成果報告書詳細
管理番号20130000000888
タイトル平成24年度成果報告書 地中熱・太陽熱等の自然エネルギーを有効活用する蓄熱型壁面放射冷暖房の技術開発
公開日2014/2/22
報告書年度2012 - 2012
委託先名有限会社かなや設計
プロジェクト番号P10020
部署名技術開発推進部
和文要約件名:平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 地中熱・太陽熱などの自然エネルギーを有効活用する蓄熱型壁面放射冷暖房の技術開発

1.研究開発の成果と達成状況 
(1) 研究開発の成果
研究開発項目1:蓄熱型壁面放射冷暖房パネル(以下放射パネル)の技術開発について
今回の開発では、放射パネルの軽量化とコストダウンの目途を立てることを目標に開発を行った。今までの放射パネルは、パネルの外側6面を金属パネルとし、配管と蓄熱材をその中に入れていたため、金属の部分が多く重量が重くなっていた。

研究開発項目2:蓄熱型壁面放射冷暖房における太陽熱利用の技術開発
昨今の太陽エネルギー利用は、晴天時において発電をすることで電気エネルギーを作り出すものだが、本技術開発では、晴天時の太陽エネルギーを蓄熱することで、自然エネルギーの有効利用を図る技術である。既製品の地中熱ヒートポンプ内蔵のポンプを太陽熱集熱機の冷媒搬送の動力として使うことで簡便なシステムを構築した。太陽エネルギーの蓄積場所として、放射パネル内蔵の潜熱蓄熱材と、地中の2通りの蓄熱場所を選択することができる。

研究開発項目3:蓄熱型壁面放射冷暖房における地中熱利用の技術開発
ヒートポンプの採熱側の熱源として地中熱を利用した。80mと30mの2種類の深さで、合計110mの採熱用の穴を掘削した。

(2) 目的に照らした達成状況 
研究開発項目1:蓄熱型壁面放射冷暖房パネル(以下放射パネル)の技術開発について 
今回のパネルでは、室内側の面のみを金属とすることにより金属の量を減らし、重量を10kg程度減らすことができた。コストについては、現場での作業が多くなることで、作業員の人工が多くなりコストアップにつながるため、より一層、工場での製作範囲を増やす必要性を確認した。COP(成績係数)は2.5程度を達成し、当初目標の2.3を上回った。

研究開発項目2:蓄熱型壁面放射冷暖房における太陽熱利用の技術開発 
太陽エネルギーを放射パネル内の潜熱蓄熱材に蓄熱した場合のCOPは2.5-20と高い性能を得た。特に晴天時の太陽エネルギーの熱量を潜熱蓄熱材に効果的に蓄熱できた際のCOPが非常に高くなっていることから、日射量に応じた送水制御を的確に行うことで自然エネルギーを効率的に利用することが可能であることを確認した。昨今、太陽のエネルギーを電気として利用することが太陽エネルギー利用の主流となっているが、熱として利用することで、効率的な運用が可能になれば、都市部などソーラーコレクターの設置が困難な場所でも太陽エネルギーを有効に利用することができる可能性が高くなる。

研究開発項目3:蓄熱型壁面放射冷暖房における地中熱利用の技術開発 
既製品の地中熱ヒートポンプ内蔵のポンプを搬送の動力として使うことで簡便なシステムを構築した。採熱側からの戻り温度は、10℃程度を確認しており、地中との熱交換が有効になされていることを確認した。太陽熱集熱機と組み合わせることで、太陽エネルギーを地中に蓄熱し、自然エネルギーの有効利用する効果を確認した。COP(成績係数)は、2.5程度を達成し、当初目標の2.3を上回った。高性能なヒートポンプエアコンのCOPはカタログ値では6程度のものもあり、今回のように地中熱ヒートポンプを使った場合に比べると高性能に見える。しかし、ヒートポンプエアコンのCOPを同じ条件で実測し地中熱ヒートポンプとの差を確認する必要があると考える。
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program /New Energy Venture Business Technology Innovation Program(Wind Power Generation and Other Untapped Energies)/Development of thermal storage type surface-of-a-wall radiation air conditioning panel systems using natural power sources by the solar and subterranean heat (FY2013-FY2014) FY2013 Final Report

(1) The result of research and development 1. Technical Development of Earth Thermal Use in Technical Development 3. Thermal Storage Type Surface-of-a-Wall Radiation Air Conditioning of Solar Heat Utilization in Technical Development 2. Thermal Storage Type Surface-of-a-Wall Radiation Air Conditioning of Stored Type Surface-of-a-Wall Radiation Air Conditioning Panel (Henceforth, Radiation Panel) of Heat (2) The achievement situation compared with the purpose 1. By this panel, a metaled quantity was able to be reduced and it was able to reduce by about 10 kg. About cost, since it led to a cost rise because field operation increases, the necessity of increasing the manufacture range of a factory was checked. COP (coefficient of performance) attained about 2.5. 2. COP at the time of storing solar energy to the latent heat storage material in a radiation panel obtained 2.5-20 and the high performance. Since COP at the time of the ability to store effectively the quantity of heat of the solar energy at the time of fine weather to latent heat storage material especially was very high, it checked that it was possible to exploit natural power sources efficiently by performing exactly water supply control according to an amount of insolation. If efficient employment of solar energy is attained by exploiting solar energy as heat, effective use of solar energy will be attained also at the place where installation of solar collectors, such as urban areas, is difficult. 3. The simple system was built by using as power of conveyance of a pump with built-in earth thermal heat pump of a ready-made article. By combining with the collection heat machine of solar heat, solar energy was stored in the earth and the effect of effective use of natural power sources was checked. COP (coefficient of performance) attained about 2.5. As for COP of a highly efficient heat pump air-conditioner, a catalog value also has about six thing and looks highly efficiently compared with the case where earth thermal heat pump is used. However, I survey COP of a heat pump air-conditioner on the same conditions, and think that it is necessary to check a difference with earth thermal heat pump.
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