成果報告書詳細
管理番号100013168
タイトル平成17年度-平成19年度成果報告書 新エネルギー技術研究開発 太陽エネルギー新利用システム技術研究開発事業 空気集熱式ソーラー空調システムの利用率向上と適用範囲拡大に関する研究開発
公開日2009/3/6
報告書年度2005 - 2007
委託先名株式会社東洋ソーラーシステム研究所 学校法人駒澤学園駒澤女子大学 株式会社渡辺治建築都市設計事務所
プロジェクト番号P05007
部署名新エネルギー技術開発部
和文要約空気集熱式太陽熱利用暖房・給湯システムは凍結や材料腐蝕の問題もなく、取り扱い保守が容易で実用性の高いシステムであるが、暖房用集熱温風は冬期にしか利用できず、夏期には大部分捨てられることになる。この夏期に捨てられていた集熱温風でデシカントの再生を行なうデシカント冷房システムを開発するとシステムの利用率を向上させることができ、空気集熱式ソーラーシステムの普及に資するものと考えられる。このデシカント冷房システムはシリカゲルベッドを再生と吸着冷房工程に切り換え使用するため、二つのシリカゲルベッドを必要とする。既存の太陽熱利用暖房・給湯システムに二つのシリカゲルベッドと切替え制御装置を含むコンパクトな一体のデシカントユニットを付加することで冷房もできるシステムとすることが開発目標である。そのようなデシカントユニットのプロトタイプを試作し、駒沢女子大学の既存の空気集熱屋根小屋裏に設置してデシカント冷房システムの夏期運転試験を行った。その結果、実気象条件で、15-20℃の空調吹出し空気温度が得られること、またデシカントユニットは小屋裏設置が可能な大きさにできることが分かった。次の課題は太陽集熱量不足を補う補助熱源の組込みと、切換えの仕組みが制御機構を複雑にせずに実現できるかということである。補助熱源の組み合わせ方法として、デシカントシステムは除湿の潜熱負荷を受け持ち、顕熱負荷はエアコンでというような相互補完的な運転法も考えられるので、そのような協調運転方式もできるようなダクト接続方式を検討し、駒沢女子大学のシステムにそれも組み込んだ。一方、空気集熱式システムの更なる性能向上とコスト低減を指向した高性能集熱板の開発研究も行い、集熱板と空気間の熱伝達率を飛躍的に高める細かい熱伝達フィンを持った集熱板の試作、試験も行なった。その集熱板を用いて集合住宅バルコニー設置などに適する、6-の集熱面積を持った給湯システムを試作し、約1年に亘る運転テストを行った。その結果、空気集熱式システムでも高い性能の温水システムができること、つまり水集熱方式に劣らない特性を持つ空気集熱システムができることが示された。この集熱板を使用してフラット屋根や南面を向いていない屋根に設置しても高い性能が得られる屋根材兼用のユニット集熱器ならびに壁集熱パネルも試作し、実験小屋に設置して夏冬に亘る試験も行ない、期待した性能が得られることを確認した。
英文要約A solar air system for space heating and for hot water supply system is considered as a practical system because of its easy maintenance and easy treatment. It has no problem of freezing or corrosion of collector materials. But collected heat for space heating is not utilized in summer. The development of the desiccant cooling system that regenerate desiccant with collected hot air in summer should possibly increase the utilization ratio of air-based solar system. The desiccant cooling system needs two silica gel beds, one for regeneration of desiccant and another for absorption cooling processes to exchange reciprocally. The target of this project is to accomplish solar air conditioning system by adding a desiccant unit to the present solar air system. The unit should consist of two silica gel beds and dampers to exchange air ducts passage of the two silica gel beds. A test product as a desiccant unit prototype was installed in garret under air collectors of Komazawa Women’s University’s solar house in the summer before last. The desiccant cooling test was made in two consecutive summers. It was finally made clear that air blow temperature reached to 15~20℃ in actual weather conditions. And we succeeded in installing such a small desiccant unit as we fixed in garret under air collectors. Next task was how to connect auxiliary cooling heat source to solar cooling system in case of shortage of solar gain and how to control the exchange of air ducts passage with ease. We examined cooperative working method of air conditioner with desiccant system of air duct connection structure of an air conditioner as auxiliary cooling heat source. Then we installed it in Komazawa Women’s University‘s system. On the other hand, to improve performance of air solar system and to reduce the cost, we have been developing a high performance collector plate. We made experiments and tests of the collector plates made of fine heat-conductive fins, which tremendously increase heat transfer coefficient between the heat-collector plate and air. A test solar air system for hot water supply equipped with a 6-square-meter collectorarea fit for setting on a balcony of an apartment house was manufactured. Performance tests were done for one year. As a result we found that an appropriately designed air type solar system is not inferior to water type solar collector system. We tested the roof-integrated type solar collectors using our collector plate, expecting to get good performance when it is even set on flat roof or on roof not facing south. We also made an experiment to build wall panel type unit collectors using the collector plate. We installed both types of collectors in our test solar house and repeated performance tests during summer and winter. We confirmed that the results of performance were as good as we had expected.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る