JP2015524907A - 太陽エネルギーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】入射する太陽放射によるエネルギーを提供する集熱器を備える太陽エネルギーシステムを提供する。【解決手段】太陽エネルギーシステムは、集熱器によって提供されるエネルギーの少なくとも一部を用いて動作する第１の熱交換システム、および、太陽エネルギー源以外のエネルギー源からのエネルギーを用いて動作する第２の熱交換システムを備える。太陽エネルギーシステムは、第１の熱交換システムと領域との間、および、前記第２の熱交換システムと領域との間で熱エネルギーをやりとりし、第１および第２の熱交換システムの熱エネルギー伝達に対する相対的な寄与を制御する。

Description

本発明は、集熱器およびエジェクタを有する太陽エネルギーシステムに関する。

空調装置、冷蔵ユニット等の従来の冷却装置は、相当量の電気エネルギーを必要とする。多くの場合、電気エネルギーは発電所で化石燃料を燃焼させて得るため、好ましくない汚染物質や温室効果ガスが発生してしまう。

光起電性ソーラーパネルを用いて太陽光を電気エネルギーに変え、それを冷却装置のコンプレッサに用いることができる。これによって化石燃料の使用を減らすことができるが、効率は下がるので、コストが高くなってしまう。それに代わるものとして、太陽熱エネルギーによって動作し、従来の電気部品の代わりにエジェクタを備えた冷却装置がある。しかしながら、太陽エネルギーは常に一定のレベルで得られものではなく、たとえ太陽エネルギーの利用度が低いとしても、加熱および／または冷却要件に応じることができる太陽エネルギーシステムを提供することは困難であることが証明されている。

本発明の一態様にしたがう太陽エネルギーシステムは、入射する太陽放射によるエネルギーを供給するための集熱器と、集熱器によって供給されたエネルギーの少なくとも一部を用いて動作するエジェクタを有する第１の熱交換システムと、太陽エネルギー源以外のエネルギー源からのエネルギーを用いて動作する第２の熱交換システムと、を備え、第１の熱交換システムと領域との間、および、第２の熱交換システムと領域との間で直接または間接的に熱エネルギーを伝達し、熱エネルギーの伝達に対する第１の熱交換システムおよび第２の熱交換システムの相対的寄与を制御する。

太陽エネルギーシステムは、第１の熱交換システムの熱エネルギーの伝達に対する寄与が、太陽エネルギーシステムの動作条件にとって不十分な場合、第２の熱交換システムによって第１の熱交換システムの動作を補完するよう構成される。

熱エネルギーは、第１の熱交換システムから第２の熱交換システム、あるいは、第２の熱交換システムから第１の熱交換システムへと伝達されることにより、領域が加熱または冷却される。

第１の熱交換システムは、領域を加熱する第１のモードと、領域を冷却する第２のモードとの間で選択可能な動作モードを有する。

一実施形態では、第１の熱交換システムは、エジェクタ回路を有し、第１のモードで動作する間は、エジェクタ回路の少なくとも一部を迂回し、第２のモードで動作する間は、エジェクタ回路の一部を迂回しない。

第２の熱交換システムは、電気エネルギーを用いて動作し、電動コンプレッサを有する。

第２の熱交換システムは、領域を加熱する第１のモードと、領域を冷却する第２のモードとを選択する。

一実施形態では、第２の熱交換システムは、リバースサイクル熱交換システムであり、リバースサイクルスプリットシステムであってよい。

太陽エネルギーシステムは、水を加熱する温水システムを備え、集熱器により得られたエネルギーからの熱を温水システムに伝達する。

一実施形態では、太陽エネルギーシステムは、入射する太陽放射による熱エネルギーの一部を第１の熱交換システムに提供し、入射する太陽放射による残りの熱エネルギーの少なくとも一部を温水システムに提供する。

太陽エネルギーシステムは、第１の熱交換システムおよび／または第２の熱交換システムによって提供されるエネルギーを蓄えるエネルギー貯蔵部をさらに備え、太陽エネルギーシステムは、領域を冷却または加熱するために、エネルギー貯蔵部に蓄えられたエネルギーの少なくとも一部を用いる。

エネルギー貯蔵部は、熱エネルギーを適切な固体または流体に伝達することによって熱エネルギーを貯蔵する。

一実施形態では、太陽エネルギーシステムは、加熱または冷却のために第１の熱交換システムを用い、第１の熱交換システムの加熱または冷却への寄与が予め選択されたあるいは予め決定された冷却または加熱条件を満たすのに不十分な場合のみ、第２の熱交換システムを用いて第１の熱交換システムを補完する。

太陽エネルギーシステムは、第２の熱交換システムを用いて第１の熱交換システムの加熱または冷却への寄与を補完する前に、動作条件に基づき、第１の熱交換システムの加熱または冷却への寄与が実質的に最大限になるよう制御される。

太陽エネルギーシステムは、第２の熱交換システムの加熱または冷却への寄与は、予め選択されるかまたは予め決められた加熱または冷却条件を満たす加熱または冷却を実現することに実質的に限定される。

第１の熱交換システムは、加熱または冷却のために、エネルギー貯蔵部からの熱エネルギーを用いる。

太陽エネルギーシステムは、予め決められたもしくは予め選択された加熱または冷却条件、および／または、太陽光条件などの外部パラメータに依存しうる第１の熱交換システムの加熱または冷却への寄与に基づき、第２の熱交換システムの寄与を制御する。

一実施形態では、制御システムは、ソフトウェアによって制御され、例えば、ユーザによってプログラムされることができる。

制御システムは、太陽エネルギーシステムの動作のモードをプログラムする。

一実施例では、制御システムは、太陽エネルギーシステムの動作モードまたは動作条件を選択するセレクタと、集熱器によって提供可能な熱エネルギーの量を示す情報を提供するセンサ装置と、選択された動作または条件モードと、センサ装置によって提供される情報とに基づき、第１の熱交換システムの動作を補完するよう第２の熱交換システムの動作を制御するプロセッサと、を備える。

センサ装置は、情報を予め決められた間隔で、あるいは、実質的に継続して提供し、プロセッサは、第２の熱交換システムの動作を予め決められた間隔で、あるいは、実質的にリアルタイムで制御する。

エネルギー貯蔵部によって提供可能な熱エネルギーの量を示す情報を提供するセンサ装置をさらに備える。

プロセッサは、第１の熱交換システムを動作させるために、エネルギー貯蔵部からの熱エネルギーを用いるよう制御される。

第１の熱交換システムおよび第２の熱交換システムのそれぞれは、温水回路との熱交換により領域から／へ間接的に熱を伝達する。第１の熱交換システムおよび第２の熱交換システムは、温水回路と熱交換する熱交換器をそれぞれ有し、熱交換器は、温水システムに熱エネルギーを伝達するときはコンデンサとして機能し、温水システムからの熱エネルギーを伝達するときは、蒸発器として機能する。

本発明の第２の態様によれば、太陽エネルギーシステムを用いて領域を加熱または冷却する方法が提供される。方法は、太陽エネルギー源からエネルギーを得るステップと、得たエネルギーを、得たエネルギーの少なくとも一部を用いて動作するエジェクタを有する第１の熱交換システムに提供するステップと、第１の熱交換システムと領域との間で直接または間接的に熱エネルギーを伝達するステップと、第１の熱交換システムで用いるために得られたエネルギーは、領域を冷却または加熱する要件を満たすのに十分か否かを決定するステップと、第１の熱交換システムに用いられるために得られたエネルギーが領域を冷却または加熱する要件を満たすのに十分でないと決定された場合、提供されたエネルギーを用いて熱交換システムとして機能する第２の熱交換システムに太陽エネルギー源以外のエネルギー源からのエネルギーを提供するステップと、第２の熱交換システムと領域との間で熱エネルギーをやり取りするステップと、を含む。

本発明をより明確に理解すべく、添付の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態が説明される。

本発明の一実施形態にしたがう、暖房モードで動作する太陽エネルギーシステムを示す概略図である。 図１に示す暖房モードの太陽エネルギーシステムを制御するための制御スキームを示すフローチャートである。 冷房モードで動作する、図１の太陽エネルギーシステムを示す概略図である。 図３に示す冷房モードの太陽エネルギーシステムを制御するための制御スキームを示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態にしたがう、領域を加熱または冷却するために用いられる太陽エネルギーシステム１００の例を示す。暖房モードで動作するシステム１００の詳細を図１および２に示し、冷房モードで動作するシステム１００の詳細を図３および４に示す。

一般的に、システム１００は、暖房モードまたは冷房モードのどちらで動作しているかにかかわらず、集熱器１０４から得られた熱エネルギーによってシステム１００の第１の熱交換システム１０２が駆動され、第１の熱交換システム１０２は、領域を加熱または冷却するために熱交換する。

加熱または冷却の要件を満たすよう第１の熱交換システム１０２を駆動するのに十分な熱エネルギーを集熱器１０４が提供できない場合、商用電源などの従来のエネルギー源によって電力を供給される第２の熱交換システム１０６を用いて第１の熱交換システム１０２を補完する。第２の熱交換システム１０６は、必要に応じて、領域を冷却または加熱するよう熱交換することにより、第１の熱交換システム１０２の動作を補完する。

本実施形態では、システム１００は、第１の熱交換システム１０２が最大限領域を冷却または加熱し、必要であれば、第１の熱交換システム１０２を補完するために第２の熱交換システム１０６を用いる。

システム１００は、利用可能な太陽エネルギーの温度または量によって、領域を冷却または加熱することに対する第２の熱交換システムの寄与度を変化させる制御システム（図示せず）を備えてよい。制御システムは、ソフトウェアで制御されており、例えば、太陽の条件が変化するか、あるいは、（オペレータによって選択されるなどして）加熱または冷却の要件が変化した場合、また、第１の熱交換器１０２が要求される冷却または加熱を提供できない場合に、領域を冷却または加熱することに対する第２の熱交換器の寄与度を増大するようプログラムされてよい。追加的に、または、代替案として、制御システムは、太陽エネルギーシステムのエネルギー貯蔵部（例えば、第１の熱交換システムの集熱器が過剰な熱エネルギーを提供した場合に熱エネルギーが貯蔵されるエネルギー貯蔵部）に貯蔵される熱エネルギーを用いることができ、この熱エネルギー貯蔵部からのエネルギーが不十分かまたは限界値を下回るときのみ、第２の熱交換システムを起動して第１の熱交換システムの動作を補完してよい。

図１に示される特定の例では、第１の熱交換システム１０２は、エジェクタ１０８を有する。集熱器１０４から熱エネルギーを供給されるか、または、第２の熱交換システム１０６から熱が回収された場合、エジェクタ１０８は、コンプレッサとして機能する。エジェクタ１０８は、太陽エネルギーから得られる熱エネルギーを主に利用する。これは、第２の熱交換システム１０６で用いられる電動コンプレッサ１１０のような、商用電源などの従来のエネルギー源によって駆動される従来のコンプレッサとは異なる。

システム１００は、第１の熱交換システム１０２によって最大限領域を冷却または加熱することにより、領域の冷却または加熱に用いられるエネルギーの再生可能量を最大化するという利益をもたらすことができる。要求される冷却または加熱には太陽エネルギーの量が不十分である場合、従来通りに電力を供給される第２の熱交換システム１０６は、以下の二通りに用いられる。１つには、付加的に領域を冷却または加熱する。２つには、熱交換器１４４および１３２を介して第１の熱交換システム１０２に熱を提供することによって太陽熱を補う。第２の熱交換システム１０６は、必要に応じて、全体として要求される冷却または加熱量にすることができる。

以下、図１および２を参照しながら暖房モードのシステム１００の動作をより詳しく説明する。

領域を冷却または加熱するために用いられる第１の熱交換システム１０２および第２の熱交換システム１０６に加え、システム１００は、第１の熱交換システム１０２および第２の熱交換システム１０６と熱交換する温水回路１１２を有してよい。また、システム１００は、ソーラー回路１１４、および、太陽熱温水システム１１６を有してよい。ソーラー回路１１４は、集熱器１０４から得た熱エネルギーを第１の熱交換システム１０２および太陽熱温水システム１１６に供給する。

システム１００は、適切な流体によって熱エネルギーを伝達するよう構成されてよい。例えば、第１の熱交換システム１０２および第２の熱交換システム１０６は、熱伝達のために冷媒を利用し、温水回路１１２、ソーラー回路１１４、および、太陽熱温水システム１１６は、熱伝達のために水（太陽熱温水システム１１６の場合は温水）を利用してよい。

暖房モードでは、ソーラー回路１１４は、集熱器１０４からの熱エネルギーを、蒸気発生器（熱交換器）１１８を介して第１の熱交換システム１０２に伝達する。さらに、集熱器１０４からの熱エネルギーは、蒸気発生器１１８を介して太陽熱温水システム１１６へと提供される。一般的に、集熱器１０４は、エジェクタ１０８が作動中か否かにかかわらず、太陽熱温水システム１１６に熱エネルギーを提供できる十分な大きさを有する。

従来の太陽熱温水タイプのシステムで用いられる集熱器１０４は、エジェクタ１０８を動作させるのに十分なエネルギーが得られるような大きさ（この例では４倍）であることが理解できよう。このように、集熱器１０４は、温水負荷の割合を比較的高くすることができる。一般的に、集熱器１０４は、第１の熱交換システム１０２との熱交換のためにおよそ１００度の温水を供給する。蒸気発生器１１８を介して第１の熱交換システム１０２へと熱が伝達された後は、水の温度は、通常、およそ７０度になる。およそ７０度という温度は、蒸気発生器１１８を介した太陽熱温水システム１１６との熱交換に適している。

ソーラー回路１１４の水は、図１でポンプＰ１としても記されている集熱器循環ポンプ１１５によってソーラー回路１１４をめぐるよう送り込まれる。

図１に示すように、弁１２０ａ、１２０ｂ、および、１２０ｃからなるバイパス弁機構Ｖ１は、ソーラー回路１１４によって供給される熱エネルギーがエジェクタ回路１２４のエジェクタ１０８およびコンデンサ１２２を迂回するように構成されている（すなわち、バイパス弁機構Ｖ１が機能する）。システム１００が暖房モードで動作している際には、熱エネルギーは、液冷式液体熱交換器として機能する熱交換器１２６内を流れる。その結果、第１の熱交換システム１０２からの熱が温水回路１１２へと伝達される。

温水回路１１２に少なくともいくらかの熱エネルギーが供給されると、冷却された冷媒は、エジェクタ回路１２４の開いた膨張弁１２８と、弁１２０ｃとを介して流れ、図１にポンプＰ３としても示されているエジェクタ圧力ポンプ１３０によって圧送される。

その後、冷媒は、特定の状況下にある温水供給システム１１６からの熱を利用して冷媒を加熱する予熱器１３２内を流れる。特定の状況とは、例えば、第２の熱交換システム１０６によって生成された熱が過熱低減器を介して温水供給システム１１６に回収される場合などを含む。その後、冷媒は、蒸気発生器１１８へと戻されてソーラー回路１１４によってさらに加熱され、第１の熱交換システム１０２を通じて熱を伝達する冷媒サイクルが再び開始される。

上記のごとく、第１の熱交換システム１０２は、この場合、第１の熱交換システム１０２から温水回路１１２へと熱を伝達する従来の液冷式液体熱交換器として機能している熱交換器１２６を介して熱を温水回路１１２に伝達する。伝達された熱は温水回路１１２内の水を加熱し、その後、図１に弁Ｖ２としても示されている、熱を領域に提供するために加熱された水を熱交換器１３６に導く温水回路熱交換器バイパス弁１３４内を流れる（すなわち、バイパス弁１３４は機能しない）。この例では、熱交換器１３６は、熱を領域に提供するために用いられる室内熱交換器であってよい。

領域を加熱するための少なくともいくらかの熱を熱交換器１３６に供給した後の水は、冷却／加熱用貯蔵部１３８内を流れ、その後、直接熱交換器１２６へと流れるか、あるいは、バイパス弁１３５が機能すれば、追加の熱が貯蔵可能な貯蔵部１３８へと流れる。いずれの場合も、水は、図１でポンプＰ５としても示されている温水回路ポンプ１４０へと流れることができ、熱交換器１２６を介して圧送される。ここで熱が第１の熱交換システム１０２から温水回路１１２へと伝達され、温水回路１１２を通じて熱を伝達するサイクルが再び開始される。

領域を加熱するために熱交換器１３６によって用いられる熱を温水回路１１２に十分供給していない場合、システム１００は、第２の熱交換システム１０６に電力を供給する。この例では、第２の熱交換システム１０６は、暖房モードまたは冷房モードで動作できるリバースサイクルスプリットシステムであり、第２の熱交換システム１０６と温水回路１１２との間で熱をやりとりする熱交換器１４２を有する。この例では、第２の熱交換システム１０６は暖房モードで動作しており、熱交換器１４２は、コンデンサとして機能することにより、第２の熱交換システム１０６から温水回路１１２へと熱を伝達する。

第２の熱交換システム１０６のコンプレッサ１１０は、集熱器１０４以外の電源から電力を供給される。この特定の例では、コンプレッサ１１０は、商用電源から電力を供給される電動コンプレッサであってよい。コンプレッサ１１０は、冷媒を圧縮し、この段階では蒸気とする。圧縮された冷媒は、過熱低減器１４４を流れる間に、過剰な熱が冷媒から温水供給システム１１６へと伝達され、その後、逆転弁１４６を介して熱交換器１４２へと伝達される。

冷媒からの過剰な熱を温水供給システム１１６へと伝達するために過熱低減器１４４を用いてもよいが、暖房モードでは、コンプレッサからの熱を、過熱低減器１４４を介して熱交換器１４２へと導くのが好ましいことが理解されよう。通常、システム１００が後に図３および４で説明する冷房モードで動作しているとき、過剰な熱は、過熱低減器１４４を介して温水供給システム１１６へと伝達される。

冷媒は、熱交換器１４２において液体に凝縮し、熱交換器１４２からの熱が、温水回路１１２を流れている熱交換器１３６に用いられる水に伝達されることにより、領域に対して熱が提供される。

少なくともいくらかの熱を温水回路１１２に伝達した後の冷媒は、冷媒の圧力を下げる膨張弁１４８内を流れる。その後、冷媒は、この暖房モードでは熱を冷媒に伝達する蒸発器として機能する熱交換器１５０内を流れることにより、領域外からの熱によって加熱され、気化する。その後、冷媒は、コンプレッサ１１０に戻って圧縮され、温水回路１１２へと熱を伝達するサイクルが再び開始される。

システム１００は、必要に応じて（例えば、加熱の要件が第１の熱交換システム１０２によって満たされない場合など）、温水回路１１２で用いられる冷却／加熱用貯蔵部１３８からの熱を熱交換器１３６に伝達してよい。

また、システム１００は、太陽熱温水システム１１６を介し、太陽熱温水を提供してもよい。太陽熱温水システム１１６には冷水が供給される（１５２）。この水は、ソーラー回路１１４からの熱を伝達して水を予熱する予熱器１５４内を流れる。その後、水は、少なくともいくらかの熱を温水貯蔵部１５６に供給する。温水貯蔵部１５６は、この例では温水を蓄える水タンクであってよい。そして、水は、過熱低減器１４４を介して、図１ではポンプＰ２としても示されている温水循環ポンプ１５８によって圧送され、ここで、可能な場合は、第２の熱交換システム１０６からの過剰な熱が水へと伝達される。その後、水が予熱器１３２内を流れる間に、水の熱が第１の熱交換システム１０２の冷媒に伝達されて冷媒が予熱される。その後、水が蒸気発生器１１８を通過する間に、熱は、ソーラー回路１１４から水へと伝達される。そして、加熱された水は、温水貯蔵部１５６へと流れて温水を供給する（１６０）ために蓄えられる。

システム１００は、例えば、制御モジュール（図示せず）を介して、第１の熱交換システム１０２、第２の熱交換システム１０６、および、冷却／加熱用貯蔵部１３８から伝達される領域加熱用の熱の量を制御してよい。以下に、図２に示されている制御スキームについて詳細に説明する。

図２は、暖房モードのシステム１００を制御する制御スキーム２００を示す。最初のステップ２０２において、例えば、ユーザが「オン」スイッチまたはそのようなものを押し、システム１００が「暖房モード」で動作することを選択することによって、システム１００は始動する。

ステップ２０４において、システム１００は、領域を加熱するという要求があったかどうかを決定する。例えば、ユーザがシステム１００に付随する制御パネルまたはリモコンを操作することにより加熱を要求することができる。

加熱要求がなかったことを決定すると、システム１００は、冷却／加熱用貯蔵部１３８が熱を要求しているかどうかを決定する（ステップ２０６）。冷却／加熱用貯蔵部１３８が熱を要求しているかどうかの決定は、冷却／加熱用貯蔵部１３８に関連するサーモスタットまたは温度プロフィールセンサ（図示せず）からの情報を確認することを含んでよい。

例えば、冷却／加熱用貯蔵部１３８における蓄熱材として用いられる材料は、水の加熱を感知することによって熱を蓄えることができる。冷却／加熱用貯蔵部１３８で用いられる材料の温度が４０度であることが温水加熱にとって適切な場合には、冷却／加熱用貯蔵部１３８の温度が４０度を下回っていることをサーモスタットまたは温度プロフィールセンサからの情報が示すと、システム１００は、冷却／加熱用貯蔵部１３８が熱を要求していると決定する（２０６）。同様に、冷却／加熱用貯蔵部１３８で用いられる材料の温度が７０度であることがラジエータまたはファンコイルユニットに十分な熱エネルギーを供給するのに適切な場合には、冷却／加熱用貯蔵部１３８の温度が７０度を下回っていることをサーモスタットまたは温度プロフィールセンサからの情報が示すと、システム１００は、冷却／加熱用貯蔵部１３８が熱を要求していると決定する。

冷却／加熱用貯蔵部１３８における蓄熱材として用いられる材料は、一定温度で蓄熱および放熱する相変化材料であってよいので、冷却／加熱用貯蔵部１３８の熱含量を決定する代替的方法も用いられうることが理解されよう。

ステップ２０６において、冷却／加熱用貯蔵部１３８が熱を要求していないことを決定した場合、ステップ２０８において、システム１００は、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）、および、バイパス弁１３５（Ｖ３）の機能を停止させる。ステップ２０８において、システム１００は、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）、および、バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）を機能させる。

ステップ２１０において、システム１００は、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）のモードをΔＴモードに切り替える。ΔＴモードとは、集熱器１０４の出力の温度が、温水貯蔵部１５６のタンクの底の水温を例えば７度など第１の所定温度だけ上回った場合に、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）をオンに切り替え、集熱器１０４の出力の温度と、温水貯蔵部１５６のタンクの底の水温との差が例えば２度など第２の所定温度まで小さくなった場合に、集熱器循環ポンプ１１５をオフに切り替えるモードである。このように、熱をソーラー回路１１４から温水供給システム１１６に伝達することにより、温水供給システム１１６の太陽熱での加熱を最大限にできる。

したがって、ステップ２０８および２１０では、第１の熱交換システム１０２および第２の熱交換システム１０６を事実上機能させず、熱交換器１３６を迂回し、その結果、ソーラー回路１１４から温水供給システム１１６へと熱が伝達される。

ステップ２０８および２１０を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（２１２）、ステップ２０４に戻り、加熱要求があったかどうかを決定する。

ステップ２０６において、冷却／加熱用貯蔵部１３８が熱を要求していると決定した場合、システム１００は、ステップ２１４において、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）、バイパス弁１３４（Ｖ２）、および、バイパス弁１３５（Ｖ３）を機能させる。ステップ２１４において、システム１００は、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）を機能停止にする。ステップ２１６において、システム１００は、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）を一定の集熱器温度モードにする。一定の集熱器温度モードとは、熱交換器１３６を介した領域への熱伝達を最大化すべく、温水回路１１２における集熱器１０４の出力温度が一定になるよう集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）が調整されるモードである。加熱のためには、この温度は、４０度以上でありうる。温水供給システム１１６は、動作してもしなくてもよいので、温水循環ポンプ１５８（ポンプ２）が動作してもしなくてもよいことが理解できよう。

ステップ２１４および２１６では、熱をソーラー回路１１４から第１の熱交換システム１０２へと伝達し、そして、後で使用するために第１の熱交換システム１０２から冷却／加熱用貯蔵部１３８へと伝達するという効果が生じる。第２の熱交換システム１０６を事実上機能させないことにより、商用電源の使用を低減できる。さらに、熱交換器１３６を迂回し、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）を、該当する場合は温水循環ポンプ１５８と共に、一定の集熱器温度モードで動作させながら、ソーラー回路１１４から冷却／加熱用貯蔵部１３８への熱伝達を最大化する。ステップ２１４および２１６を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（２１８）、ステップ２０４に戻り、加熱要求があったかどうかを決定する。

加熱要求があったと決定した場合、システム１００は、ステップ２２０において、加熱要求を満たす十分な太陽熱があるかどうかを決定する。加熱要求を満たす十分な太陽熱があるかどうかの決定は、ソーラー回路１１４に関連する動作温度情報を確認することを含んでよい。例えば、集熱器１０４の電力がシステム１００によって測定できるように、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）が起動され（その後わずかに遅れて）集熱器１０４を出た流体の温度が確認されてよい。温度の高さが不十分だった場合、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）は停止され、システム１００は、（後述の）ステップ２２８に進む。

ステップ２２０において、加熱要求を満たす太陽熱が十分あると決定した場合、システム１００は、ステップ２２２において、エジェクタ圧力ポンプ（ポンプＰ３）、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、および、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）を機能させる。ステップ２２２において、システム１００は、バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）、バイパス弁１３５（Ｖ３）、および、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）の機能を停止させる。ステップ２２４において、システム１００は、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）のモードを一定の集熱器温度モードに切り替える。この場合も同様に、温水供給システム１１６が動作していない場合は、温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）が動作しなくてもよいことが理解できよう。

ステップ２２２および２２４では、領域加熱用の熱を、ソーラー回路１１４から第１の熱交換システム１０２へと伝達した後、第１の熱交換システム１０２から熱交換器１３６へと伝達する効果が生じる。第２の熱交換システム１０６が事実上使用停止にされるので、商用電源の使用を低減できる。さらに、熱交換器１３６は迂回されず、集熱器１０４、温水循環ポンプ１１５および１５８（ポンプＰ１およびＰ２）を一定の集熱器温度モードで動作させながら、ソーラー回路１１４から熱交換器１３６へと伝達される領域加熱用の熱の量を最大化する。

ステップ２２２および２２４を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（２２６）、ステップ２０４に戻って加熱要求があったかどうかを決定してよい。

ステップ２２０において、加熱要求を満たす十分な太陽熱がないと決定した場合、システム１００は、ステップ２２８において、冷却／加熱用貯蔵部１３８に蓄えられた熱が排出されているかどうかを決定する。ステップ２２８は、排出されうる熱が存在するかどうかを決定すべく、冷却／加熱用貯蔵部１３８に関連する温度を確認することを含んでよい。

ステップ２２８において、冷却／加熱用貯蔵部１３８に蓄えられた熱が排出されていないと決定すると、システム１００は、ステップ２３０において、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、および、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）を機能させ、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）、温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）、バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）、および、バイパス弁１３５（バイパス弁Ｖ３）の機能を停止させる。ステップ２３２において、システム１００は、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）および温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）を一定の供給温度モードで動作させる。一定の供給温度モードとは、第１の熱交換システム１０２が負荷を満たすいくらかの熱を供給し、第１の熱交換システム１０２によって供給される熱の不足分は、冷却／加熱用貯蔵部１３８から供給される熱によって補われるモードである。冷却／加熱用貯蔵部１３８が負荷を満たす熱のすべてを供給する場合、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）の機能を停止させてよい。

ステップ２３０および２３２では、領域加熱用の熱を冷却／加熱用貯蔵部１３８から熱交換器１３６へと伝達する効果が生じる。第２の熱交換システム１０６を事実上機能停止とすることにより、商用電源の使用を低減することができる。

ステップ２３０および２３２を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（２３４）、ステップ２０４に戻って加熱要求があったかどうかを決定してよい。

ステップ２２８において、冷却／加熱用貯蔵部１３８に蓄えられた熱が排出済みであることを決定すると、システム１００は、ステップ２３６において、商用電源または他の太陽熱でないエネルギー源からいかなる電力も供給されないことを意味する「太陽熱のみ」モードで動作するよう、例えばシステム１００のユーザから命令されているかどうかを決定する。ステップ２３６において、「太陽熱のみ」モードで動作することが決定された場合、システム１００は、加熱要件を満たせないので、現在の制御パスを終了し（ステップ２３８）、ステップ２０４に戻って加熱要求があったかどうかを決定してよい。

ステップ２３６において、「太陽熱のみ」モードで動作しないと決定した場合、システム１００は、ステップ２４０において、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、および、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）を機能させ、バイパス弁１３５（Ｖ３）の機能を停止させる。ステップ２４０において、システム１００は、バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）の機能も停止させる。

ステップ２４２において、システム１００は、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）のモードを一定の集熱器温度モードに切り替える。但し、温水供給システム１１６が動作していない場合は、温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）を動作させなくてもよいことが理解できよう。

ステップ２４０および２４２では、領域加熱用の熱は、ソーラー回路１１４から第１の熱交換システム１０２へと伝達され、その後、第１の熱交換システム１０２から熱交換器１３６へと伝達される効果が生じる。第２の熱交換システム１０６は、追加の熱が第２の熱交換システム１０６から熱交換器１３６へと伝達されるように機能する。集熱器循環ポンプ１１５および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ１およびＰ２）を一定の集熱器温度モードで動作させながら、ソーラー回路１１４から熱交換器１３６へと伝達される領域加熱用の熱の量を最大化する。しかしながら、この熱の量が要件を満たさない場合、商用電源によって電力を供給される第２の熱交換システム１０６が追加の熱を熱交換器１３６に供給することにより、第１の熱交換システム１０２を補完してよい。

ステップ２４０および２４２を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（２４４）、ステップ２０４に戻って加熱要求があったかどうかを決定してよい。

以下に、図３および４を参照して冷房モードにおけるシステム１００の動作を詳細に説明する。

冷房モードでは、ソーラー回路１１４は、熱エネルギーを、蒸気発生器１１８を介して集熱器１０４から第１の熱交換システム１０２へと伝達する。バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、および、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）は、ソーラー回路１１４から得られる熱エネルギーがエジェクタ１０８へと供給されるように配置される（すなわち、バイパス弁機構Ｖ１は機能しない）。この熱エネルギーを利用するエジェクタ１０８は、コンプレッサとして機能し、冷媒を圧縮する（この段階で冷媒は蒸気となる）。その後、冷媒は、コンデンサ１２２へと流れて冷却され、中温高圧の液体冷媒となる。液体冷媒は、弁１２０ｃよって膨張弁１２８へと導かれ、減圧される。その後、冷媒は、蒸発器として機能する熱交換器１２６内を流れることにより温水回路１１２から吸熱する（バイパス弁１３５（Ｖ３）は機能しない）。これによって温水回路１１２の水を効率的に冷却するとともに、エジェクタ回路１２４の冷媒が加熱されて蒸気になる。その後、蒸気となった冷媒は、エジェクタ１０８に戻されて圧縮され、このサイクルが繰り返される。

このように、第１の熱交換システム１０２は、温水回路１１２から熱を抽出するので、領域を冷却するために熱交換器１３６によって用いられうる冷熱が温水回路１１２に伝達される。

冷媒の少なくとも一部は、予熱器１３２を介してエジェクタ圧力ポンプ１３０によって圧送されることにより、第２の熱交換システム１０６または温水供給システム１１６から熱を得ることができ、その後、蒸気発生器１１８へと送られてソーラー回路１１４によって再び加熱され、第１の熱交換システム１０２を介して熱を伝達する冷媒のサイクルが再び開始される。

上記のごとく、第１の熱交換システム１０２は、この場合は、温水回路１１２から第１の熱交換システム１０２へと熱を伝達するよう蒸発器として機能する熱交換器１２６を介して、冷熱を温水回路１１２へと伝達する。熱伝達により、温水回路１１２（バイパス弁１３５（Ｖ３）は機能停止）内の水が冷却される。冷却された水は、領域を冷却するために、温水回路熱交換器バイパス弁１３４（弁Ｖ２）内を流れて（すなわちバイパス弁１３４は機能しない）熱交換器１３６へと導かれる。

少なくとも室内機１３６をいくらか冷却した後の水は、バイパス弁１３５（Ｖ３）が機能する場合は冷却／加熱用貯蔵部１３８内を流通し、冷却／加熱用貯蔵部１３８にさらなる冷熱が蓄えられる。その後、水は、温水回路ポンプ１４０へと流れ、熱交換器１２６を介して圧送される。ここで、温水回路１１２からの熱が第１の熱器交換システム１０２へと伝達され、温水回路１１２を介して冷熱を伝達するサイクルが再び開始される。

システム１００は、熱交換器１４２が蒸発器として機能して温水回路１１２の熱を第２の熱交換システム１０６に伝達する冷房モードで動作するときに、領域を冷却するために熱交換器１３６によって用いられる冷熱を温水回路１１２に十分供給していないなら、第２の熱交換システム１０６に電力を提供する。

第２の熱交換システム１０６のコンプレッサ１１０は、商用電源から電力を供給され、冷媒を圧縮する。そして、加熱されて圧縮された冷媒が過熱低減器１４４を流通する間に、冷媒からの過剰な熱が温水供給システム１１６へと伝達され、その後、逆転弁１４６を介し、現在のモードではコンデンサとして機能している熱交換器１５０へと伝達される。冷媒は、熱交換器１５０内で凝縮されて冷たい液体となる。

熱交換器１５０の凝縮器としての作用により冷却された冷媒は、その後膨張弁１４８を流通する間に減圧される。そして、冷媒は、現在のモードでは蒸発器として機能する熱交換器１４２を流通する間に、温水回路１１２からの熱を吸収して蒸発する。冷媒が蒸発することにより、温水回路１１２の水が冷却され、気体冷媒がコンプレッサ１１０に戻されて、冷熱を温水回路１１２に伝達するサイクルが再び開始される。

必要に応じて（例えば、第１の熱交換システム１０２では冷却要件を満たせない場合など）、システム１００は、熱交換器１３６によって領域を冷却するために用いられる熱を温水回路１１２の冷却／加熱用貯蔵部１３８から伝達してもよい。

また、システム１００が冷房モードで動作している場合には、暖房モードで動作している場合と同様に、温水システム１１６を介し、太陽熱による温水を提供してもよい。

暖房モードと同様に、システム１００は、第１の熱交換システム１０２、第２の熱交換システム１０６、および、冷却／加熱用貯蔵部１３８から伝達される、領域を冷却するために用いられる冷熱の量を制御してよい。以下、図４に示す一例の制御スキームについて詳しく説明する。

図４は、冷房モードにあるシステム１００を制御する制御スキーム４００を示す。最初のステップ４０２において、例えば、ユーザが「オン」スイッチを押し、システム１００が「冷房モード」で動作することを選択することによって、システム１００は始動する。ステップ４０４において、システム１００は、領域を冷却するという要求があったかどうかを決定する。冷却の要求は加熱のときと同じやり方で行われてよい。すなわち、システム１００に付随する制御パネルまたはリモコンを操作することにより行われる。

冷却要求がなかったことを決定すると、システム１００は、冷却／加熱用貯蔵部１３８が冷熱を要求しているかどうかを決定する（ステップ４０６）。冷却／加熱用貯蔵部１３８が冷熱を要求しているかどうかの決定（ステップ４０６）は、冷却／加熱用貯蔵部１３８に関連するサーモスタットからの情報を確認することを含んでよい。例えば、冷却／加熱用貯蔵部１３８における蓄熱材として用いられる材料は、水の冷却を感知することによって冷熱を蓄えることができる。その後、サーモスタットまたは温度プロフィールセンサからの情報が、冷却／加熱用貯蔵部１３８の温度は例えば１２度を上回ることを示している場合には、システム１００は、冷却／加熱用貯蔵部１３８が冷熱を要求していると決定する（ステップ４０６）。この場合も、冷却／加熱用貯蔵部１３８における蓄熱材として用いられる材料は、一定温度で蓄熱および放熱する相変化材料であってよいので、冷却／加熱用貯蔵部１３８の冷熱含量を決定する代替的方法も用いられうることが理解されよう。ステップ４０６において、冷却／加熱用貯蔵部１３８が冷熱を要求していないことを決定した場合、ステップ４０８において、システム１００は、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、および、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）、および、バイパス弁１３５（Ｖ３）を機能停止させる。バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）は機能させる。ステップ４１０において、システム１００は、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）のモードをΔＴモードに切り替える。

したがって、ステップ４０８および４１０では、第１の熱交換システム１０２および第２の熱交換システム１０６を事実上機能させず、熱交換器１３６を迂回し、その結果、熱をソーラー回路１１４から温水供給システム１１６に伝達する。

ステップ４０８および４１０を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（４１２）、ステップ４０４に戻り、冷却要求があったかどうかを決定する。

ステップ４０６において、冷却／加熱用貯蔵部１３８が冷熱を要求していると決定した場合、システム１００は、ステップ４１４において、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）、および、バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）を機能させる。ステップ４１４において、システム１００は、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、および、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）の機能を停止させ、バイパス弁Ｖ３を機能させる。ステップ４１６において、システム１００は、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）のモードを一定の集熱器温度モードにする。暖房モードと同様に、温水システム１１６が動作していない場合は、温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）を動作しなくてもよいことが理解できよう。

ステップ４１４および４１６では、熱をソーラー回路１１４から第１の熱交換システム１０２へと伝達し、そして、後で使用するための冷熱を第１の熱交換システム１０２から冷却／加熱用貯蔵部１３８へと伝達するという効果が生じる。第２の熱交換システム１０６を事実上機能停止とすることにより、商用電源の使用を低減することができる。さらに、熱交換器１３６を迂回し、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）を一定の集熱器温度モードで動作させながら、ソーラー回路１１４から冷却／加熱用貯蔵部１３８への冷熱の伝達を最大化する。

ステップ４１４および４１６を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（４１８）、ステップ４０４に戻り、冷却要求があったかどうかを決定する。

冷却要求があったと決定した場合、システム１００は、ステップ４２０において、冷却要求を満たす十分な太陽熱があるかどうかを決定する。冷却要求を満たす十分な太陽熱があるかどうかの決定（４２０）は、ソーラー回路１１４に関連する動作温度情報を確認することを含んでよい。

ステップ４２０において、冷却要求を満たす太陽熱が十分あると決定した場合、システム１００は、ステップ４２２において、エジェクタ圧力ポンプ（ポンプＰ３）、および、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）を機能させる。ステップ４２２において、システム１００は、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、および、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）、バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）、および、バイパス弁１３５（バイパス弁Ｖ３）の機能を停止させる。ステップ４２４において、システム１００は、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）のモードを一定の集熱器温度モードに切り替える。但し、温水システム１１６が動作していなければ、温水循環ポンプ１５８（Ｐ２）を動作させなくてもよいことが理解されよう。

ステップ４２２および４２４では、ソーラー回路１１４から第１の熱交換システム１０２へと熱を伝達した後、領域冷却用の冷熱を第１の熱交換システム１０２から熱交換器１３６へと伝達するという効果が生じる。第２の熱交換システム１０６を事実上機能停止とすることにより、商用電源の使用を低減することができる。さらに、熱交換器１３６は迂回せず、集熱器循環ポンプ１１５および温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ１およびＰ２）を一定の集熱器温度モードで動作させながら、ソーラー回路１１４から熱交換器１３６へと伝達される冷熱の量を最大化する。

ステップ４２２および４２４を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（４２６）、ステップ４０４に戻って冷却要求があったかどうかを決定してよい。

ステップ４２０において、冷却要求を満たす十分な太陽熱がないと決定した場合、システム１００は、ステップ４２８において、冷却／加熱用貯蔵部１３８に蓄えられた冷熱が排出されているかどうかを決定する。ステップ４２８は、排出される冷熱が存在するかどうかを決定すべく、冷却／加熱用貯蔵部１３８に関連する温度を確認することを含んでよい。例えば、ステップ４２８は、冷却／加熱用貯蔵部１３８のタンクの温度プロフィール、または、少なくともタンク上部の温度を確認することを含んでよく、温度プロフィールが、例えば１２度など所定の温度を下回っていることを示す場合、システム１００は、冷却／加熱用貯蔵部１３８に蓄えられた冷熱が排出されていないと決定してよい。

ステップ４２８において、冷却／加熱用貯蔵部１３８に蓄えられた冷熱が排出されていないと決定すると、システム１００は、ステップ４３０において、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４）、温水循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）、および、バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）の機能を停止させる。そして、システム１００は、バイパス弁１３５（弁Ｖ３）を機能させる。集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）は機能停止にしてよい。ただし、以下に説明するような環境では集熱器循環ポンプ１１５を動作させてよい。ステップ４３２において、システム１００は、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）を一定の供給温度モードで動作させ、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）を一定の発生器温度モードで動作させる。第１の熱交換システム１０２は、熱交換器１２６を介して一部の冷却負荷を供給するようまだ機能できることが理解できよう。したがって、集熱器１０４の温度または電力が第１の熱交換システム１０２を駆動するには不十分でない限り、ポンプ１１５、１３０、および、１４０（すなわちポンプＰ１、Ｐ３、および、Ｐ５）が起動されてよい。

ステップ４３０および４３２では、領域を冷却するために用いられる冷熱が、冷却／加熱用貯蔵部１３８から熱交換器１３６へと伝達される。第２の熱交換システム１０６を事実上機能停止とすることにより、商用電源の使用を低減することができる。

ステップ４３０および４３２を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（４３４）、ステップ４０４に戻って冷却要求があったかどうかを決定してよい。

ステップ４２８において、冷却／加熱用貯蔵部１３８に蓄えられた冷熱が排出済みであることを決定すると、システム１００は、ステップ４３６において、商用電源または他の太陽熱でないエネルギー源からいかなる電力も得ていないことを意味する「太陽熱のみ」モードで動作するよう、例えばシステム１００のユーザから命令されているかどうかを決定する。ステップ４３６において、「太陽熱のみ」モードで動作することが決定された場合、システム１００は、冷却条件を満たせないので、現在の制御パスを終了し（ステップ４３８）、ステップ４０４に戻って冷却要求があったかどうかを決定してよい。

ステップ４３６において、「太陽熱のみ」モードで動作しないと決定した場合、システム１００は、ステップ４４０において、エジェクタ圧力ポンプ１３０（ポンプＰ３）、温水回路ポンプ１４０（ポンプＰ５）、および、コンプレッサ１１０（スプリットシステムＳＳ４を機能させる。ステップ４４０において、システム１００は、バイパス弁１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ（バイパス弁機構Ｖ１）、バイパス弁１３４（バイパス弁Ｖ２）、および、バイパス弁１３５（バイパス弁Ｖ３）の機能を停止させる。

ステップ４４２において、システム１００は、集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）のモードを一定の集熱器温度モードに切り替え、第１および第２の熱交換システム１０２および１０６が共に動作している場合は、温水回路ポンプ１５８（ポンプＰ２）を動作させてよい。このように、温水供給システム１１６は、必要に応じて、蒸気発生器１１８を介し、熱を温水貯蔵部１５６に供給することができる。

ステップ４４０および４４２では、熱をソーラー回路１１４から第１の熱交換システム１０２へと伝達し、その後、領域を冷却するために用いられる冷熱を第１の熱交換システム１０２から熱交換器１３６へと伝達する効果が生じる。第２の熱交換システム１０６は、追加の冷熱が第２の熱交換システム１０６から熱交換器１３６へと伝達されるよう機能する。集熱器循環ポンプ１１５（ポンプＰ１）を一定の集熱器温度モードで動作させながら、ソーラー回路１１４から熱交換器１３６へと伝達される冷熱の量を最大化する。しかしながら、この冷熱の量が要求を満たさない場合、商用電源によって電力を供給される第２の熱交換システム１０６が追加の冷熱を供給して第１の熱交換システム１０２を補完してよい。その場合、第１および第２の熱交換システム１０２および１０６が協働する際には温水循環ポンプ１５８（Ｐ２）を動作させる。

ステップ４４０および４４２を実行した後、システム１００は、現在の制御パスを終了し（４４４）、ステップ４０４に戻って冷却要求があったかどうかを決定してよい。

修正および変更も本発明の範囲内であることが当業者には明らかであろう。

特に記載がない限り、本発明の明細書および添付の特許請求の範囲における用語「含む」に関する単数形、複数形、時制の変更は、本発明のさまざまな実施形態に記載される特徴事項の限定、または、追加を意味しない。

Claims (21)

1. 入射する太陽放射によるエネルギーを供給するための集熱器と、
   前記集熱器によって供給されたエネルギーの少なくとも一部を用いて動作するエジェクタを有する第１の熱交換システムと、
   太陽エネルギー源以外のエネルギー源からのエネルギーを用いて動作する第２の熱交換システムと、を備え、
   前記第１の熱交換システムと領域との間、および、前記第２の熱交換システムと前記領域との間で直接または間接的に熱エネルギーを伝達し、
   前記熱エネルギーの伝達に対する前記第１の熱交換システムおよび前記第２の熱交換システムの相対的寄与を制御する、
   太陽エネルギーシステム。
2. 前記第１の熱交換システムの前記熱エネルギーの伝達に対する寄与が、前記太陽エネルギーシステムの動作条件にとって不十分な場合、前記第２の熱交換システムによって前記第１の熱交換システムの動作を補完するよう構成される、請求項１に記載の太陽エネルギーシステム。
3. 前記第１の熱交換システムは、前記領域を加熱する第１のモードと、前記領域を冷却する第２のモードとの間で選択可能な動作モードを有する、請求項１または２に記載の太陽エネルギーシステム。
4. 前記第１の熱交換システムは、エジェクタ回路を有し、前記第１のモードで動作する間は、前記エジェクタ回路の少なくとも一部を迂回し、前記第２のモードで動作する間は、前記エジェクタ回路の一部を迂回しない、請求項３に記載の太陽エネルギーシステム。
5. 前記第２の熱交換システムは、電気エネルギーを用いて動作し、電動コンプレッサを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
6. 前記第２の熱交換システムは、前記領域を加熱する第１のモードと、前記領域を冷却する第２のモードとを選択する、請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
7. 水を加熱する温水システムを備え、前記集熱器により得られたエネルギーからの熱を前記温水システムに伝達する、請求項１から６のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
8. 入射する太陽放射による熱エネルギーの一部を前記第１の熱交換システムに提供し、前記入射する太陽放射による残りの熱エネルギーの少なくとも一部を前記温水システムに提供する、請求項７に記載の太陽エネルギーシステム。
9. 前記第１の熱交換システムおよび／または前記第２の熱交換システムによって提供されるエネルギーを蓄えるエネルギー貯蔵部をさらに備え、前記領域を冷却または加熱するために、前記エネルギー貯蔵部に蓄えられたエネルギーの少なくとも一部を用いる、請求項１から８のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
10. 前記エネルギー貯蔵部は、前記熱エネルギーを適切な固体または流体に伝達することによって熱エネルギーを貯蔵する、請求項９に記載の太陽エネルギーシステム。
11. 加熱または冷却のために前記第１の熱交換システムを用い、前記第１の熱交換システムの加熱または冷却への寄与が予め選択されたあるいは予め決定された冷却または加熱条件を満たすのに不十分な場合のみ、前記第２の熱交換システムを用いて前記第１の熱交換システムを補完する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
12. 前記第２の熱交換システムを用いて前記第１の熱交換システムの加熱または冷却への寄与を補完する前に、動作条件に基づき、前記第１の熱交換システムの加熱または冷却への寄与が実質的に最大限になるよう制御される、請求項１１に記載の太陽エネルギーシステム。
13. 前記第２の熱交換システムの加熱または冷却への寄与は、予め選択されたあるいは予め決められた加熱または冷却条件を満たす加熱または冷却を実現することに実質的に限定される、請求項１１または１２に記載の太陽エネルギーシステム。
14. 前記第１の熱交換システムは、加熱または冷却のために、エネルギー貯蔵部からの熱エネルギーを用いる、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
15. 前記第１の熱交換システムおよび前記第２の熱交換システムは、温水回路と熱交換することにより、前記領域から、または、前記領域へと、熱エネルギーを間接的に伝達する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
16. 前記第１の熱交換システムおよび前記第２の熱交換システムは、前記温水回路と熱交換する熱交換器をそれぞれ有し、前記熱交換器は、前記温水回路へと熱エネルギーを伝達するときはコンデンサとして機能し、前記温水回路から熱エネルギーを伝達するときは、蒸発器として機能する、請求項１５に記載の太陽エネルギーシステム。
17. 制御システムをさらに備え、前記制御システムは、
    前記太陽エネルギーシステムの動作モードまたは動作条件を選択するセレクタと、
    前記集熱器によって提供可能な熱エネルギーの量を示す情報を提供するセンサ装置と、
    選択された動作または条件モードと、前記センサ装置によって提供される情報とに基づき、前記第１の熱交換システムの動作を補完するよう前記第２の熱交換システムの動作を制御するプロセッサと、
    を備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載された太陽エネルギーシステム。
18. 前記センサ装置は、前記情報を予め決められた間隔で、あるいは、実質的に継続して提供し、前記プロセッサは、前記第２の熱交換システムの動作を予め決められた間隔で、あるいは、実質的にリアルタイムで制御する、請求項１７に記載の太陽エネルギーシステム。
19. エネルギー貯蔵部によって提供可能な熱エネルギーの量を示す情報を提供するセンサ装置をさらに備える、請求項１７または１８に記載の太陽エネルギーシステム。
20. 前記プロセッサは、前記第１の熱交換システムを動作させるために、エネルギー貯蔵部からの熱エネルギーを用いるよう制御される、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
21. 太陽エネルギーシステムを用いて領域を加熱または冷却する方法であって、
    太陽エネルギー源からエネルギーを得るステップと、
    前記得たエネルギーを、前記得たエネルギーの少なくとも一部を用いて動作するエジェクタを有する第１の熱交換システムに提供するステップと、
    前記第１の熱交換システムと領域との間で直接または間接的に熱エネルギーを伝達するステップと、
    前記第１の熱交換システムで用いるために得られたエネルギーは、前記領域を冷却または加熱する要件を満たすのに十分か否かを決定するステップと、
    前記第１の熱交換システムに用いられるために得られたエネルギーが前記領域を冷却または加熱する要件を満たすのに十分でないと決定された場合、
    提供されたエネルギーを用いて熱交換システムとして機能する第２の熱交換システムに太陽エネルギー源以外のエネルギー源からのエネルギーを提供するステップと、
    前記第２の熱交換システムと前記領域との間で熱エネルギーをやり取りするステップと、
    を含む方法。

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