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

摘要

一般に、太陽熱を暖房に利用するシステムを搭載した住宅では、負荷発生時間と日射熱取得時間にずれが生じるので、居室温度を安定させるために蓄熱を行う必要がある。また、地域や運転方法等により適正な蓄熱容量が異なるため、設計段階に蓄熱部の検討を行うことが重要である。本研究で対象とする、屋根空気集熱式ソーラーシステム(図1)では、蓄熱部として基礎コンクリートと付加蓄熱体である水入りペットボトル(以下、水PET)を利用するが、床下の空気の流出入口の位置や、水PET の配置方法により気流性状は変化するため、適切な蓄熱部を計画するためには、住宅ごとに気流解析を行い、蓄熱部表面の対流熱伝達率を算出し、その結果に基づいて熱負荷計算を行う必要がある。しかし、一般の設計者にとってこのような検討を行うのは困難であると考えられる。そこで、本研究では設計者や施主に向けたシミュレーションツールで、簡易的に蓄熱部の検討を行うシミュレーションフロー(図2)を提示することを目的とする。本報では、CFD 解析を用いて水PET 表面の対流熱伝達率を計算するために必要となる床下風速の簡易推定式を提案する。