(57)【要約】      （修正有）【課題】省エネルギーで冷暖房を行うことや、日射熱などの再生可能エネルギーを有効活用や、太陽光発電（PV）電力での自家消費型次世代省エネ蓄熱システムを提供する。【解決手段】建物外側に太陽光集熱器を設け、前記太陽光集熱器の裏側に空気層を形成し、アルミシートと蓄熱材と断熱材の順に三層構造体を設けた外部構造体９と、前記外部構造体と室内機２を連結するダクト間に潜熱蓄熱装置５０、５１と、建物地下に埋設した顕熱蓄熱材の中に潜熱蓄熱材を内蔵し、アルミシートで包まれた地中構造体１０と、前記室内機と前記地中構造体を連結するダクトやチャンバー間に蓄熱装置とを備えた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物外側に太陽光集熱器を設け、前記太陽光集熱器の裏側に空気層を形成し、アルミシートと板状潜熱蓄熱材と断熱材の順に三層構造体を設けた外部構造体と、
前記外部構造体と室内機を連結するダクト間に筒状潜熱蓄熱材を内蔵した筒状潜熱蓄熱装置と、
建物地下に埋設した顕熱蓄熱材の中に筒状潜熱蓄熱材を内蔵し、かつアルミシートで包まれた地中構造体と、
前記室内機と前記地中構造体を連結するダクトやチャンバー間に板状又は筒状の潜熱蓄熱材を内蔵した板状又は筒状の潜熱蓄熱装置とを備え、
前記外部構造体に接する空気層から取り入れた太陽熱を潜熱蓄熱材に蓄熱し、前記太陽熱を温度制御した太陽熱空気を潜熱畜熱材に蓄熱しながら還気空気と同時に室内機内に取入れ、前記室内機から吹出す空調空気は、ダクトやチャンバー内の潜熱蓄熱材や地中構造体の筒状潜熱蓄熱材と顕熱蓄熱材に蓄熱されながら、建物内全体に給気する、太陽光エネルギーを蓄熱エネルギーに変換する蓄熱システム。
【請求項２】
前記太陽熱集熱器の裏側に設けた前記板状潜熱蓄熱材により温度上昇を抑制する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギーと潜熱材と顕熱材を利用する蓄熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅・建築が高気密・高断熱が進むとともに、より少ないエネルギーで冷暖房を行うことや、日射熱などの再生可能エネルギーの有効活用や、太陽光発電電力を自立での積極的な利用などが求められている。
【０００３】
そのような状況背景で太陽光発電（PV）の蓄電や自家消費が求められている。
【０００４】
しかし、日本の住宅事情や生活事情においては、日射熱エネルギーを効率的に利用することが非常に難しくゆえに、高額な蓄熱設備の設置が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１３３７１３号公報
【特許文献２】特開２０１６−０１４５１７号公報
【特許文献３】特開２０１４−０６６４１６号公報
【特許文献４】特開２０１４−１５３０２４号公報
【特許文献５】特開平５−２０３３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上に述べた引用文献１乃至５の発明の蓄熱システムや潜熱蓄熱装置は、密封された容器内に潜熱蓄熱材を充填した製品であり、施工実態は空気の流れがない構造や空気が触れる面積が小さい構造であり、熱利用効率が悪く実質汎用性が難しい。
【０００７】
又、太陽熱エネルギーを潜熱材や顕熱材に蓄熱する場合は、前記蓄熱材までの取入れ経路間に温度ロスが発生し、熱効率が非常に悪くなる。
【０００８】
さらに、現状では太陽光発電（PV）利用は売電又は蓄電が一般であるが、FIT売電価格が大幅に下落より、自家消費する手段として高額な蓄電設備の設置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題に着目したものであり、本発明の請求項１に記載の蓄熱システムは、建物外側に太陽光集熱器を設け、前記太陽光集熱器の裏側に空気層を形成し、アルミシートと板状潜熱蓄熱材と断熱材の順に三層構造体を設けた外部構造体と、前記外部構造体と室内機を連結するダクト間に筒状潜熱蓄熱材を内蔵した筒状潜熱蓄熱装置と、建物地下に埋設した顕熱蓄熱材の中に筒状潜熱蓄熱材を内蔵し、かつアルミシートで包まれた地中構造体と、前記室内機と前記地中構造体を連結するダクトやチャンバー間に板状又は筒状の潜熱蓄熱材を内蔵した板状又は筒状の潜熱蓄熱装置とを備え、前記外部構造体に接する空気層から取り入れた太陽熱を潜熱蓄熱材に蓄熱し、前記太陽熱を温度制御した太陽熱空気を潜熱畜熱材に蓄熱しながら還気空気と同時に室内機内に取入れ、前記室内機から吹出す空調空気は、ダクトやチャンバー内の潜熱蓄熱材や地中構造体の筒状潜熱蓄熱材と顕熱蓄熱材に蓄熱されながら、建物内全体に給気する、太陽光エネルギーを蓄熱エネルギーに変換することを特徴とする蓄熱システム。
【００１０】
請求項２に記載の蓄熱システムは、請求項１において、前記太陽熱集熱器の裏側に設けた前記潜熱蓄熱材により温度上昇を抑制する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の本発明の蓄熱システムは、建物空気層からの太陽熱空気を蓄熱しながら室内に取り込むことにより、取入れ経路間の熱損失を削減し、日中の太陽光発電（PV）を利用して室内機を運転することにより、日中は蓄熱蓄冷と全館冷暖房する事が可能となり、夜間は前記の蓄熱蓄冷を利用した全館冷暖房することが可能となり、太陽光発電エネルギーを蓄熱エネルギーに変換することが可能となり、蓄電設備の投資が削減し、自家消費型次世代省エネ型蓄熱システムである。
【００１２】
請求項２に記載の本発明の蓄熱システムは、太陽光発電効率を向上される効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の蓄熱システムを示す構成図である。
【図２】本発明の外部構造体を示す構成図である。
【図３】本発明の潜熱蓄熱装置の構成を示す図で、（a）が板状潜熱材の使用形態を示す図であり、        （b）が筒状（通気状）潜熱材の使用形態を示す図である。
【図４】本発明の地中構造体を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
本発明の蓄熱システム80は、図１から図４に示すように、建物外側に太陽光集熱器1を設け、前記太陽光集熱器１の裏側に空気層８を形成し、アルミシート３と板状潜熱蓄熱材４と断熱材６の順に三層構造体を設けた外部構造体９と、前記外部構造体９と室内機２を連結するダクト間に筒状潜熱蓄熱材５を内蔵した筒状潜熱蓄熱装置51と、建物地下に埋設した顕熱蓄熱材7の中に筒状潜熱蓄熱材5を内蔵し、アルミシート３で包まれた地中構造体10と、前記室内機2と前記地中構造体10を連結するダクトやチャンバー間に板状潜熱畜熱材4を内蔵した板状潜熱蓄熱装置50又は筒状潜熱蓄熱材５を内蔵した筒状潜熱蓄熱装置51を備え、前記外部構造体9に接する空気層からの太陽熱を板状潜熱蓄熱材４に蓄熱し、前記太陽熱を温度制御した太陽熱空気aを筒状潜熱畜熱材５に蓄熱しながら還気空気rと同時に室内機２内に取入れ、前記室内機２から吹出す空調空気cは、ダクトやチャンバー内の板状潜熱蓄熱材4又は筒状潜熱蓄熱材５や地中構造体10の筒状潜熱蓄熱材５と顕熱蓄熱材７に蓄熱されながら、建物内全体に吹出す、太陽光エネルギーを蓄熱エネルギーに変換する蓄熱システム80である。
【００１６】
又、本発明の蓄熱システム80は、前記太陽熱集熱器１の裏側に設けた前記潜熱蓄熱材４により温度上昇を抑制する制御手段を備えている。
【００１７】
前記潜熱蓄熱材は、相転移点付近で多量の熱エネルギーを吸収・放出する作用を有する部材からでき、
目的の温度範囲に相転移点を設定したPCMをマイクロカ板の枚数により熱エネルギーを増やせる相転
移物質(Phase Change Material=PCM) を有している。 
【００１８】
本発明に使用する前記潜熱蓄熱材は、たとえば相転移点温度36℃／12枚積層板（約300kj/平米）タイプと相転移点温度25℃／12枚積層板（約300kj/平米）タイプを選択し、図３(a)に示すように板状と図３(b)に示すように筒状（通気状）が有り、年間通して蓄熱蓄冷に利用することが可能となる。
【００１９】
本発明の蓄熱システム80は、図１に示すように、太陽熱外気aは蓄熱しながら全館暖房に利用し、さらに室内機 2からの空調空気cは潜熱材と顕熱材に蓄熱しながら全館冷暖房することができる太陽光発電（PV）を蓄熱エネルギーに変換する蓄熱システム80を示す構成である。
【００２０】
本発明の蓄熱システム80は、図２に示すように、太陽熱集熱器1又は屋根一体式太陽光パネル（PVT）の裏側に空間を設け、ALS 3と板状PCM 4と断熱材 6とを積層させた外部構造体9を施工し、その中間から太陽熱外気aを取入れる構成である。
【００２１】
本発明の板状潜熱蓄熱装置50は、ダクトやチャンバーの形状や大きさに応じた板状25℃PCM 4を選択し、断熱材 6の中に等間隔で固定し、空調空気cが容易に蓄熱や放熱を繰り返し、又筒状（通気状）潜熱蓄熱装置51は、筒状（通気状）25℃PCM 5をダクトの大きさに応じた本数を断熱材 6の中に固定し、太陽熱空気aや空調空気cが容易に蓄熱や放熱を繰り返す構成である。
【００２２】
本発明の地下構造体10は、顕熱蓄熱材7の穴に筒状（通気状）25℃PCM 5を配置し、顕熱蓄熱材7をALS 3で囲んだ構成である。
【００２３】
建物100の屋根に太陽熱集熱器1又は屋根一体式太陽光パネル（PVT）の裏側に太陽熱外気aを取入れる空間を設け、その空間の下にALS 3、板状36℃PCM 4、断熱材6の順に積層させた外部構造体9を施工し、冬場の太陽熱で温められた太陽熱外気aは日中に最高温度40℃以上にもなり、板状36℃PCM 4に蓄熱する。
【００２４】
冬場の日射取得が無くなった後は、前記太陽熱外気aが36℃以下になると板状36℃PCM 4からの放熱により太陽熱外気aを36℃以上に保つ効果があり、ALS 3は前記板状36℃PCM 4を紫外線から保護し、又板状36℃PCM 4が前記太陽熱外気aに直接に触れないことにより、急激な放熱を抑え、長時間蓄熱効果が利用できる。
【００２５】
一方、夏場は前記太陽熱外気aが最高温度70℃以上にもなり、屋根一体式太陽光パネル（PVT）1の発電効率が悪化するが、前記板状36℃PCM 4の特性により、温度上昇を軽減する効果により、発電効率を改善する。
【００２６】
従来では前記太陽熱外気aを取込むダクト管内で5〜8℃の熱損失が生じるが、前記太陽熱外気aを取込むダクト間に、潜熱蓄熱装置51を経由して室内機2に取込むことにより、前記太陽熱外気aを筒形25℃PCM 5に蓄熱することにより、ダクト間の熱損失を減少できる。
【００２７】
太陽光発電（PV）を利用して、日中に室内機2を運転し、冬場は20℃以上の温度制御した前記太陽熱外気aを室内機2に取入れ、さらに室内機2内で換気空気rと混合され、室内機2の設定温度の空調空気cとなる。又夏場は換気空気rのみを室内機2の設定温度の空調空気cとなる。
【００２８】
一般的に前記空調空気cはダクトやチャンバーを利用して室内101に吹き出されるが、本発明の蓄熱システム80では、ダクトやチャンバー間に潜熱蓄熱装置50又は51を施工することにより、前記空調空気cを板状25℃PCM ４又は筒状（通気状）25℃PCM 5に蓄熱しながら、室内101に潜熱給気空気kが吹出され、ダクト間の熱損失を減少できる。
【００２９】
さらに前記空調空気cは、基礎下に配置した地下構造体10に送給され、筒状（通気状）25℃PCM 5に潜熱として畜熱され、さらに前記潜熱は顕熱蓄熱材7の顕熱としても蓄熱され、床下空間に吹出され、さらに室内101に潜熱顕熱給気空気sが吹出される。
【００３０】
前記の板状潜熱蓄熱材25℃PCM 4と顕熱蓄熱材7のW蓄熱材を施工した実施例では、次の効果が確認できた。
暖房22℃設定のエアコン5馬力で全館空調運転した結果、am7時頃に室外機停止後、送風運転になり、
pm4時頃の各場所の吹出す温度は室内機後の潜熱蓄熱装置50内:22℃・室内101の１F吹出し給気s:25℃・室内101温度は22℃である。（太陽光発電利用なし）
場所：広島県福山市内・建物：在来工法65坪・Ua値：0.4・日時：2019‐01‐16・外気平均温度：8℃
【００３１】
前記の実施例から、潜熱顕熱のW断熱を施工した結果、室外機が停止後8時間以上、室内101温度22℃を保持していることが分る。潜熱蓄熱装置50内:22℃の温度に対して、室内101の１F吹出し給気s:25℃になるという従来にない顕著な効果を得ることができた。
【００３２】
さらに、前記実施例から、太陽光発電（PV）を利用して、日中にエアコンを運転することにより、全館空調しながら、太陽光発電電力を潜熱顕熱材に蓄熱し、深夜には前記蓄熱で全館空調することが可能となり、ヒートショックや熱中症の予防対策にもなり、基本的には太陽光発電（PV）のみで全館空調する自家消費型次世代省エネ蓄熱システム80が実現できる。
【００３３】
さらに、余剰電力を蓄電するシステムやエネファームシステムなどを組合せて施工することにより、買電がゼロとなる自家消費型次世代省エネ住宅を完成させることができる。
【符号の説明】
【００３４】
1 太陽熱集熱器
2 室内機
3 アルミシート（ALS）
4 板状潜熱蓄熱材
5 筒状（通気状）潜熱畜熱材
6 断熱材
7 顕熱蓄熱材
8 空気層
9 外部構造体
10 地中構造体
50 板状潜熱蓄熱装置
51 筒状（通気状）潜熱蓄熱装置
80 蓄熱システム
100 建物
101 建物室内
a 太陽熱外気
r 還気空気
c 空調空気（a：太陽熱外気＋r：還気空気）
k 潜熱給気空気
s 潜熱顕熱給気空気
【図１】
2020153559.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2020153559.tif 000006