JP2001304696A - 太陽熱利用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に梅雨期や夏期においても太陽熱の有効利
用を図っていくことができる太陽熱利用システムを提供
する。 【解決手段】 除湿装置１４の再生処理通路部１７にお
いて、除湿素子１８よりも上流側に、太陽熱によって昇
温させた空気が送り込まれ、この昇温空気が、除湿素子
１８を通過した後、ヒートポンプ式給湯装置１２の蒸発
器１３を通過する。除湿処理通路部１６には冷却用熱交
換器２５が備えられ、この冷却用熱交換器２５には、給
湯装置１２からの未昇温水が流通され、除湿処理通路部
１６の空気がこの未昇温水と熱交換して冷却され、冷却
用熱交換器２５を通過して昇温された昇温水は、給湯装
置１２に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱利用システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術及び課題】従来より、太陽熱を利用した各
種システムが提供されている。本発明は、かかる背景に
おいて、太陽熱のより一層の有効利用を図ることができ
るようにすることを課題とする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、ヒートポ
ンプ式給湯装置と除湿装置とが備えられ、除湿装置は、
除湿処理通路部と、再生処理通路部と、これら除湿処理
通路部と再生処理通路部とにわたすように設けられた除
湿素子とを備え、除湿装置の再生処理通路部において、
除湿素子よりも上流側に、太陽熱によって昇温させた空
気が送り込まれ、この昇温空気が、除湿素子を通過した
後、前記ヒートポンプ式給湯装置の蒸発器を通過するも
のとなされていることを特徴とする太陽熱利用システム
によって解決される。

【０００４】即ち、このシステムは、太陽熱で昇温させ
た空気を、除湿装置における除湿素子の再生と、ヒート
ポンプ式給湯装置の蒸発器の熱交換効率の向上とに有効
利用したものであり、特に、梅雨期や夏期において、太
陽熱を有効利用することができる。のみならず、除湿素
子を通過して湿度の高められた昇温空気がヒートポンプ
式給湯装置の蒸発器を通過するものとなされているか
ら、蒸発器の熱交換効率を高いものにすることができ
る。しかも、蒸発器を通過させる前の昇温空気を除湿素
子の再生に利用するものであるから、除湿素子を効率良
く再生することができる。

【０００５】また、上記の課題は、ヒートポンプ式給湯
装置と除湿装置とが備えられ、太陽熱によって昇温させ
た空気が、前記ヒートポンプ式給湯装置の蒸発器を通過
するようになされており、前記除湿装置は、除湿処理通
路部と、再生処理通路部と、これら除湿処理通路部と再
生処理通路部とにわたすように設けられた除湿素子とを
備え、再生処理通路部において、除湿素子よりも上流側
に、再生用熱交換器が備えられ、この再生用熱交換器に
は、前記ヒートポンプ式給湯装置によって昇温させた昇
温水が流通され、この昇温水と熱交換して昇温された空
気が除湿素子を通過し、除湿素子を再生するものとなさ
れていることを特徴とする太陽熱利用システムによって
解決される。

【０００６】このシステムも、上記のシステムと同様
に、太陽熱で昇温させた空気を、ヒートポンプ式給湯装
置の蒸発器の熱交換効率の向上と、除湿装置における除
湿素子の再生とに有効利用したものであり、特に、梅雨
期や夏期において、太陽熱を有効利用することができ
る。特に、除湿装置における除湿素子の再生を、間接的
ではあるが、太陽熱を利用して再生する構成としている
から、ボイラーで加熱した昇温水を再生用熱交換器に通
す場合に比べてエネルギーコストを低く抑えることがで
きる。

【０００７】上記の各システムにおいて、除湿処理通路
部に冷却用熱交換器が備えられ、この冷却用熱交換器に
は、前記ヒートポンプ式給湯装置に供給される又は供給
された未昇温水が流通され、除湿処理通路部の空気がこ
の未昇温水と熱交換して冷却されるものとなされている
場合は、除湿素子によって熱を付与されて除湿され温め
られた空気を冷却用熱交換器によってカラッとした涼し
い空気にして給気することができる。

【０００８】この場合に、冷却用熱交換器を流通して昇
温された昇温水が、給湯装置に送られるものとなされて
いるときは、給湯装置がコスト的に有利に運転される。

【０００９】太陽熱によって空気を昇温させる手段とし
ては、例えば、多数の通気孔が分散状態に明けられたプ
レートを集熱板とし、この集熱板の受光面側に所定の間
隔をおいて無孔の透光板が設けられ、集熱板と透光板と
の間の空間部に空気が導入され、この空気が、集熱板の
通気孔を通って集熱板の背面側空間部に送られるものと
なされている太陽熱集熱器が、好適に用いられる。特
に、この太陽熱集熱器を、集熱板の受光面を太陽の存在
する斜め上向き又は上向きにして設置して用いるとき
は、空気を太陽熱によって非常に効率良く昇温させるこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１１】第１実施形態の太陽熱利用システムを示す
図１及び図２において、１は太陽熱集熱器、１２はヒー
トポンプ式給湯装置、１３はその蒸発器、そして、１４
が梅雨期や夏期に用いられる除湿装置である。１５は冬
期に用いられる潜熱蓄熱壁である。

【００１２】本実施形態のシステムで使用する太陽熱集
熱器１は、図５に示すような構造をしており、２は集熱
板である。集熱板２は、太陽光を受ける受光面が黒色系
に塗装された例えばアルミニウム等の金属製のプレート
からなり、このプレートには、多数の通気孔３…が分散
状態に明けられている。この集熱板２の受光面側には、
例えばガラスや樹脂などからなる無孔の透光板４が、集
熱板２から所定の間隔をおいて備えられ、集熱板２と透
光板４との間に受光面側空間部５が形成されている。ま
た、集熱板２の背面側には、設置面６との関係で背面側
空間部７が形成されるようになされている。この背面側
空間部７は、設置面６とは無関係に、背板を備えさせる
ことで、この背板と集熱板２との間に形成するようにし
てもよい。

【００１３】そして、空気の入口８が受光面側空間部５
に開口して備えられると共に、空気の出口９が背面側空
間部７に開口して備えられ、空気の出口９側に設けられ
たファン１０により空気出口９における圧を空気入口８
における圧よりも低くすることで、空気が、空気入口８
から受光面側空間部５に導入され、集熱板２の通気孔３
を通じて背面側空間部７に送り込まれ、そして、空気出
口９に引き込まれていくようになされている。

【００１４】空気入口８と空気出口９とは、受光面側空
間部５の空気が集熱板２の各通気孔３…を均等的に通過
して背面側空間部７に送り込まれるよう、集熱板２の面
方向において、互いに距離をおくように設けられるのが
好ましい。特に、集熱器１を図示するように傾斜させ
て、あるいは、縦向きにして設置する場合は、各空間部
５，７内における空気の温度差移動を考慮し、空気入口
８を受光面側空間部５内下側に開口させ、空気出口９を
背面側空間部７内上側に開口させるとよい。

【００１５】この集熱器１では、集熱板２が太陽光１１
を受けて加熱されると、空気入口８から受光面側空間部
５に送り込まれた空気が集熱板２によって昇温され、そ
して、集熱板２の通気孔３…を通過する際にも昇温さ
れ、更に、背面側空間部７に送り込まれて集熱板２によ
って昇温され、そして空気出口９を通じて取り出され
る。

【００１６】この過程において、集熱器１の周囲に風が
吹いた場合でも、集熱板２の受光面側には透光板４が備
えられているから、集熱板２によって暖められた受光面
側の空気が風で吹き飛ばされることはない。従って、集
熱板２の受光面側で暖められた空気を逃がしてしまうこ
とがなく、太陽熱を効果的に集めることができる。

【００１７】また、この集熱器１では、集熱板２の受光
面が斜め上向きとなるように集熱器１を設置した場合、
あるいは、図示しないが集熱板２の受光面が上向きとな
るように集熱器１を設置した場合でも、集熱板２の受光
面側には透光板４が備えられているから、集熱板２によ
って暖められた空気が温度差によって上方に逃げてしま
うことがなく、従って、太陽熱を効果的に集めることが
できる。

【００１８】更に、集熱板２の受光面側には無孔の透光
板４が備えられていることにより、集熱板２の受光面が
斜め上向きあるいは上向きあるいは横向きとなるように
集熱器１を設置しても、雨水が通気孔３…を通じて集熱
板２の背面側に入り込んでしまうこともないし、また、
異物が集熱板２の通気孔３…を塞いでしまうこともな
い。

【００１９】本実施形態では、図１及び図２に示すよう
に、この太陽熱集熱器１が建物の屋根の傾斜面６に、受
光面を斜め上に向けて設置されている。

【００２０】一方、除湿装置１４は、図１に示すよう
に、除湿処理通路部１６と、再生処理通路部１７とを備
えており、これら除湿処理通路部１６と再生処理通路部
１７とにわたすように除湿素子１８が備えられている。
この除湿素子１８は、回転式除湿素子からなり、回転す
ることによって除湿処理通路部１６と再生処理通路部１
７とを交互に行き来するようになっている。

【００２１】除湿処理通路部１６にはファン１９が設け
られ、このファン１９の駆動により、吸込口２０から吸
い込まれた屋内空気が除湿素子１８を通過して除湿さ
れ、この除湿された空気が、吹出口２１から屋内に返流
されることで、屋内を除湿していくようになっている。

【００２２】除湿素子１８は、自ら回転することによっ
て再生処理通路部１７内で乾燥され、再生される。この
再生のため、除湿装置１４の再生処理通路部１７には、
ファン１０が設置され、除湿素子１８よりも上流側が太
陽熱集熱器１の空気出口９と接続されている。太陽熱集
熱器１で昇温された空気は、ファン１０の駆動により、
再生処理通路部１７に送り込まれ、除湿素子１８を通過
することで、除湿素子１８が乾燥、再生される。

【００２３】そして、除湿素子１８を通過した昇温空気
は、再生処理通路部１７を出た後、ヒートポンプ式給湯
装置１２の室外機である蒸発器１３を通過するようにな
されて、蒸発器１３内を流通する冷媒と熱交換する。２
２はそのための吹出口である。

【００２４】更に、除湿素子１８は、太陽熱集熱器１か
らの昇温空気によって昇温されるため、そのままでは、
除湿処理通路部１６においてこの除湿素子１８を通過し
た空気は昇温され、屋内の温度を上げてしまうことにな
るため、本実施形態では、除湿処理通路部１６におい
て、除湿素子１８よりも下流側に冷却用の熱交換器２５
が備えられている。この冷却用熱交換器２５は、配管２
６，２７を通じてヒートポンプ式給湯装置１２と接続さ
れ、ポンプ２８の駆動により、ヒートポンプ式給湯装置
１２に供給される又は供給された未昇温水がこの冷却用
熱交換器２５に流通され、除湿処理通路部１６において
除湿素子１８によって昇温された空気がこの未昇温水と
熱交換して冷却され、屋内に吹き出すようになされてい
る。また、冷却用熱交換器２５を通過して昇温された昇
温水は、給湯装置１２に送られるようになされている。

【００２５】一方、潜熱蓄熱壁１５は、図２に示すよう
に、除湿装置１４の再生処理通路部１７と蒸発器１３へ
の吹出口２２とをつなぐ空気通路の中間部に方向切替器
２９が介設され、この切替器２９に潜熱蓄熱壁１５が接
続され、切替器２９を潜熱蓄熱壁１５の側に切り替える
ことにより、太陽熱集熱器１で昇温された空気やその熱
が、この潜熱蓄熱壁１５を通じて屋内に送り込まれるよ
うになっている。

【００２６】また、屋内の吸込口２０と吹出口２１は全
熱交換換気ユニット３０に接続され、このユニット３０
内に備えられたファンにより、屋内が換気されるように
なされている。更に、太陽熱集熱器１への空気の供給
は、方向切替器３１の切替えによって、梅雨期や夏期は
屋外から、冬期は屋内から行うことができるようになっ
ている。

【００２７】上記の太陽熱利用システムでは、梅雨期や
夏期には、図１に示すように、除湿装置１４内の両ファ
ン１０，１９を駆動すると共に、除湿素子１８を回転駆
動し、更に、ヒートポンプ式給湯装置１２とポンプ２８
を駆動すると、屋内の湿った空気は吸込口２０を通じて
除湿装置１４で乾燥され、しかも、冷却用熱交換器２５
で冷却されて、カラッとした涼しい空気となって、吹出
口２１から屋内に吹き出し、屋内が、温度を上げること
なく除湿されていく。また、太陽熱集熱器１によって昇
温させた空気は、除湿装置１４における除湿素子１８を
乾燥させて再生するのみならず、更に、ヒートポンプ式
給湯装置１２の蒸発器１３を通過することで、蒸発器１
３における熱交換効率を高め、これにより給湯装置１２
は効率良く運転される。また、冷却用熱交換器２５で昇
温された水がヒートポンプ式給湯装置１２に送られ、給
湯装置１２がコスト的に有利に運転される。

【００２８】一方、冬期は、図２に示すように、切替器
２９を潜熱蓄熱壁１５の側に切り替え、除湿装置１４
は、再生処理通路部１７内のファン１０のみを駆動する
ことで、太陽熱集熱器１で昇温された空気が、潜熱蓄熱
壁１５に送り込まれ、屋内が暖房される。

【００２９】図３及び図４に示す第２実施形態の太陽熱
利用システムは、太陽熱集熱器１の空気出口９からの昇
温空気が、ファン１０によって、直接、即ち除湿装置１
４を経由することなく、ヒートポンプ式給湯装置１２の
蒸発器１３に吹き出し、蒸発器１３内を流通する冷媒と
熱交換を行うようになされている。

【００３０】そして、除湿装置１４の再生処理通路部１
７の上流側に、再生用熱交換器３２が設けられ、この熱
交換器を通過することによって昇温された空気によって
除湿素子１８を再生するようになされている。この再生
用熱交換器３２は、配管３３，３４を通じてヒートポン
プ式給湯装置１２と接続され、ポンプ３５の駆動によ
り、ヒートポンプ式給湯装置１２によって昇温させた昇
温水が流通し、この昇温水と熱交換して昇温された空気
が除湿素子１８を通過して除湿素子１８が再生されるよ
うになされている。即ち、本実施形態の太陽熱利用シス
テムは、上記の第１実施形態のシステムが、太陽熱集熱
器１で昇温された空気を直接的に使用して除湿素子１８
を再生するようにしているのに対し、太陽熱集熱器１で
昇温された空気をヒートポンプ式給湯装置１２を介して
間接的に利用して除湿素子１８を再生するようになされ
ている。その他は、概ね、第１実施形態と同様である。

【００３１】以上に、本発明の実施形態を示したが、本
発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱し
ない範囲で各種の変更が可能である。例えば、本発明で
は、除湿装置として、除湿処理用通路部と再生処理用通
路部と除湿素子とを備えた各種タイプの除湿装置が用い
られてよく、上記の実施形態のように除湿素子を回転さ
せるタイプのものに限られるものではない。また、太陽
熱集熱器として、各種タイプのものが用いられてよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上のとおりのものであるか
ら、特に梅雨期や夏期においても太陽熱の有効利用を図
っていくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の太陽熱利用システムの梅雨期、
夏期の作動状態を示す図である。

【図２】同システムの冬期の作動状態を示す図である。

【図３】第２実施形態の太陽熱利用システムの梅雨期、
夏期の作動状態を示す図である。

【図４】同システムの冬期の作動状態を示す図である。

【図５】図（イ）（ロ）はそれぞれ太陽熱集熱器の断面
図である。

【符号の説明】

１…太陽熱集熱器 １２…ヒートポンプ式給湯装置 １３…蒸発器 １４…除湿装置 １６…除湿処理通路部 １７…再生処理通路部 １８…除湿素子 ２５…冷却用熱交換器 ３２…再生用熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐伯 吉則 大阪府大阪市北区梅田３丁目３番５号 大 和ハウス工業株式会社内 (72)発明者 錦 秀彦 大阪府大阪市北区梅田３丁目３番５号 大 和ハウス工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートポンプ式給湯装置と除湿装置とが
   備えられ、 除湿装置は、除湿処理通路部と、再生処理通路部と、こ
   れら除湿処理通路部と再生処理通路部とにわたすように
   設けられた除湿素子とを備え、 除湿装置の再生処理通路部において、除湿素子よりも上
   流側に、太陽熱によって昇温させた空気が送り込まれ、
   この昇温空気が、除湿素子を通過した後、前記ヒートポ
   ンプ式給湯装置の蒸発器を通過するものとなされている
   ことを特徴とする太陽熱利用システム。
2. 【請求項２】 ヒートポンプ式給湯装置と除湿装置とが
   備えられ、 太陽熱によって昇温させた空気が、前記ヒートポンプ式
   給湯装置の蒸発器を通過するようになされており、 前記除湿装置は、除湿処理通路部と、再生処理通路部
   と、これら除湿処理通路部と再生処理通路部とにわたす
   ように設けられた除湿素子とを備え、 再生処理通路部において、除湿素子よりも上流側に、再
   生用熱交換器が備えられ、この再生用熱交換器には、前
   記ヒートポンプ式給湯装置によって昇温させた昇温水が
   流通され、この昇温水と熱交換して昇温された空気が除
   湿素子を通過し、除湿素子を再生するものとなされてい
   ることを特徴とする太陽熱利用システム。
3. 【請求項３】 前記除湿処理通路部に冷却用熱交換器が
   備えられ、この冷却用熱交換器には、前記ヒートポンプ
   式給湯装置に供給される又は供給された未昇温水が流通
   され、除湿処理通路部の空気がこの未昇温水と熱交換し
   て冷却されるものとなされている請求項１又は２に記載
   の太陽熱利用システム。
4. 【請求項４】 前記冷却用熱交換器を流通して昇温され
   た昇温水が、前記給湯装置に送られるものとなされてい
   る請求項３に記載の太陽熱利用システム。