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. © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006. 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 © カナダ天然資源省 2001 – 2006.