(57)【要約】　　　（修正有）【課題】太陽集熱器の集熱性能試験が安価で、簡単に、どの地域でも出来るようにし、高性能商品の開発を促進し、その性能が確認できるようにする。【解決手段】太陽集熱器１と太陽蓄熱槽２を集熱配管３で接続し、この間をポンプ４により熱媒体が循環するようにしたソーラーシステムを屋外に設置し、このポンプを連続運転させるとともに、太陽蓄熱槽内の水を深夜に市水と入れ替わるようにする。そして、このソーラーシステムに日射計５を太陽集熱器１の受熱面と同方位、同角度に取り付け、太陽集熱器１入口に太陽集熱器入口温度センサー６、太陽集熱器１出口に太陽集熱器出口温度センサー７、集熱配管３に流量計８、太陽集熱器１の周辺に日射の影響を受けないように外気温度センサー９を取り付け、集熱面日射強度、太陽集熱器入口温度、太陽集熱器出口温度、熱媒体流量、外気温データを採取し、演算することにより瞬時集熱効率と集熱効率変数を求める。【選択図】図１
2004053228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽集熱器と太陽蓄熱槽を配管で接続し、この間をポンプにより熱媒体が循環するようにしたソーラーシステムを屋外に設置し、このポンプを連続運転させるとともに、太陽蓄熱槽内の水を深夜に市水と入れ替わるようにしたソーラーシステムにおいて、集熱面日射強度、太陽集熱器入口温度、太陽集熱器出口温度、熱媒体流量、外気温データを採取し、演算することにより瞬時集熱効率と集熱効率変数を求める屋外非定常状態における太陽集熱器の集熱性能試験方法
【請求項２】
上記太陽集熱器の集熱性能試験方法による瞬時集熱効率と集熱効率変数の相関関係により得られた数値を記した太陽集熱器集熱性能証明書、技術資料の作成および印字。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽集熱器の集熱性能試験方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽集熱器の性能試験方法はＪＩＳ　Ａ　１４２５（太陽集熱器の集熱性能試験方法）で規定されており、これが従来の技術となっていた。
【０００３】
【問題が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術のＪＩＳ　Ａ　１４２５（太陽集熱器の集熱性能試験方法）で規定されている
▲１▼　ＪＩＳ　Ａ　１４２５−８屋外定常状態効率試験
▲２▼　ＪＩＳ　Ａ　１４２５−９ソーラーシミュレータを用いた定常状態での小売地試験では、両試験方法ともに定常状態での試験方法であるので、定常状態を自然環境化で造り出すための設備に膨大な費用と敷地が必要であるとともに、これらを維持管理するための費用が発生するので、実施及び運用が民間では困難となっている。
また、国内唯一の公的検査機関で日本品質機構ソーラーテクノセンターも平成１３年度をもって予算不足で閉鎖され、ＪＩＳ　Ａ　１４２５（太陽集熱器の集熱性能試験方法）を実施できる検査機関が皆無の状態とおり、再開の見通しはない。
このＪＩＳ　Ａ　１４２５（太陽集熱器の集熱性能試験方法）での試験が実施できないことにより、太陽集熱器の集熱性能評価ができず、基準となる数値が把握できないので太陽集熱器の性能が不明確となり、新製品開発において、また、消費者においても性能の判断基準が無く、太陽集熱器の技術の進歩及びその普及を大きく阻害している。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
本発明はこの問題を自然の法則を利用し、もっとも合理的な方法で解決ようとするものである。
まず、その構成を説明すると、従来の技術は定常状態での検査方法であり、この環境を造り出し、維持するには前述のごとく多くの問題がある。従って、従来の定常状態での試験方法ではなく、非定常状態、つまり屋外の自然環境下で検査することにより全ての問題が解決するという結論に至ったものである。つまり、一般に市販されているように太陽集熱器と太陽蓄熱槽を配管で接続し、この間をポンプにより熱媒体が循環するようにしたソーラーシステムを屋外に設置し、このポンプを連続運転させるとともに、太陽蓄熱槽内の水を深夜に市水と入れ替わるようにしたソーラーシステムにおいて、集熱面日射強度、太陽集熱器入口温度、太陽集熱器出口温度、熱媒体流量、外気温データを採取し、演算することにより瞬時集熱効率と集熱効率変数を求める屋外非定常状態における太陽集熱器の集熱性能試験方法により問題解決しようとするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
実施例をもとに、説明すると
まず、太陽集熱器１を屋根上に取り付け、太陽蓄熱槽２との間を集熱配管３で接続し、熱媒体が循環できるようにしたポンプ４を取り付け、太陽蓄熱槽２に給水配管１１、出湯配管１０を接続し、出湯配管１０にタイマー付電動弁１２を取り付けたソーラーシステムを設置する。ポンプ４は連続運転とし、太陽蓄熱槽２内の水は深夜、タイマー付電動弁１２で排出し、全量を水道水と入れ替わるようにしておく。このソーラーシステムに日射計５を太陽集熱器の受熱面と同方位、同角度に取り付け、太陽集熱器１入口に太陽集熱器入口温度センサー６、太陽集熱器１出口に太陽集熱器出口温度センサー７、集熱配管３に流量計８、太陽集熱器１の周辺に日射の影響を受けないように外気温度センサー９を取り付け、それぞれのデータを毎秒単位で採取しておく。
【０００６】
【実施例】
まず、取得したデータから集熱器時定数（Ｔｃ）つまり、日射が到達してから集熱器出口温度が安定するまでの遅れ時間を計測する。これは、ＪＩＳ　１４２５−１０　集熱器時定数の決定の方法により求めることができる。実施例での数値は集熱器時定数（Ｔｃ）＝５７Ｓ（秒）である。
さらに、取得したデータから晴天日の１日のデータを基本データとして抽出する。この中から集熱面日射強度（Ｉ）を毎秒の日射計５データを加算集計し、１０分単位で合計し、時系列で並べ整理しておく。
日射計５以外の、太陽集熱器入口温度センサー６、太陽集熱器出口温度センサー７、流量計８、外気温センサー９のデータは太陽集熱器時定数（Ｔｃ）の時間、この実施例では５７秒だけ秒単位でデータ時刻を早めそれぞれ平均値として１０分間で集計し、集熱器入口温度（θｉ）、集熱器出口温度（θｏ）、集熱媒体通過流量（ｍ）、外気温（θｏ）として時系列に並べ日射系の時系列と同期をとっておく。
集熱器総面積（Ａ）は定数であり実施例では２ｍ２の太陽集熱器３枚を使用したので、６ｍ２の定数である。また、集熱媒体定圧比熱は熱媒体の温度における比熱であり、固有の数値である。
これらのデータにより、
集熱面日射強度（Ｉ）＝日射計５のデータを加算集計した数値
太陽集熱器出入口温度の温度差（θｄ）＝集熱器出口温度（θｏ）−集熱入口温度（θｉ）
集熱量（Ｑ）＝太陽集熱器出入口温度の温度差（θｄ）×集熱媒体通過流量（ｍ）×集熱媒体定圧比熱（Ｃｐ）
瞬時集熱効率（η）＝集熱量（Ｑ）／集熱面日射強度（Ｉ）×集熱器総面積（Ａ）
集熱効率変数（Δθ／Ｉ）＝（（太陽集熱器入口温度（θｉ）＋太陽集熱器出口温度（θｏ））／２−外気温（θｏ））／集熱面日射強度（Ｉ）
を求めることが出来るようになる。
つまり、晴天日１日のうち集熱面日射強度（Ｉ）がある時間帯の瞬時集熱効率（η）と集熱効率変数（Δθ／Ｉ）を同期の取れた状態で１０分間データとして取り出すことが出来るようになり、それぞれの相関関数を求めることにより図２のごとく集熱効率特性線図を作成できるようになる。
【０００７】
【発明の効果】
本発明により、自然環境化の非定常状態での太陽集熱器の集熱性能試験が出来るようになり、従来の定常状態での試験方法の定常状態を自然環境化で造り出すための設備に膨大な費用と敷地が必要であるとともに、これらを維持するための費用がまったく必要としなくなるので、太陽集熱器の集熱性能試験が安価で、簡単に、どの地域でも出来るようになり、従来の技術よりも高性能商品の開発が促進され、その性能が確認できるようになる。また、性能評価値が公表されることにより、消費者も基準に従って商品選択ができるようになり、高性能の製品を安心して選ぶことができるようになりソーラーシステムの普及が加速されるようになり、地球環境問題の解決にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽集熱器の集熱性能試験方法による実施形態を模式的に表現した構成図である。
【図２】本発明で作成された集熱効率特性線図である。
【符号の説明】
１　太陽集熱器
２　太陽蓄熱槽
３　集熱配管
４　ポンプ
５　日射計
６　太陽集熱器入口温度センサー
７　太陽集熱器出口温度センサー
８　流量計
９　外気温度センサー
１０　出湯配管
１１　給水配管
１２　タイマー付電動弁
１３　太陽光
【図１】
2004053228.tif 000003
【図２】
2004053228.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成14年8月28日(2002.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【問題が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術のＪＩＳ　Ａ　１４２５（太陽集熱器の集熱性能試験方法）で規定されている
▲１▼　ＪＩＳ　Ａ　１４２５−８屋外定常状態効率試験
▲２▼　ＪＩＳ　Ａ　１４２５−９ソーラーシミュレータを用いた定常状態での効率試験
では、両試験方法ともに定常状態での試験方法であるので、定常状態を自然環境化で造り出すための設備に膨大な費用と敷地が必要であるとともに、これらを維持管理するための費用が発生するので、実施及び運用が民間では困難となっている。
また、国内唯一の公的検査機関で日本品質機構ソーラーテクノセンターも平成１３年度をもって予算不足で閉鎖され、ＪＩＳ　Ａ　１４２５（太陽集熱器の集熱性能試験方法）を実施できる検査機関が皆無の状態となっており、再開の見通しはない。
このＪＩＳ　Ａ　１４２５（太陽集熱器の集熱性能試験方法）での試験が実施できないことにより、太陽集熱器の集熱性能評価ができず、基準となる数値が把握できないので太陽集熱器の性能が不明確となり、新製品開発において、また、消費者においても性能の判断基準が無く、太陽集熱器の技術の進歩及びその普及を大きく阻害している。


【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004053228.tif 000005
【図２】
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