テーマ02 太陽エネルギー活用型暖冷房システム

太陽エネルギーを電気と熱で最大限活用し、暖かく・涼しく・ゼロエネの住宅を完成させることを目指した研究を行っています。システム性能の評価や実測で全国の住宅に伺う一方で、非定常熱回路網計算・CFD・といったシミュレーションツールの技術を学び、研究に応用しています。

プロジェクトリーダー 大平豪士君  ソーラー班紹介 <PDF> <動画>

前真之が太陽熱活用型暖冷房換気給湯システムについて解説します! <動画>

周辺環境・気候に配慮し、省エネルギーで快適な住宅を建てるにはどうしたらいいかという答えのないテーマについて考え、住宅業界最前線の現場に足を運び学びつつ提案を行える環境で研究を行っています。

太陽熱活用型暖冷房換気給湯システムOMX

年間を通して住宅のゼロエネルギーを達成するためには、日照時間が限られる冬期において、太陽光発電とともに太陽熱の活用が欠かせません。本研究では、屋根空気集熱を活用した暖冷房・換気・給湯システムの開発を通し、ゼロエネルギー住宅の発展につながる研究を行っています。世界最先端の太陽熱活用型暖冷房換気給湯システムで、太陽熱と空気熱ヒートポンプにより、住宅で求められる熱と空気を1台で全て賄います。

実物件の設計協力も積極的に行っています。

目標である、「暖房の最小化」と「冷房の快適性」を確保するため、熱回路網計算と数値流体計算を駆使しながら、冬も夏も健康・快適でエネルギー自立を可能とする住宅設計手法の開発を行っています。

家全体を健康・快適な温熱環境に保ちつつ、暖冷房に必要な消費エネルギー量を徹底的に削減するため、熱回路網計算と数値流体計算CFDを駆使した設計手法を構築しています。

熱回路網計算(ホームズ君パッシブ設計)による冬期室内温熱環境の予測

設計において断熱・気密性能をしっかり確保しておき、屋根集熱で太陽熱を活用しながら効率的に暖房を行うことで、快適な温熱環境を最小のエネルギー消費量で実現します。床下に温風を送り込む方式なので、足元から暖かさを得られるのが大きなメリットです。

夏は日射遮蔽を徹底しつつ、全館24時間冷房を行うことで、冷気や気流感を感じずに室内全域を快適に空調します。さらに冷房時の排熱で給湯沸上を行うことで、通常のエアコンよりも優れた省エネ性能を発揮します。

本研究はOMソーラーと共同で実施しています。

OMソーラー株式会社

OMXの紹介サイト

発表論文

ヒートポンプ一体型太陽光発電パネル活用型屋根空気集熱式ソーラーシステムを搭載した戸建住宅に関する研究

その1.山口市内の戸建住宅における冬期の実測結果

 

空気式太陽熱集熱システムを採用した実証住宅に関する研究

その1.全体のシステム構成と各地に計画・建設された実証住宅5 件の概要

その 2. CFD 解析による床下蓄熱方式の検討

その 3. 光シミュレーションを用いた日射制御の検討

その 4. 年間負荷計算による性能改善効果

その 5.浜松実証住宅における実測概要

その 6.年間の実測結果

その 7. 夏期及び冬期における実測結果

その8.寒冷地・温暖地実証住宅における温熱環境

その9.シミュレーションによる床下蓄熱体の有効蓄熱範囲と適正風量の検討

その10.シミュレーションによる床下蓄熱手法の検討

その他

屋根空気集熱式ソーラーシステムを搭載した戸建住宅に関する研究 床下付加蓄熱体の吸放熱性状把握のための床下風速推定式の検討

太陽光パネル活用屋根空気集熱式ソーラーシステムを搭載した戸建住宅に関する研究 住まい方を考慮した室温制御による暖房負荷削減効果及び快適性への影響