住宅の冷却

Technology for cooling the inside of a building lower than the outside air temperature: This technology makes room temperature lower than the outside air temperature through radiative cooling, directly from inside the room. No energy is consumed on the Earth, as it is done using radiative cooling. Our method employs no special equipment or materials, and no running cost is involved. Infrared transmission glass is used for high-side windows through which the sky can be seen.
Japanese Patent No. 6209806

Can sell patents of PCT treaty member countries

地球上のエネルギーを使わずに室内から直接宇宙空間へ赤外線を放射し室温を下げることが本発明の目的です。

本発明は、建築物に関するものです。
本発明は、恒星と恒星からの光を受ける惑星と熱吸収量が無限の宇宙空間の3つの間のエネルギーの移動に関するものです。
惑星上に置かれた密閉空間(建築物)にエネルギーを入射させずに放射のみを行う構造が本発明です。

1993年から現在までの放射冷却の研究。
特許第6209806、特許第4382870、特許第4571706、特願2010-104995、特願2000-297710、特願平06-091229

住宅内を外気温より2、3℃冷却します。
電力、水、ファンなどエネルギーは一切使用せず構造のみで冷却する仕組みです。

簡単な実験をしてみました。
発泡スチロールが住宅のミニチュアのつもりです。
外気温と箱の中の温度を測定してみました。
10:30~19:20(日没)までの測定データです。
途中、室内温度が外気温を超えている部分がありますが、ここは実験のミスです。
すぐに修正して実験を継続すると室内温度の方が下がります。
これをみると1~3℃程度外気温より冷える事が分かります。

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○ 設計条件

・青空の温度を放射温度計で測定すると約-17℃です。
徐々に角度を寝かせていくと測定温度が上がり真下を向けると地面の温度になります。
真上が一番冷たく真下が一番熱いのです。
・太陽や周囲の物体から受ける熱の放射を遮断し室内からの放射冷却だけを利用する。
・床面から真上を見上げると青空の面積が大きいほど放熱効果が高い。
壁面を鏡にして青空を映している。
・床板やテーブルの天板などは硬くて熱を蓄える量が大きい物を使うと放熱量が増す。
板が冷えるということ。
・北側でも垂直な窓は屋外からの遠赤外線を取り込んで室内を加熱するため北側でも熱線反射ガラスを使用する。南側は必ず熱線反射ガラスを使用する。
遠赤外線吸収ガラスは温度が上がるため反射ガラスを使用する。
・天窓のフロートガラスは水平なほど放熱効果が高いが雪や落下物に対して弱くなるのである程度角度をつけざるを得ない。汚れを洗い流す目的もかねて角度をつける。

1.天窓はフロートガラスのペアガラスとする。
・ガラスは水平に設置すると放熱効果が高い。
・天窓は大きいほど放熱効果が高い。

2.天窓から直射日光を入れない。(24時間)
・夏至は6月なのでまだ高温になっていないため7月以降直射日光が入らない構造でもよい。
(建築場所などを考慮し臨機応変に対応する)
・高温期間は24時間天窓から直射日光を入れない。

3.壁面に垂直窓をつくらない。
・作る場合は熱線反射ガラスを使用し外部から熱線が入らないようにする。(北側も)
・デザイン上許す限り反射率の高いガラスを使用する。

4.床から上を見上げたとき全面空に見える構造が最高の効率になる。
・室内壁面に夏だけ引き下ろすアルミロールカーテンが必要かも知れない。(鏡とする)

5.天窓の外側にシャッターなどを取り付け直射日光が入る日を調整する機能を持たせる方法がある。
・冬期間の放熱防止にも役立つため全閉できると良い。(下から伸びる構造)

6.床面、壁面の素材について

熱をたくさん蓄える硬い材質が良い。
床にカーペットなどを敷くとカーペット表面の少ない熱しか放熱しない。

7.垂直窓で放射する方法

放射効率は落ちるが斜め上へ遠赤外線を放射することが可能。
周囲の熱を取り入れる低い窓ガラスは熱線反射ガラスにして外からの入射を防ぐ。または壁にする。
必ずしも床面の真上に遠赤外線を放射する必要はない。

8.どこまで冷えるのか

試しに住宅の構造とは違いますがどこまで冷えるか実験してみました。
このような装置でも外気温より約11℃冷えました。
近い将来、電力が不要なエアコン室外機ができる可能性があります。

こんな感じで外気温より11℃冷えました。精密に作れば20℃くらいは冷えると思います。

曇りの日は放射冷却が使えないので足りない分はコンプレッサーで冷やすようにすると常時安定した冷房ができ青空の日は放射冷却を利用できエネルギーの使用量を減らすことができます。参考までにコンプレッサーと放射冷却器を組み合わせたハイブリッドエアコンの図を描いてみました。


特許第6209806号

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北国新聞 2017年8月8日


北陸中日新聞 2017年8月31日


建設工業新聞 2017年8月31日