空气式太阳能系统技术方案

在谋求充分利用太阳能电池的同时，可考虑不使用蓄电池，而且可以适当地调整，以便使以利用太阳能电池发电的电源为主的送风扇在夏天的集热温度不变得过分高，在冬天可以得到所要求的集热温度。本发明专利技术提供一种空气式太阳能系统，由利用太阳能加热空气的集热部和为该集热部的空气热介质送风的送风扇构成，送风扇是所谓其送风量范围约为１００～２０００ｍ↑［３］／ｈ的大规格的送风扇，通常利用太阳能电池发电的直流电源原封不动地旋转驱动，一方面，该送风扇的冬天风量通过电自动控制装置进行风量调整，从而，调整到适于取暖或加温的集热温度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用太阳能的、通过将太阳能温暖的空气作为空气热介质而进行供暖、加温等的空气式太阳能系统。
技术介绍
可以说，技术开发的状况是在紧临1980年代前半期的石油危机之后，迎来了最盛期，其后停滞不前。作为太阳能的利用，比较普及的水式太阳能系统并未解决防冻、防水漏、延长耐用年数等改进的任务。一方面，空气式太阳能系统由于不担心冻结、漏水，适宜于向包含寒冷地在内的广阔地域普及，空气的体积比热是水的0.3/1000，为了确保集热量，需要较大的送风量，应消耗较多的高价电能。作为在建筑物取暖中利用的太阳能系统，存在所谓因灾害等停电时太阳能系统的运转也停止的问题。即使在停电时，如果通过某些方法使送风装置也运转，从而发挥取暖功能，则不问国家或场所，而可以用在受灾害时、难民收容所。这样，存在促进太阳能热利用的技术开发和普及，以及即使在停电时也可以运转的独立运转的技术开发的所谓课题。而且，即使在停电时作为也可以使风扇独立运转的方法，可列举太阳能电池的利用。例如，在美国专利NO.5,849,107的专利公报中，首先作为现有技术的说明，列举为了利用干净的清洁能源，日本的专利公告公报48299/1991号提出空气式太阳能系统，叙述利用这样的空气式太阳能系统，通过使用屋顶板表面收集太阳能，用于地面加热、温水供给等。如图26所示，金属的葺屋顶用的屋顶板1通过接受太阳能变得更加暖和，空气通过檐端的空气取入口2，沿着屋顶坡度充裕地流过屋顶板1下的空气流路3，在其间被加热。而且，过热的空气通过送风扇4，经空气通风道5，供给地板下作成的空间6，由此，使室内7取暖。为了防止热逃逸，紧临屋顶板下的空气流路3和通风道利用绝热材料8形成。而且，在该美国专利NO.5,849,107的专利公报中，通过前述无源太阳能系统送风扇的驱动下，作为既存的干净能源提出使用太阳能电池的方法，提出太阳能电池组件构成屋顶的方案。可是，在使用了用于在这样的取暖或加温等过程中的现有的太阳能电池的集热装置中，太阳能电池和蓄电池并用是主要的，作为其内容，常常有把通过太阳能电池的发电电力全部变换为交流电源而实现电力供给的情况；或者是在把太阳能电池作为直接的电源时，为了电源电压的稳定，以及对于没有太阳能电池发电的夜间运转或控制电源，作为辅助电源使用蓄电池的情况等等。可是，通常多使用的铅蓄电池耐久性差，此外，由于包含对环境不良影响的物质，所以是尽可能不使用的。而且，以蓄电池作为辅助电源，一旦太阳能电池的发电电压降低，则切换到辅助电源的方法，或者通过辅助电源谋求电压稳定等，部件构成是复杂的，担心到底也不能有效地使用太阳能电池的发电电力。一方面，在利用太阳能电池进行集热时，无论是作为水式太阳能系统使用输送水的泵的情况或作为空气式太阳能系统使用输送空气的风扇的情况，都没有考虑调整流量的电控制。尤其是在小型、家庭用的机器内可以说完全没有。其理由是主要如水式太阳能系统那样在通过集热用热介质在集热部和密闭的蓄热槽内循环而进行热交换的太阳能系统中，由于循环流量越多，则集热系统的效率越高，所以流量调整没有必要。即使在空气式中与利用碎石等的半密闭蓄热槽进行循环热交换的情况等，可以说与前述是同样的。另外一个理由是，由于在用通常考虑的太阳能电池驱动的泵或风扇的风量特性存在盲点。这是由于太阳能电池的发电量与太阳日照量成正比，夏天风量变多，集热温度上升变小，冬天风量变少，集热温度上升变大。该盲点，如前所述，使现有的集热系统内流量调整的必要性更加降低。实际的太阳能电池的发电特性，在夏天发电量、尤其是发电电压大幅降低。从这事实出发，用太阳能电池驱动的泵或风扇在夏天流量降低，使集热温度的上升变大。这样的盲点是由于太阳能电池通常在25°基准下显示额定性能，夏天的最高太阳能电池温度78～80℃和基准25℃的温度差大，冬天最高太阳能电池温度是10～40℃程度和基准25℃相近的温度而产生的。通常在夏天要求多的送风量，冬天要求少的风量的太阳能系统，单纯地利用太阳能电池驱动的送风装置的风量特性成为与要求的风量相反的状况。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了消除前述现有方式的不合适情形，提供可以合适地调整运转的空气式太阳能系统，以便在谋求充分利用太阳能电池的同时，可考虑不使用蓄电池，而且，使以利用太阳能电池发电的电源为主的送风扇在夏天的集热温度不过度变高，在冬天可获得所要求的集热温度。为了达到前述目的，第1，本专利技术的要旨是在由利用太阳能加热空气的集热部和为该集热部的空气热热介质送风的送风扇构成的空气式太阳能系统中，送风扇是所谓其送风量范围大约为100～2000m3/h的大规格的送风扇，通常是依赖利用太阳能电池发电的直流电源而原封不动地旋转驱动，一方面，该送风扇的冬天风量通过电自动控制装置进行调节风量，从而，可以调整到适于取暖或加温的集热温度。第2，电控制装置通过温度传感器检测集热空气温度、通过控制用主电路内的CPU，根据集热温度和控制上要求温度之差的比例控制大小作为信号输出到风扇驱动马达控制器的IC；第3在送风扇的送风路内设置风门，该风门即使切断工作电源也可通过齿轮锁定等而固定；第4，设置控制部件，该控制部件利用可改写的永久性存储器保持设定内容、传感器检测内容、控制判断状况等；第5，调整到比以太阳能电池为电源的最佳运转电压低的电压的辅助电源装置借助于防止反向电流用整流元件而作为混合电源。第6，利用太阳能加热空气的集热部设置在屋顶或墙壁等处，该太阳能集热部连通集热用的通风道，此外，集热用通风道连接于防止向集热用通风道侧逆流的防止逆流的风门、对向室内进行送风的竖着向下的通风道与向外排气的排气通风道之间的连通进行切换的流路切换风门、和配置了在防止这些逆流的风门和流路切换风门之间设置的送风扇的操纵盒，向室内进行送风的竖着向下的通风道以及向外排气的排气通风道与操纵盒上前述的流出侧连接。根据本专利技术的第1方面，在空气式太阳能系统的运转过程中，首先，使用太阳能电池，通过由太阳能电池发电的电源，可以提高对可再生的自然能的依存率，在远程、停电时、灾害时，通过独立运转，可确保最低限的取暖环境等，可以对生命之类形成危险或不合适时起作用。其次，由于不使用蓄电池，所以可提高耐久性。在以一般的商用电力作电源的装置中，尤其是以太阳能电池等不稳定电力作电源的装置中，为了在风门等的切换机器的工作维持、运转的设定或控制信息维持、风扇等启动中，贮蓄比较大的电力，通常的方法是设置蓄电装置。但是，铅电池等的蓄电装置寿命短，为了减少蓄电性能的下降，对充电电压要控制管理，由于由在环境中不能废弃的材料构成等，应改善的课题不少，以不再费心。此外，在以利用太阳能电池发电的电源为主的风扇中，通过利用电控制，形成调整风量的装置以便夏天强、冬天弱，从而可以调整到冬天要求的集热温度，而夏天的集热温度不过分变高。尤其是，对加温对象空间比较开放的蓄热体或没有蓄热体的情况，或直接把热空气吹到对象空间的空气流，或者导入室外空气的室内强制通风的空气式太阳能系统，由于集热温度给予对象空间的影响大，所以为了达到所要求的集热温度，有必要调整送风量，前述调整有效果。根据本专利技术第2方面，除了前述作用之外，作为电气控制是合适的控制。根据本专利技术第3方面，即使切断工作电源，通过作成与齿轮锁定等固定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气式太阳能系统，包括：利用太阳能加热空气的集热部、和为该集热部的空气热介质送风的送风扇，其特征为，送风扇是具有其送风量的范围约为所谓１００～２０００ｍ↑［３］／ｈ的大规格的送风扇，一方面，该送风扇的冬天风量通过电自动控制装置进行风量调整，从而，调整到适于取暖或加温的集热温度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：驹野清治，铃木康司，
申请(专利权)人：株式会社OM太阳能协会，株式会社OM研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]