを閉じるとともに、第２電動ダンパを開けることによって、空気流通層Ｓ内の加熱された空気を妻壁の換気ガラリから自然排気できるようになっている。
第１および第２電動ダンパは、図示しないコントローラに接続され、このコントローラに、前記透明ガラスモジュール８ａの近傍の空気流通層Ｓに設置された図示しない温度センサが接続されている。
そして、第１および第２電動ダンパは、空気流通層Ｓの温度変化に伴って、前記コントローラによって自動的に開閉されるようになっている。例えば、夏季の日中は、第１電動ダンパを閉じるとともに、第２電動ダンパを開けることによって、空気流通層Ｓ内の加熱された空気を妻壁の換気ガラリから自然排気し、冬季の日中は、第１電動ダンパを開けるとともに、第２電動ダンパを閉じることによって、空気流通層Ｓで加熱された空気を、前記第１空気搬送手段１３によって床下に搬送するとともに、第２空気搬送手段１６によって搬送されている空気との間で熱交換器１７によって熱交換するようになっている。
【００３４】
また、１階の床下を囲む基礎には、排出手段１８が設けられている。この排出手段１８は、第１空気搬送手段１３によって床下に搬送されて、当該床下で冷めた空気を外部に排出するものであり、例えば基礎に形成された貫通孔によって構成されている。また、この貫通孔の入口近傍に外部の空気を排気できるようなファンを設けてもよい。
【００３５】
そして、上記のような構成の太陽光集熱システムでは、冬季において、空気流通層Ｓ内の加熱された空気は、第１空気搬送手段１３を構成する直接型空気搬送手段１３１のファンユニット１３ｅのファンによって、空気流通層Ｓから吸い込まれ、ダクト１３ａ、チャンバー１３ｄ、ダクト１３ｂ、ダクト１３ｃを流通して、床下配管１４に流入し、この床下配管１４に形成された空気吹出口１４ａから床下内に吹出す。
また、空気流通層Ｓ内の加熱された空気は、第１空気搬送手段１３を構成する熱交換型空気搬送手段１３２のファンユニット１３ｅのファンによって、空気流通層Ｓから吸い込まれ、ダクト１３ａ、チャンバー１３ｄ、ダクト１３ｂ、ダクト１３ｃを流通し、さらに熱交換器１７を流通する。
一方、部屋１５の比較的冷たい空気は、第２空気搬送手段１６のファンによって吸込口１６ｂから吸い込まれ、配管１６ａ、熱交換器１７を流通して、吹出口１６ｃから吹き出して再び部屋１５に戻される。この際、吸込口１６ｂから吸い込まれた冷たい空気は、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器１７によって熱交換されて加熱されたうえで、吹出口１６ｃから吹き出して再び部屋１５に戻される。
また、熱交換器１７を流通して熱交換された空気流通層Ｓからの空気は、床下配管１４に流入し、この床下配管１４に形成された空気吹出口１４ａから床下内に吹出す。
そして、直接型空気搬送手段１３１と熱交換型空気搬送手段１３２のそれぞれの床下配管１４の空気吹出口１４ａから床下の吹出された暖かい空気は床下暖房として利用され、
床下で冷めた空気は排出手段１８によって外部に排出される。
【００３６】
以上、本実施の形態によれば、部屋１５から取り込まれ第２空気搬送手段１６によって搬送されている冷たい空気は、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器１７によって熱交換されて加熱される。したがって、第２空気搬送手段１６によって搬送される空気は暖められて部屋１５に戻されるので、太陽光集熱システムを利用して建物の部屋１５の空気を直接暖めることができる。
また、部屋１５の天井に開口する吸込口１６ｂと吹出口１６ｃとが天井裏に設けられた配管１６ａによって接続されているので、部屋１５の空気を取り込んで再び部屋１５に戻すことを容易に行えるとともに、配管１６ａを流れる冷たい空気は、熱交換器１７によって、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換されて加熱されるので、冷たい空気を暖かくして部屋１５に確実に戻すことができる。
【００３７】
さらに、熱交換型空気搬送手段１３２によって床下に搬送された空気は熱交換されたものであり、空気流通層Ｓの空気より温度が低くなっているが、直接型空気搬送手段１３１によって、空気流通層Ｓの暖かい空気を直接床下に搬送するので、熱交換型空気搬送手段１３２のみによって床下に搬送された空気より温度を高くでき、床下暖房の温度低下を防止できる。
また、床下で冷めた空気を排出手段１８によって外部に排出しているので、この空気が床上の室内に回り込むことがない。したがって、床下に施した防蟻処理等の薬剤が室内に入るのを防止できる。
また、屋外のにおいや花粉などの物質や構造体から発生するVOC（揮発性有機化合物）等を室内に入れないですむ。
加えて、床下配管１４に形成された空気吹出口１４ａから暖かい空気が吹出すので、床下を満遍なく暖めることができる。
【００３８】
また、太陽電池モジュール８は屋根面４２に設けられた支持レール１０によって支持されているので、太陽電池モジュール８を屋根面４２に該屋根面４２との間に空気流通層Ｓを介在させた状態で容易かつ確実に設置することができる。
また、屋根４の軒先から棟に向けて延在する支持レール１０が棟方向に所定間隔で複数設けられており、第１空気搬送手段１３が屋根の棟側において空気流通層Ｓに接続されているので、空気流通層Ｓ内で加熱された空気が支持レール１０の延在方向に沿ってスムーズに流れて、第１空気搬送手段１３に至る。
【００３９】
なお、本実施の形態では、空気流通層Ｓの空気を第１空気搬送手段１３によって１階の床下に搬送する場合を例にとって説明したが、空気流通層Ｓの空気を第１空気搬送手段１３によって、２階の床下等に搬送してもよい。
また、本実施の形態では、第２空気搬送手段１６を１系統設けたが、２系統以上設けてもよい。この場合、それぞれの系統の第２空気搬送手段１６の配管１６ａの途中を熱交換器１７に接続すればよい。
【符号の説明】
【００４０】
４ 屋根
８ 太陽光発電モジュール
１３ 第１空気搬送手段
１４ 床下配管
１４ａ 空気吹出口
１５ 部屋
１６ 第２空気搬送手段
１６ａ 配管
１６ｂ 吸込口
１６ｃ 吹出口
１７ 熱交換器
４２ 屋根面
Ｓ 空気流通層
１３１ 直接型空気搬送手段
１３２ 熱交換型空気搬送手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーを利用して集熱を行うことのできる太陽光集熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーを利用して集熱を行うことのできる太陽光集熱システムの一例として、特許文献１に記載のものが知られている。
この太陽光集熱システムは、建物の屋根面に、シースルー型太陽電池モジュールが前記屋根面との間に空気流通層を介在させた状態で設けられており、前記空気流通層に、建物内に配置されて熱を蓄える蓄熱手段に連結する伝熱手段が接続されているものである。
このような太陽光集熱システムでは、屋根面に設けられたシースルー型太陽光発電モジュールによって、太陽光を電気（電力）に変換することができ、建物で消費する電力を賄うことができるため、電力の自給自足を行うことができる。
また、シースルー型太陽電池モジュールと屋根面との間に空気流通層が形成され、この空気流通層に、床下の蓄熱手段に連結する伝熱手段が接続されているので、太陽熱が空気流通層内の空気に伝達されることによって、その空気が加熱されて、さらに伝熱手段を介して蓄熱手段で蓄熱される。その結果、蓄熱手段に蓄熱された熱を床暖房に利用できるとともに、暖房機器等に使用される電力を削減することが可能となる。
したがって、このように発電と集熱とを同時に行うことができるため、太陽エネルギーの利用効率の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９６４６８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、冬季においては、部屋内の空気は外部の空気より高い場合が多いので、この部屋の空気を、太陽光集熱システムを利用して暖めることができれば、前記床暖房と相まって部屋を効率よく暖めることができるが、上記従来の太陽光集熱システムでは、冬季において、建物の部屋の空気を直接暖めることはできなかった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、建物の部屋の空気を直接暖めることができる太陽光集熱システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図６に示すように、太陽光集熱システムであって、建物の屋根面４２に空気流通層Ｓが設けられ、
前記空気流通層Ｓの空気を床下に搬送する第１空気搬送手段１３が設けられ、
部屋１５の空気を取り込んで再び前記部屋１５に戻す第２空気搬送手段１６が設けられ、
前記第１空気搬送手段１３によって搬送されている空気と、前記第２空気搬送手段１６によって搬送されている空気との間で熱交換する熱交換器１７が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、部屋１５から取り込まれ、第２空気搬送手段１６によって搬送されている冷たい空気は、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器１７によって熱交換されて加熱される。したがって、第２空気搬送手段１６によって搬送される空気は暖められて部屋１５に戻されるので、太陽光集熱システムを利用して部屋１５の空気を直接暖めることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第２空気搬送手段１６は、前記部屋１５の天井裏または壁内の少なくともいずれか一方に設けられた配管１６ａと、この配管１６ａの一端部に設けられて天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吸込口１６ｂと、前記配管１６ａの他端部に設けられて、前記天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吹出口１６ｃと、前記部屋１５の空気を前記吸込口１６ｂから吸い込んで、前記吹出口１６ｃから吹き出させるファンとを備え、
前記配管１６ａの途中が前記熱交換器１７に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吸込口１６ｂと吹出口１６ｃとが天井裏または壁内の少なくともいずれか一方に設けられた配管１６ａによって接続されているので、部屋１５の空気を取り込んで再び部屋１５に戻すことを容易に行えるとともに、配管１６ａを流れる冷たい空気は、熱交換器１７によって、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換されて加熱されるので、冷たい空気を暖かくして部屋１５に確実に戻すことができる。
なお、空気の吸込み、吹出しの態様としては、天井から吸込んで壁から吹出す、壁から吸込んで壁から吹出す、壁から吸込んで天井から吹出すなどが挙げられる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段１３は、前記空気流通層Ｓの空気を直接床下に搬送する直接型空気搬送手段１３１と、
前記熱交換器１７によって熱交換された空気を床下に搬送する熱交換型空気搬送手段１３２とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、熱交換型空気搬送手段１３２によって床下に搬送された空気は熱交換されたものであり、空気流通層Ｓの空気より温度が低くなっているが、直接型空気搬送手段１３１によって、空気流通層Ｓの暖かい空気を直接床下に搬送するので、熱交換型空気搬送手段１３２のみによって床下に搬送された空気より温度を高くでき、床下暖房の温度低下（床下空間の温度低下）を防止できる。
なお、熱交換型空気搬送手段１３２のみの場合でも、熱交換後の床下への搬送空気は外気よりも十分に暖かく、床下暖房に利用できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段１３によって床下に搬送されて、当該床下で冷めた空気を外部に排出する排出手段１８が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、床下で冷めた空気を排出手段１８によって外部に排出しているので、この空気が床上の室内に回り込むことがない。したがって、床下に施した防蟻処理等の薬剤が室内に入るのを防止できる。
また、屋外のにおいや花粉などの物質や構造体から発生するVOC（揮発性有機化合物）等を室内に入れないですむ。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段１３は、床下に配置され、かつ、前記空気流通層の空気が流入する床下配管１４を有し、この床下配管１４に複数の空気吹出口１４ａが形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、床下配管１４に形成された空気吹出口１４ａから暖かい空気が吹出すので、床下を満遍なく暖めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、部屋から取り込まれ第２空気搬送手段によって搬送されている冷たい空気は、第１空気搬送手段によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器によって熱交換されて加熱される。したがって、第２空気搬送手段によって搬送される空気は暖められて部屋に戻されるので、太陽光集熱システムを利用して建物の部屋の空気を直接暖めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る太陽光集熱システムの一例を示すもので、その概略構成図である。
【図２】同、床下配管を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】同、熱交換器を示す斜視図である。
【図４】同、棟と平行な鉛直面で切断した屋根の要部断面図である。
【図５】同、棟と直交する鉛直面で切断した屋根の要部断面図である。
【図６】同、図５の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明に係る太陽光集熱システムの一例を示す概略構成図である。
図１において、符号４は建物の屋根を示す。屋根４は、複数の屋根パネルを敷設することによって構成されている。屋根パネル４１は、図４に示すように框材を矩形枠状に組み立てるとともに、この矩形枠の内部に補強用の桟材を縦横に組み付けて枠体４１aを構成し、枠体４１aの上面に野地板等の面材４１ｂが設けられてなる。そして、図５に示すように、屋根パネル４１が複数敷設されることによって、棟５の両側に棟５から軒先に向かって下り勾配を有する屋根面４２が形成されている。
【００１９】
棟５の両側に形成された屋根面４２のうちの片側の屋根面４２には、複数の太陽電池モジュール８が前記屋根面４２との間に空気流通層Ｓを介在させた状態で設けられている。
太陽電池モジュール８は、矩形薄板状をなすものであり、単結晶シリコンのＰＶセルをEVA樹脂を使って封入したものである。
【００２０】
図４〜図６に示すように、上記のような太陽電池モジュール８の周縁部には、該周縁部を囲む四角枠状のフレーム９が設けられている。
フレーム９は、屋根４の傾斜方向に沿って左右に配置される一対の縦枠部９Ａと、これら縦枠部９Ａの上下端部を接続し、かつ、屋根４の桁方向に沿って配置される上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃとを備えている。これら縦枠部９Ａ、上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃによって太陽電池モジュール８の防水及び補強がなされている。
【００２１】
図４〜図６に示すように、上記のような太陽電池モジュール８の周縁部には、該周縁部を囲む四角枠状のフレーム９が設けられている。
フレーム９は、屋根４の傾斜方向に沿って左右に配置される一対の縦枠部９Ａと、これら縦枠部９Ａの上下端部を接続し、かつ、屋根４の桁方向に沿って配置される上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃとを備えている。これら縦枠部９Ａ、上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃによって太陽電池モジュール８の防水及び補強がなされている。
【００２２】
上枠部９Ｂは、図６に示すように、アルミニウムの押出成形等により一体成形された長尺部材であって、断面四角筒状の枠本体９１Ｂと、この枠本体９１Ｂの上部から屋根４の傾斜方向に沿って斜め上方に設けられた断面略Ｌ字型の当接片９２Ｂ（なお、図６では図面の関係上、当接片９２Ｂは左方向に延びている）とを備えている。また、枠本体９１Ｂの下部には、太陽電池モジュール８が嵌め込まれる一対の突出片９３Ｂが設けられている。
【００２３】
下枠部９Ｃは、図６に示すように、アルミニウムの押出成形等により一体成形された長尺部材であって、断面Ｌ字型の筒状の枠本体９１Ｃと、この枠本体９１Ｃの下部から屋根４の傾斜方向に沿って斜め下方へ突出した鍔部９２Ｃ（なお、図６では図面の関係上、鍔部９２Ｃは右方向に突出している）と、この鍔部９２Ｃの下面から下方へ垂れ下がる水切部９３Ｃと、この水切部９３Ｃの中間部分と枠本体９１Ｃの側面とを連結する中間連結部９４Ｃとを備えている。また、枠本体９１Ｃの上部には、太陽電池モジュール８が嵌め込まれる一対の突出片９５Ｃが設けられている。
【００２４】
一方、縦枠部９Ａは、図４に示すように、断面略Ｌ字型の長尺部材であって、屋根４の傾斜方向に沿って左右に配置される一対の縦枠部９Ａは、屋根面４２上に取り付けられる支持レール１０にそれぞれ固定される。各縦枠部９Ａは、その上部に上述した上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃと同様の太陽電池モジュール８が嵌め込まれる一対の突出片９１Ａと、支持レール１０に固定される固定片９２Ａとを備えている。また、左右に配置される一対の縦枠部９Ａは、その上面に開口Ｋが形成され、該開口Ｋにはカバー部材９３ＡがビスＢ２により取り付けられるようになっている。
【００２５】
周縁部に上記のようなフレーム９が設けられた太陽電池モジュール８は支持レール１０によって屋根面４２との間に空気流通層Ｓを介在させた状態で支持されている。
支持レール１０は、屋根面４２に屋根４の軒先から棟に向けて延在する長尺なものであり、該支持レール１０は、棟方向に所定間隔で複数設けられ、隣り合う支持レール１０，１０によって太陽電池モジュール８が支持されている。
支持レール１０は、図４に示すように、内部が中空で縦枠部９Ａの固定片９２Ａを受けてビスＢ３で固定される縦枠受部１０１と、この縦枠受部１０１を支持し、屋根面４２上にビスＢ４で固定される縦枠支持部１０２とを備えている。縦枠受部１０１の長手方向に沿った両端には、太陽電池モジュール８及びカバー部材９３Ａとの間から万が一侵入してきた雨水等が屋根面４２上に落ちることを防ぐ止水部１０３が形成されている。
【００２６】
上記のように構成された太陽電池モジュール８は以下のように屋根面４２に取り付けられている。
すなわち、太陽電池モジュール８には、その周縁部が縦枠部９Ａ、上枠部９Ｂ及び下枠部９Ｃの一対の突出片９１Ａ、９３Ｂ、９５Ｃ内に嵌め込まれることによってフレーム９が取り付けられている。また、図４に示すように、屋根面４２上には、支持レール１０がその縦枠支持部１０２がビスＢ４で固定されることによって取り付けられており、この支持レール１０２に縦枠部９Ａが支持されることによって太陽電池モジュール８が取り付けられている。
具体的には、上下方向に互いに隣接する太陽電池モジュール８は、図５及び図６に示すように、下方に配置される太陽電池モジュール８の上枠部９Ｂと上方に配置される太陽電池モジュール８の下枠部９Ｃとにおいて、下枠部９Ｃの鍔部９２Ｃが上枠部９Ｂの枠本体９１Ｂの上面に当接するとともに、上枠部９Ｂの当接片９２Ｂが下枠部９Ｃの枠本体９１Ｃの側面に当接することによって、互いに遊嵌している。
また、左右方向に互いに隣接する太陽電池モジュール８は、右側に配置される太陽電池モジュール８の縦枠部９Ａと左側に配置される太陽電池モジュール８の縦枠部９Ａとにおいて、支持レール１０の縦枠受部１０１に各縦枠部９Ａの固定片９２ＡがビスＢ３でそれぞれ固定されている。さらに、これら両縦枠部９Ａの上面に形成された開口Ｋには、ビスＢ２によりカバー部材９３Ａが取り付けられている。つまり、左右に隣接する太陽電池モジュール８どうしの間に、カバー部材９３Ａが配置されている。
このようにして太陽電池モジュール８が、前記屋根面４２との間に空気流通層Ｓを介在させた状態で設けられている。
なお、図１に示すように、太陽電池モジュール８は屋根４の傾斜方向に複数枚設置されるが、棟近傍には、太陽電池モジュール８に代えて、ＰＶセルがないことを除いて太陽電池モジュール８と同様の構造の半透明ガラスモジュール８ａが設置される。これによって、空気流通層Ｓの温度上昇と集熱量向上を図ることができる。なお、半透明ガラスモジュール８ａの納まりは、太陽電池モジュール８と同様である。
また、太陽電池モジュール８に代えて、シースルー型太陽電池モジュールや通常の透光性を有するガラス板を使用してもよい。シースルー型太陽電池モジュールは、単結晶シリコンのＰＶセルを強化ガラス（上面）と透明バックシート（下面）との間に、EVA樹脂を使って封入したものであり、ＰＶセルとＰＶセルとの間に照射された太陽光が透明バックシートを透過することによって、採光性を確保するようになっている。
【００２７】
また、空気流通層Ｓは、図５に示すように、太陽電池モジュール８の軒先側に取り付けられた面戸４６の隙間４２３と、屋根面４２の棟５側に形成されて屋根裏に通じる開口部４２４とに連通している。また、開口部４２４には、第１空気搬送手段１３が接続されている。
ここで、第１空気搬送手段１３を屋根面４２の棟５側に形成された開口部４２４に接続したのは、空気流通層Ｓ内で加熱された空気を屋根４の棟５側からそのまま第１空気搬送手段１３に伝達することができるためである。つまり、温度の高い空気は屋根４の棟５側に上昇し易いことから、第１空気搬送手段１３を棟５側に設けた方が軒先側に設ける場合よりも集熱率が高くなるため好ましい。
【００２８】
第１空気搬送手段１３は、図１に示すように、ダクト１３ａ、１３ｂ，１３ｃ、チャンバー１３ｄ、ファンを備えたファンユニット１３ｅ、床下に配置された床下配管１４を備えている。
ダクト１３ａは、一端部が前記屋根面４２に形成された開口部４２４に接続され、他端部が前記チャンバー１３ｄに接続されたものである。開口部４２４は屋根の棟方向に沿って複数設けられており、各開口部４２４にそれぞれダクト１３ａが接続されている。
【００２９】
チャンバー１３ｄは、屋根の棟方向に長尺な筒状（角筒状、円筒状等）のものであり、その一方の端部は建物の妻壁に設けられた換気ガラリに接続されており、他方の端面は閉塞され、さらに外周部に前記複数のダクト１３ａが軸方向に所定間隔で接続されている。
ダクト１３ｂは、一端部が前記チャンバー１３ｄに接続され、他端部が前記ファンユニット１３ｅに接続されたものである。
ダクト１３ｃは、その一端部がファンユニット１３ｅに接続されたうえで、建物内に床や壁を貫通して床下に導入されている。
【００３０】
床下配管１４はダクト１３ｃに接続されており、１階の床下において水平に配置されている。床下配管１４には、図２に示すように、複数の空気吹出口１４ａが形成されている。空気吹出口１４ａは、床下配管１４の周方向の５か所に形成され、かつ床下配管１４の軸方向に一定間隔で形成されている。また、空気吹出口１４ａは、図２（ｂ）に示すように、床下配管１４の軸方向の所定の位置において、２個形成されており、図２（ｃ）に示すように、床下配管１４の軸方向の他の所定の位置において、３個形成されている。
上記のような第１空気搬送手段１３は、図１に示すように、空気流通層Ｓの空気を直接床下に搬送する直接型空気搬送手段１３１と、後述する熱交換器によって熱交換された空気を床下に搬送する熱交換型空気搬送手段１３２とを備えている。
【００３１】
また、部屋１５の天井裏には、当該部屋１５の空気を取り込んで再び部屋１５に戻す第２空気搬送手段１６が設けられている。
第２空気搬送手段１６は、部屋１５の天井裏に設けられた配管１６ａと、この配管１６ａの一端部に設けられて天井に開口する吸込口１６ｂと、配管１６ａの他端部に設けられて、前記天井に開口する吹出口１６ｃと、部屋１５の空気を吸込口１６ｂから吸い込んで、吹出口１６ｃから吹き出させる図示しないファンとを備えている。このファンは前記吸込口１６ｂの近傍に内蔵されている。
また、部屋１５の天井裏には、第１空気搬送手段１３によって搬送されている空気と、第２空気搬送手段１６によって搬送されている空気との間で熱交換する熱交換器１７が設けられている。
【００３２】
この熱交換器１７には、第１空気搬送手段１３を構成する熱交換型空気搬送手段１３２のダクト１３ｃの途中と、第２空気搬送手段１６の配管１６ａの途中とがそれぞれ接続されている。
熱交換器１７は、図３に示すように、ダンボールの断面のような形状をしたものを交互に重ねることによって、複数の空気流通路１７ａを互いに直角に交差するように配置したものであり、一方向の空気流通路１７ａと他方向の空気流通路１７ａに温度差のある空気を流すことで、これらの空気が混ざることなく熱の移動を可能としたものである。
そして、本実施の形態では、屋根４の空気流通層Ｓ内の加熱された空気を矢印ａ方向に熱交換器１７に流通させ、ファンからの冷たい室内空気を矢印ｂ方向に熱交換器１７に流通させ、この熱交換器１７にてこれらの空気どうしで熱交換をするようになっている。
熱交換されて少し冷めた空気流通層Ｓからの空気は床下配管１４に流入し、熱交換された暖められた空気は吹出口１６ｃから部屋１５に吹出すようになっている。
【００３３】
また、前記チャンバー１３ｄ内には、このチャンバー１３ｄとダクト１３ｂとの接続部を開閉する図示しない第１電動ダンパと、チャンバー１３ｄの一方の端部を開閉する図示しない第２電動ダンパとが設けられており、夏季の日中は第１電動ダンパを閉じるとともに、第２電動ダンパを開けることによって、空気流通層Ｓ内の加熱された空気を妻壁の換気ガラリから自然排気できるようになっている。
第１および第２電動ダンパは、図示しないコントローラに接続され、このコントローラに、前記透明ガラスモジュール８ａの近傍の空気流通層Ｓに設置された図示しない温度センサが接続されている。
そして、第１および第２電動ダンパは、空気流通層Ｓの温度変化に伴って、前記コントローラによって自動的に開閉されるようになっている。例えば、夏季の日中は、第１電動ダンパを閉じるとともに、第２電動ダンパを開けることによって、空気流通層Ｓ内の加熱された空気を妻壁の換気ガラリから自然排気し、冬季の日中は、第１電動ダンパを開けるとともに、第２電動ダンパを閉じることによって、空気流通層Ｓで加熱された空気を、前記第１空気搬送手段１３によって床下に搬送するとともに、第２空気搬送手段１６によって搬送されている空気との間で熱交換器１７によって熱交換するようになっている。
【００３４】
また、１階の床下を囲む基礎には、排出手段１８が設けられている。この排出手段１８は、第１空気搬送手段１３によって床下に搬送されて、当該床下で冷めた空気を外部に排出するものであり、例えば基礎に形成された貫通孔によって構成されている。また、この貫通孔の入口近傍に外部の空気を排気できるようなファンを設けてもよい。
【００３５】
そして、上記のような構成の太陽光集熱システムでは、冬季において、空気流通層Ｓ内の加熱された空気は、第１空気搬送手段１３を構成する直接型空気搬送手段１３１のファンユニット１３ｅのファンによって、空気流通層Ｓから吸い込まれ、ダクト１３ａ、チャンバー１３ｄ、ダクト１３ｂ、ダクト１３ｃを流通して、床下配管１４に流入し、この床下配管１４に形成された空気吹出口１４ａから床下内に吹出す。
また、空気流通層Ｓ内の加熱された空気は、第１空気搬送手段１３を構成する熱交換型空気搬送手段１３２のファンユニット１３ｅのファンによって、空気流通層Ｓから吸い込まれ、ダクト１３ａ、チャンバー１３ｄ、ダクト１３ｂ、ダクト１３ｃを流通し、さらに熱交換器１７を流通する。
一方、部屋１５の比較的冷たい空気は、第２空気搬送手段１６のファンによって吸込口１６ｂから吸い込まれ、配管１６ａ、熱交換器１７を流通して、吹出口１６ｃから吹き出して再び部屋１５に戻される。この際、吸込口１６ｂから吸い込まれた冷たい空気は、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器１７によって熱交換されて加熱されたうえで、吹出口１６ｃから吹き出して再び部屋１５に戻される。
また、熱交換器１７を流通して熱交換された空気流通層Ｓからの空気は、床下配管１４に流入し、この床下配管１４に形成された空気吹出口１４ａから床下内に吹出す。
そして、直接型空気搬送手段１３１と熱交換型空気搬送手段１３２のそれぞれの床下配管１４の空気吹出口１４ａから床下の吹出された暖かい空気は床下暖房として利用され、
床下で冷めた空気は排出手段１８によって外部に排出される。
【００３６】
以上、本実施の形態によれば、部屋１５から取り込まれ第２空気搬送手段１６によって搬送されている冷たい空気は、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換器１７によって熱交換されて加熱される。したがって、第２空気搬送手段１６によって搬送される空気は暖められて部屋１５に戻されるので、太陽光集熱システムを利用して建物の部屋１５の空気を直接暖めることができる。
また、部屋１５の天井に開口する吸込口１６ｂと吹出口１６ｃとが天井裏に設けられた配管１６ａによって接続されているので、部屋１５の空気を取り込んで再び部屋１５に戻すことを容易に行えるとともに、配管１６ａを流れる冷たい空気は、熱交換器１７によって、第１空気搬送手段１３によって搬送されている暖かい空気と、熱交換されて加熱されるので、冷たい空気を暖かくして部屋１５に確実に戻すことができる。
【００３７】
さらに、熱交換型空気搬送手段１３２によって床下に搬送された空気は熱交換されたものであり、空気流通層Ｓの空気より温度が低くなっているが、直接型空気搬送手段１３１によって、空気流通層Ｓの暖かい空気を直接床下に搬送するので、熱交換型空気搬送手段１３２のみによって床下に搬送された空気より温度を高くでき、床下暖房の温度低下を防止できる。
また、床下で冷めた空気を排出手段１８によって外部に排出しているので、この空気が床上の室内に回り込むことがない。したがって、床下に施した防蟻処理等の薬剤が室内に入るのを防止できる。
また、屋外のにおいや花粉などの物質や構造体から発生するVOC（揮発性有機化合物）等を室内に入れないですむ。
加えて、床下配管１４に形成された空気吹出口１４ａから暖かい空気が吹出すので、床下を満遍なく暖めることができる。
【００３８】
また、太陽電池モジュール８は屋根面４２に設けられた支持レール１０によって支持されているので、太陽電池モジュール８を屋根面４２に該屋根面４２との間に空気流通層Ｓを介在させた状態で容易かつ確実に設置することができる。
また、屋根４の軒先から棟に向けて延在する支持レール１０が棟方向に所定間隔で複数設けられており、第１空気搬送手段１３が屋根の棟側において空気流通層Ｓに接続されているので、空気流通層Ｓ内で加熱された空気が支持レール１０の延在方向に沿ってスムーズに流れて、第１空気搬送手段１３に至る。
【００３９】
なお、本実施の形態では、空気流通層Ｓの空気を第１空気搬送手段１３によって１階の床下に搬送する場合を例にとって説明したが、空気流通層Ｓの空気を第１空気搬送手段１３によって、２階の床下等に搬送してもよい。
また、本実施の形態では、第２空気搬送手段１６を１系統設けたが、２系統以上設けてもよい。この場合、それぞれの系統の第２空気搬送手段１６の配管１６ａの途中を熱交換器１７に接続すればよい。
【符号の説明】
【００４０】
４ 屋根
８ 太陽光発電モジュール
１３ 第１空気搬送手段
１４ 床下配管
１４ａ 空気吹出口
１５ 部屋
１６ 第２空気搬送手段
１６ａ 配管
１６ｂ 吸込口
１６ｃ 吹出口
１７ 熱交換器
４２ 屋根面
Ｓ 空気流通層
１３１ 直接型空気搬送手段
１３２ 熱交換型空気搬送手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の屋根面に空気流通層が設けられ、
前記空気流通層の空気を床下に搬送する第１空気搬送手段が設けられ、
部屋の空気を取り込んで再び前記部屋に戻す第２空気搬送手段が設けられ、
前記第１空気搬送手段によって搬送されている空気と、前記第２空気搬送手段によって搬送されている空気との間で熱交換する熱交換器が設けられていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第２空気搬送手段は、前記部屋の天井裏または壁内の少なくともいずれか一方に設けられた配管と、この配管の一端部に設けられて天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吸込口と、前記配管の他端部に設けられて、前記天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吹出口と、前記部屋の空気を前記吸込口から吸い込んで、前記吹出口から吹き出させるファンとを備え、
前記配管の途中が前記熱交換器に接続されていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段は、前記空気流通層の空気を直接床下に搬送する直接型空気搬送手段と、
前記熱交換器によって熱交換された空気を床下に搬送する熱交換型空気搬送手段とを備えていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段によって床下に搬送されて、当該床下で冷めた空気を外部に排出する排出手段が設けられていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段は、床下に配置され、かつ、前記空気流通層の空気が流入する床下配管を有し、この床下配管に複数の空気吹出口が形成されていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項１】
建物の屋根面に空気流通層が設けられ、
前記空気流通層の空気を床下に搬送する第１空気搬送手段が設けられ、
部屋の空気を取り込んで再び前記部屋に戻す第２空気搬送手段が設けられ、
前記第１空気搬送手段によって搬送されている空気と、前記第２空気搬送手段によって搬送されている空気との間で熱交換する熱交換器が設けられていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第２空気搬送手段は、前記部屋の天井裏または壁内の少なくともいずれか一方に設けられた配管と、この配管の一端部に設けられて天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吸込口と、前記配管の他端部に設けられて、前記天井または壁の少なくともいずれか一方に開口する吹出口と、前記部屋の空気を前記吸込口から吸い込んで、前記吹出口から吹き出させるファンとを備え、
前記配管の途中が前記熱交換器に接続されていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段は、前記空気流通層の空気を直接床下に搬送する直接型空気搬送手段と、
前記熱交換器によって熱交換された空気を床下に搬送する熱交換型空気搬送手段とを備えていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段によって床下に搬送されて、当該床下で冷めた空気を外部に排出する排出手段が設けられていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽光集熱システムにおいて、
前記第１空気搬送手段は、床下に配置され、かつ、前記空気流通層の空気が流入する床下配管を有し、この床下配管に複数の空気吹出口が形成されていることを特徴とする太陽光集熱システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４９７８３（Ｐ２０１２−１４９７８３Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７４７（Ｐ２０１１−６７４７）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（３０７０４２３８５）ミサワホーム株式会社 (569)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（３０７０４２３８５）ミサワホーム株式会社 (569)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]