年間蓄熱サイクルを考慮したエネルギー自律型住宅の実験とその評価に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08405039
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 落藤 澄 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50001152)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 持田 徹 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40002050) ; 横山 真太郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90002279) ; 濱田 靖弘 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40280846) ; 長野 克則 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80208032)
• Keywords: エネルギー自立住宅 / 太陽光発電 / 土壌熱利用 / 未利用エネルギー / 地中温度 / 土壌熱源ヒートポンプ

Research Abstract

1.自立型住宅の実験を平成8年度に引き続き行い、太陽光発電の変換効率が季節によって異なることを明らかにした。しかし、発電の変換効率は、9%であった。また、発電と集熱を同時に行うことのできるハイブリッドコレクターを試作し、実験を行った。発電変換率は単体の性能と変わらなく、集熱が行われるので、総合効率は最大で60%に達する結果が得られた。その実験結果を踏まえて、太陽光発電と太陽熱コレクターを組み合わせたシステムとハイブリッドシステムのエンタルピーおよびエクセルギー効率をシミュレーションによって比較し、エネルギー自立のグレードと自然エネルギー依存率を評価し、ハイブリッド方式が優れていることを明らかにした。
2.土壌蓄熱と土壌熱源ヒートポンプに関する実験と解析を継続した。暖房の成績係数は約3.5であり、比較的高い性能が得られた。冷房は、地盤内の垂直管を通る水を循環させるだけの自然冷房で十分な室内環境が得られることがわかった。
また、自然の地中温度の測定と降雪時の温度解析を行った。さらに、土壌蓄熱と土壌熱源ヒートポンプに関するシミュレーションを行い、その基本的性能を整理し、住宅における設計方法を提案した。また、自然の地中温度の測定を継続し、雪のある地中温度の解析プログラムによるシミュレーションを行った。
3.一方、都市レベルのコミュニティにおけるエネルギーの有効利用に関する研究に着手した。ごみ焼却、下水処理場からの未使用エネルギーを用いた広域熱供給の省エネルギー性の検討を行い、10〜35%の1次エネルギー削減率が得られた。

Research Products

• [Publications] 濱田 靖弘: "太陽エネルギー利用ハイブリッドコレクターの実験と解析" 空気調和・衛生工学会北海道支部学術講演論文集. 平成9年度. (1998)
• [Publications] 濱田 靖弘: "垂直埋設管による蓄・採熱の基礎的特性の解析と地中温度の測定" 空気調和・衛生工学会北海道支部学術講演論文集. 平成9年度. (1998)
• [Publications] 長野 克則: "ロ-エネルギー・ハウスにおける太陽エネルギー利用システムの計画と昼光データの解析" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 平成8年度. 297-300 (1997)
• [Publications] 濱田 靖弘: "積雪地における地加熱利用のための地中温度の予測に関する研究" 空気調和・衛生工学会論文集. No.68. 91-100 (1998)
• [Publications] 落藤 澄: "北海道における未利用エネルギー活用による地域熱供給の導入可能性" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 平成8年度. 1237-1240 (1997)
• [Publications] 落藤 澄: "排熱利用による地域熱供給の構成と評価" 空気調和・衛生工学会北海道支部学術講演論文集. 平成8年度. 107-110 (1997)