IT技術でエコライフ

ゼロエネで年間快適温度のボックス住宅

[住宅,省エネ,研究]

 検討の背景

 ZEH(ネットゼロエネルギーハウス)など、断熱をしっかりすることによって、住宅のエネルギー消費をゼロにできることが実用化されてきている。2030年までに標準にしていく政策もあるが、なかなか実感しにくく、どうやってそれが実現するのかを示す簡単なモデルも理解されていない。

 縦横高さ30cm程度のミニチュアハウスで、太陽光パネルをつけて、そのエネルギーだけで家の中を年中快適な温湿度に保つことができるのかを実際に示していくことで、実感してもらう。

 検討の経緯

初出 2018/10/10

 概要

 熱のロスは表面積に比例するが、投入できるエネルギー(屋根の太陽光)も表面積なので、ミニチュアにしても実現は可能。ただし、窓や断熱材の厚さなどは実際に使われるレベルが必要となる。このため、二重のLow-eガラス(場合によっては三重)、15cm以上のグラスウールもしくはウレタン断熱など、ミニチュアハウスのサイズに対しては極端に厚い断熱材が必要となる。

 厚い断熱材は、それが実際に使われるものとして示すことで可能となる。

 ITを最大限活用し、外気温との温度差を利用した空気の入れ替え、室内の蓄熱、蓄電、蒸発熱による冷房装置などを用意する。また、温度や湿度については随時インターネットにレポートする。

 エネルギーバランス

2019/05/14追記

 30cmであれば太陽光の面積を十分とれずに、また断熱材が異常に厚くなるために現実的ではなさそう。

50cm立方の家

 50cm立方程度のミニチュアハウスで、屋根面に30wの太陽光パネルを設置可能。充電を含めて稼働率10%として、平均3Wの消費。照明・情報処理・通信などは平均1W未満で可能。

 熱損失は、壁面 0.5m×0.5mが5面なので1.25m2で、ウレタン100mmとして0.26W/m2Kを使用を想定。窓面が0.25m2で、Low-eガラスとして2W/m2Kを想定。ミニチュアからの熱損失は、0.825W/K。3Wであれば約3.6℃温度差を維持できる。

 日光のダイレクトゲインがあれば、1m2あたり500W(太陽定数の約3分の1)として、1面から125W。冬の暖房として使うのであれば、これが入ると効果が大きい。

 冬の氷点下のときにも20℃を維持できるようにするためには、太陽光で5倍サイズくらいが必要か?

1m立方の家

 このくらいであれば、暑さ150mm程度のウレタンで、氷点下のときにも20℃を維持することができる。ヒートポンプであればさらに効率的だが、小型のヒートポンプは難しい。

 太平洋側であれば、冬場も太陽の光があるので暖かさを維持することができそうだが、日本海側では冬期間の暖房が難しそう。

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最終更新時間:2019年06月11日 09時10分56秒