太陽熱空気加熱プロジェクト分析
クリーンエネルギープロジェクト分析コース
工業用太陽熱空気加熱システム,ケベック,カナダ
写真提供: Conserval Engineering
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.
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目的
• 太陽熱空気加熱 (SAH) システム
の基礎
• SAHプロジェクト分析の要点解説
• RETScreen® SAHプロジェクトモデルの
紹介
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SAH システムからの供給
• 暖かい換気
学校, Yellowknife, カナダ
• 暖かいプロセス空気
…さらに…

外壁の対気候性

壁からの熱ロス削減

上下の温度分布の縮小

空気品質の向上

負圧問題の削減
太陽熱コレクター
写真提供: Arctic Energy Alliance
写真提供: Enermodal Engineering
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SAH システムの運用
1.
透過孔のある黒色太陽熱吸収装
置が太陽エネルギーを取り込む
2.
ファンが空気をコレクターとひさし
に引き込む
3.
3
7
設定温度に制御する

ダンパー

補助加熱
4.
空気はビル中に分配される
5.
壁の熱ロスが回収される
6.
上下の温度分布が縮小
7.
夏季バイパスダンパー
4
2
ファンユニット
壁からの熱損失は
流入空気がとりも
どす
5
1
分配ダクト
6
外部空気を太陽熱吸
収器により加熱
エアーギャップ
負圧の空気層
空気層
太陽熱吸収器
シート形状により風の境
界層を作る
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商業用/住宅用 SAH システム
•
システムの2つの形式

換気専用 (アパート及び学校)

暖房、冷房及び10~20%の換気
•
SAH コレクターは通常のファンとダクトに接続する
•
既存の加熱システ
ムは必要に応じて
付加
•
上下の温度分布の
縮小は考慮しない
•
熱回収によって多
くの新鮮な空気使
用が可能
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工業用 SAH システム
• 工場、倉庫などの換気用
• 穴あきダクトで空気を天井の高さに配給する
•
•
温度制御: 外気と循
環空気を混合する必
要があれば加熱する
上下の温度分布の縮
小: 天井の空気と冷
たい空気を混合し下
降させる
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プロセス加熱用 SAH システム
• コレクターはどこでも手頃な表面に設置する
• コレクターの出力をプロセスへ導く
• 温度制御は
紅茶乾燥シェルター, West Java, インドネシア
既存の加熱器
 バイパス用ダンパー で行う

• 農作物乾燥

農作物の損害を避けるため低温が
要求される
• 工業プロセス用空気の予備加熱
写真提供: Conserval Engineering
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コレクタ面における1日あたりの太陽熱ピーク時間
太陽熱 と 換気加熱需要
Iqaluit, カナダ, 64ºN
Lanzhou, 中国, 36ºN
6
6
4
4
2
2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
1
6
6
4
4
2
2
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
バッファロー,米国, 43ºN
1

4
2

0
2
3
4
5
6
7
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10
11
12
0

6
1
3
ジャカルタ,インドネシア, 6ºS
モスクワ、ロシア, 55ºN
1
2
8
9
10
11
2
3
4
5
6
7
8
9
平均温度10℃以下の月は斜線で表示
垂直,赤道に面する表面、ただしJakarta
では水平面
各月の割合を示している
12
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SAH システムコストと節約
1 m2 のコレクター
設置コスト:
コレクター: $100 ~ $250/m2
 換気システム: $0 ~ $100/m2
 合計: $100 ~ $350/m2

収集エネルギー量:

1~3 GJ/年
既存の外壁の対気候性コストを減少できる
電気
$0.05/kWh
ディーゼル $0.30/L
ガス $0.17/m3 $0.45/m3
$0
$20
$0.70/L
$0.12/kWh
年間節約
2 GJ の出力に対して
$40
$60
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太陽熱暖房プロジェクトの考察
•
•
ほとんどの新規建築及び改築で経済性がある

外壁の対気候性向上

既存換気システムが容易に SAH に適応することを確認
ほとんどの暗黒色面は0.80~0.95の吸収率

建築からの関心は非常に重要
太陽熱暖房の構成要素
• 年間利用期間が長いと経
排気ファン
済性が高い
• 窓とドアの周囲に装備でき
•
•
るか
既存のファンとダクトが利
用できるか
追加のメンテナンスコスト
は低いか不要
空気分配ダクト
循環空気バイパスダクト
ひさし
面型ダンパ
夏季バイパスダンパ
ファン
孔開き太陽熱吸収面
写真提供: NRCan
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例: カナダ及び米国
換気空気暖房システム
•
低コストで空気品質を改善
•
規模の範囲は 数m2 ~ 10,000 m2
•
ダクトは南壁付近に配置すべき
•
コスト回収は代表的には 2 ~ 5 年
• 工業システムはコスト回収が早いこと
が多い
アパート
オンタリオ,カナダ
工業用ビルの茶色のコレクター
コネティカット,米国
移動可能な教室, オンタリオ、カナダ
写真提供: Conserval Engineering
写真提供: Conserval Engineering
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例: インドネシア
プロセス加熱システム
• 非常に簡単な制御の通常
一定流量システム
紅茶乾燥シェルター, West Java,インドネシア
• 1年中収穫される農作物の
乾燥に利用される
• 日照の良い季節と収穫が一
致すればベスト
写真提供: Conserval Engineering
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RETScreen®
太陽熱空気加熱プロジェクトモデル
• エネルギー生産,ライフサイクルコスト及び温室効果ガス削減
を世界各地について分析可能

換気空気

プロセス加熱

熱回収
上下の温度分布の縮小

• RETScreen® へのわずか12ポイント
のデータ入力対 8,760 時間シミュ
レーションモデル
• 現状では範囲外:

先端的 HRVシステム

Solarwall® 以外の技術

非平衡型換気システム
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RETScreen®
SAH エネルギー計算
利用可能太陽エ
ネルギーの計算
工業用システム:
3回繰返す
コレクタ効
率の計算
温度上昇と
太陽利用率
の計算
収集した太陽
熱による節約
熱エネルギー回
収による節約
温度分布縮小の
エネルギー節約
合計節約:
プロセス
空気加熱
合計節約:
商業ビル/住
宅の暖房
合計節約:
工業ビルの
空気暖房
テキストブック参照
クリーンエネルギープロジェクト分析:
RETScreen® エンジニアリングと実例
太陽熱空気ヒーティングプロジェクト分析の章
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RETScreen®
SAH プロジェクトモデルの確認例
SWiftTM と の 比 較
RETScreen
SWift
[kWh/m2/d]
[kWh/m2/d]
差
ト ロ ン ト ,オ ン タ リ オ ,カ ナ ダ
工業用 (温度上昇大)
工業用 (高効率)
商業ビ ル( 高効率)
1.23
1.64
1.39
1.21
1.79
1.28
2%
-8%
9%
1.64
2.20
1.93
-15%
-9%
5%
ウ イ ニ ペ グ , マ ニ ト バ,カ ナ ダ
工業用 (温度上昇大)
工業用 (高効率)
商業ビ ル( 高効率)
1.40
2.00
2.03
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結論
•
太陽熱空気加熱(SAH)は換気及びプロセス空気加熱が可能
•
換気空気加熱が要求される場合、世界中で太陽エネルギーが利用
可能
• SAH は外壁の対気候性向上に役立ち、既存の換気システムに接
続できる
• SAH システムについて、RETScreen® は以下を計算する:



収集エネルギー, 効率, 及び温度上昇
壁の熱損失回収
上下温度差による熱損失の削減
• RETScreen®は月毎の計算で年間分析をし、時間毎のシミュレーショ
ンモデルと十分匹敵する精度を達成できる
• RETScreen®は、重要な予備的フィージビリティスタディのコストを節
約する
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質問?
太陽熱空気加熱プロジェクト分析モジュール
RETScreen® Internationalクリーンエネルギープロジェクト分析コース
更に詳しい情報は RETScreen ウェブサイトをご参照下さい。
www.retscreen.net
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