JP2015525335A - 太陽エネルギーシステムおよび熱エネルギー伝達方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽エネルギーシステムおよび熱エネルギー伝達方法を提供する。【解決手段】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、第１の熱交換システムおよび水を加熱するシステムの少なくとも１つによって用いられる熱エネルギーを第２の熱交換システムから直接または間接的に伝達する。

Description

本発明は、太陽エネルギーシステムおよび熱エネルギー伝達方法に関する。
太陽エネルギーは、建物の内部空間を暖房および／または冷房するために用いられうる。例えば、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、その電気エネルギーを冷却装置のコンプレッサに用いることができる。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いので、太陽エネルギー源と従来のエネルギー源との両方を用いて動作させるデュアルシステムが提案されている。
このようなデュアルシステムの効率がさらに向上すれば、より好都合である。
本発明の第１の太陽によれば、太陽エネルギーシステムが提供される。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、第１の熱交換システムおよび水を加熱するシステムの少なくとも１つによって用いられる熱エネルギーを第２の熱交換システムから直接または間接的に伝達する。
例えば、太陽エネルギー源以外のエネルギー源は、電気エネルギー源などの従来のエネルギー源であってよい。一実施形態では、第２の熱交換システムは、電動コンプレッサを含む。
太陽エネルギーシステムは、 第２の熱交換システムから第１の熱交換システムへと直接または間接的に熱エネルギーを伝達してよい。
例えば、太陽エネルギーシステムは、第２の熱交換システムから、集熱器またはエジェクタを有するソーラー回路などの第１の熱交換システムの構成要素へと熱エネルギーを直接伝達してよい。
あるいは、太陽エネルギーシステムは、中間熱交換システムを介し、第２の熱交換システムから第１の熱交換システムへと熱エネルギーを間接的に伝達してよい。例えば、熱エネルギーシステムは、中間熱交換システムから第１の熱交換システムへと熱エネルギーを伝達する第１の熱交換器と、第２の熱交換システムから中間熱交換システムへと熱エネルギーを伝達する第２の熱交換器と、をさらに備える。第１の熱交換器は、予熱器であり、第２の熱交換器は、過熱低減器であってよい。
太陽エネルギーシステムは、エネルギー貯蔵システムおよび／または別個のエネルギー貯蔵システムとして機能しうる、水を加熱するシステムをさらに備えてよい。太陽エネルギーシステムは、通常、太陽エネルギーシステムの動作条件（加熱および冷却条件および／または太陽光の強度などの外部条件）に基づき、集熱器から提供されるエネルギーの少なくとも一部を、水を加熱するシステムおよび／またはエネルギー貯蔵システムへと直接または間接的に伝達する。さらに、太陽エネルギーシステムは、第２の熱交換システムによって領域から伝達された熱エネルギーの一部が水を加熱するシステムおよび／またはエネルギー貯蔵システムに直接または間接的に伝達される。例えば、水を加熱するシステムおよび／またはエネルギー貯蔵システムは、中間熱交換システムの一部をなしてよい。
一実施形態では、第２の熱交換システムは、電動コンプレッサを有し、太陽エネルギーシステムは、コンプレッサから提供される過剰な熱エネルギーが第１の熱交換システムおよび／または水を加熱するシステムに直接または間接的に伝達される。この特定の実施形態では、第２の熱交換システムは、通常冷房モードで動作する。第１の熱交換システムは、領域へと熱エネルギーを直接または間接的に伝達する第１のモード、および、領域から熱エネルギーを直接または間接的に伝達する第２のモードで動作してよい。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、領域を加熱するための第１のモードと、領域を冷却するための第２のモードとを選択してよい。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、予め決められたまた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する第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加熱または冷却への寄与を制御する制御システムを備えてよい。
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ことにより、領域へと間接的に熱エネルギーを伝達するか、あるいは、領域から間接的に熱エネルギーを伝達する。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、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。
本発明の第２の態様によれば、領域と太陽エネルギーシステムとの間で熱エネルギーを伝達する方法が提供される。方法は、太陽放射によるエネルギーを供給され、エジェクタを有し、領域との間で熱エネルギーの伝達する第１の熱交換システムを提供するステップと、太陽エネルギー源以外のエネルギー源によって動作する第２の熱交換システムを提供するステップと、領域から第２の熱交換システムへと熱エネルギーを直接または間接的に伝達し、熱エネルギーの少なくとも一部を、第１の熱交換システムおよび水を加熱するシステムの少なくとも１つに直接または間接的に伝達するステップと、を含む。
例えば、第１の熱交換システムに伝達される熱エネルギーの少なくとも一部は、エジェクタを作動させるために用いられる。
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。 本発明の一実施形態にしたがう、冷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。 本発明の一実施形態にしたがう、領域と図１に示す太陽エネルギーシステムとの間で熱をやりとりする方法を示すフローチャートである。
図１は、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に示し、冷房モードで動作するシステム１００の詳細を図２に示す。
一般的に、システム１００では、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。
システム１００は、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も有する。第２の熱交換システム１０６は、例えば、第１の熱交換システム１０２が加熱または冷却要求を満たす十分な熱エネルギーを集熱器から提供されていない場合などに、第１の熱交換器１０２を補完するよう用いられてよい。したがって、第２の熱交換システム１０６は、第１の熱交換システム１０２に加えて領域を冷却または加熱するように熱エネルギー（熱）を交換する。
システム１００は、第１の熱交換システム１０２によって用いられるための熱を第２の熱交換システム１０６から伝達する。例えば、領域を冷却するために用いられる熱を第２の熱交換システム１０６が温水回路１１２から除去した場合、除去された熱は、第１の熱交換システム１０２によって用いられるように伝達されてよい。
先に述べたように、第１の熱交換システム１０２は、集熱器１０４から得られた熱によって駆動される。したがって、第１の熱交換システム１０２に用いられるように第２の熱交換システム１０６から追加の熱を提供することにより、太陽エネルギーシステム１００の効率を向上させる。
第２の熱交換システム１０６は、また、例えば、電動コンプレッサを作動させることにより熱を発する。この熱も、第１の熱交換システム１０２で用いられるために第２の熱交換システム１０６から伝達されてよい。
第１の熱交換システム１０２に提供される熱の総量が、集熱器１０４のみによって提供された熱の量より多くなるように、第２の熱交換システム１０６から、集熱器１０４を有するソーラー回路１１４へと熱が伝達されてよい。
あるいは、図面を参照してより詳細な例を説明すると、熱は、温水システム１１６などの中間熱交換システムを介し、第２の熱交換システム１０６から伝達されてよい。この場合、温水システム１１６は、集熱器１０４から少なくともいくらかのエネルギーを供給されるように配置されている。第１の熱交換システムに直接伝達するなどの他の方法によって、第１の熱交換システムに用いられるように熱を伝達してもよいことが想定される。
一実施形態では、太陽エネルギーシステム１００が冷房モードで動作しているとき、第２の熱交換システム１０６は、第１の熱交換システム１０２に熱を伝達してよい。
第２の熱交換システム１０６から第１の熱交換システム１０２へと伝達される熱は、領域からの熱、および／または、例えば、第２の熱交換システム１０６を駆動する電動コンプレッサにより生成された廃熱など、第２の熱交換システム１０６の動作中に生じた熱であってよい。
太陽エネルギーシステム１００は、第２の熱交換システム１０６から第１の熱交換システム１０２へと伝達される熱の量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、太陽エネルギーシステム１００が暖房モードで動作しているときよりも冷房モードで動作しているときのほうが第２の熱交換システム１０６から第１の熱交換システム１０２に伝達される熱の量が多くなるように、例えば、ユーザによってプログラムされることができる。
図１に示した特定の例では、第１の熱交換システム１０２は、エジェクタ１０８を有する。エジェクタ１０８は、集熱器１０４から熱エネルギーを供給されると、コンプレッサとして機能する。したがって、エジェクタ１０８は、太陽熱エネルギーによる熱エネルギーを利用する。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。冷却または加熱に提供されるエネルギー量が不十分である場合、冷却または加熱を補完するために従来のように電動の第２の熱交換システム１０６が用いられてよい。
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。
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、領域を冷却または加熱するために用いられるように、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。システム１００は、また、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。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、コンデンサ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。
特定の状況では、その後冷媒は、温水システム１１６からの熱を用いて冷媒を加熱する予熱器１３２を流通する。特定の状況とは、第２の熱交換システム１０６が冷房モード（後に詳しく説明する）で動作している場合に、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によって回収される場合などである。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、領域に熱を提供するために加熱された水を熱交換器１３６へと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、領域を冷却または加熱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に提供した後の水は、冷却／加熱用貯蔵部１３８内を流れ、ここで追加の熱が、例えば、リサーバなどに貯蔵されてよい。水は、冷却／加熱用貯蔵部１３８から図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との間で熱伝達を行う熱交換器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。過熱低減器１４４を介して温水システム１１６に伝達されるいかなる熱も予熱器１３２を介して第１の熱交換システム１０２に伝達されてよい。このように、第２の熱交換システム１０６からの熱は、エジェクタ１０８を駆動するために第１の熱交換システム１０２へと伝達されてよい。
冷媒からの過剰な熱を温水システム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２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コンデンサ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。
次に、図２を参照しながら冷房モードのシステム１００の動作を説明する。
冷房モードにおいて、ソーラー回路１１４は、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へと熱を伝達する。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。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、過熱低減器１４４または温水システム１１６の温水貯蔵部１５６から熱を吸収することができ、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、熱交換器１２６を介して温水回路１１２からの熱エネルギーを伝達する。熱伝達により、温水回路１１２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）室内機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、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、冷却／加熱用貯蔵部１３８から温水回路ポンプ１０４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を介して熱エネルギー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へと伝達されてよい。過剰な熱が過熱低減器１４４から温水システム１１６へと伝達されるか否かは、温水回路循環ポンプ１５８（ポンプＰ２）がオンにされるかオフにされるか次第であることが理解できよう。
過熱低減器１４４を介して温水システム１１６に伝達される熱はいずれも、予熱器１３２を介して第１の熱交換システム１０２に伝達されてよい。このように、第２の熱交換システム１０６からの熱は、エジェクタ１０８を駆動するために第１の熱交換システム１０２へと伝達されてよい。
冷房モードに関して図１を参照して説明したように、太陽エネルギーシステム１００が冷房モードで動作する場合は、第２の熱交換システム１０６から第１の熱交換システム１０２へと熱を伝達することが好ましい。このように、温水回路１１２から除去された熱は無駄にされずに、エジェクタ１０８を駆動するために第１の熱交換システム１０２へと伝達されるので、太陽エネルギーシステム１００の効率を高めることができる。
第２の熱交換システム１０６のサイクルに戻ると、冷媒は、熱交換器１５０へと流れて冷たい液体へと凝縮される。
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、熱エネルギーを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。
図３は、領域と太陽エネルギーシステム１００との間で熱伝達を行う方法３００を示す。
方法３００は、例えば、集熱器１０４を介して太陽エネルギー源からエネルギーを得る第１のステップ３０２を含む。ステップ３０４において、得られたエネルギーを第１の熱交換システム１０６に提供する。上記のごとく、第１の熱交換システム１０６は、得られたエネルギーの少なくとも一部を用いて動作し、領域と熱交換するエジェクタ１０８を有する。
ステップ３０６において、太陽エネルギー源以外の、例えば従来の電気エネルギー源のようなエネルギー源からエネルギーを得る。ステップ３０８において、太陽エネルギー源以外のエネルギー源から得たエネルギーを第２の熱交換システム１０６に提供する。第２の熱交換システム１０６は、先に述べたように、さらなるエネルギー源からのエネルギーを用いて動作し、領域と熱交換する。
方法３００は、また、第１の熱交換システム１０２で用いられる熱を第２の熱交換システム１０６から伝達する第５のステップ３１０も含む。上記のごとく、第２の熱交換システム１０６から第１の熱交換システム１０２へと伝達される熱は、例えば、領域から得られる熱（例えば領域を冷却するときに得られる熱など）、および／または、動作中に第２の熱交換システム１０６によって生成された熱（例えばコンプレッサ１１０によって生成された熱など）であってよいことが理解できよう。
さらに、第２の熱交換システム１０６から伝達される熱は、温水システム１１６を介して第１の熱交換システム１０２へと伝達されてよいことが理解できよう。但し、これに限らず、第１の熱交換システム１０２によって用いられるための熱は、例えば、第１の熱交換システム１０２に直接熱を伝達するか、あるいは、ソーラー回路１１４に熱を伝達し、集熱器１０４によって得られる太陽エネルギーと共に、エジェクタ１０８で用いられるために第１の熱交換システム１０２へと伝達するなど、他の方法によって伝達されてよい。
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、
    前記第１の熱交換システムおよび水を加熱するシステムの少なくとも１つによって用いられる熱エネルギーを前記第２の熱交換システムから直接または間接的に伝達する、
    太陽エネルギーシステム。
  2. 前記太陽エネルギー源以外のエネルギー源は、電気エネルギー源であり、前記第２の熱交換システムは、電動コンプレッサを含む、請求項１に記載の太陽エネルギーシステム。
  3. 前記太陽エネルギーシステムは、前記第２の熱交換システムから前記第１の熱交換システムの構成要素へと熱エネルギーを直接伝達する、請求項１または２に記載の太陽エネルギーシステム。
  4. 中間熱交換システムを介して間接的に、前記第２の熱交換システムから前記第１の熱交換システムへと前記熱エネルギーを伝達する、請求項１または２に記載の太陽エネルギーシステム。
  5. 前記中間熱交換システムから前記第１の熱交換システムへと熱エネルギーを伝達する第１の熱交換器と、
    前記第２の熱交換システムから前記中間熱交換システムへと熱エネルギーを伝達する第２の熱交換器と、
    をさらに備える、請求項４に記載の太陽エネルギーシステム。
  6. 前記第１の熱交換器は、予熱器である、請求項５に記載の太陽エネルギーシステム。
  7. 前記第２の熱交換器は、過熱低減器である、請求項５または６に記載の太陽エネルギーシステム。
  8. 前記水を加熱するシステムを有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
  9. 前記集熱器によって提供されるエネルギーの一部が前記水を加熱するシステムに直接または間接的に伝達される、請求項８に記載の太陽エネルギーシステム。
  10. 前記第２の熱交換システムによって前記領域から伝達される熱エネルギーの一部が前記水を加熱するシステムに直接または間接的に伝達される、請求項８または９に記載の太陽エネルギーシステム。
  11. 前記水を加熱するシステムは、中間熱交換システムの一部をなす、請求項１０に記載の太陽エネルギーシステム。
  12. 前記第２の熱交換システムは、電動コンプレッサを有し、前記太陽エネルギーシステムは、前記電動コンプレッサから提供される過剰な熱エネルギーを、前記第１の熱交換システムに直接または間接的に伝達する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
  13. 前記第２の熱交換システムは、電動コンプレッサを有し、前記太陽エネルギーシステムは、前記コンプレッサから提供される過剰な熱エネルギーを、前記水を加熱するシステムに直接または間接的に伝達する、請求項８から１２のいずれか一項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、前記領域へと熱エネルギーを直接または間接的に伝達する第１のモード、および、前記領域から熱エネルギーを直接または間接的に伝達する第２のモードで動作することができる、請求項１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の熱交換システムは、エジェクタ回路を有し、前記第１のモードでは、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のモードでは、前記エジェクタ回路の前記一部を迂回しない、請求項１４に記載の太陽エネルギーシステム。
  16. 前記第２の熱交換システムは、前記領域を加熱するための第１のモードと、前記領域を冷却するための第２のモードとを選択する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
  17. 予め決められたまたは予め選択された加熱あるいは冷却条件に基づき、前記第２の熱交換システムの冷却または加熱に対する寄与を制御する制御システムをさらに備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
  18. 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、前記領域へと間接的に熱エネルギーを伝達するか、あるいは、前記領域から間接的に熱エネルギーを伝達する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の太陽エネルギーシステム。
  19. 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１８に記載の太陽エネルギーシステム。
  20. 領域と太陽エネルギーシステムとの間で熱エネルギーを伝達する方法であって、
    太陽放射によるエネルギーを供給され、エジェクタを有し、前記領域との間で熱エネルギーの伝達する第１の熱交換システムを提供するステップと、
    太陽エネルギー源以外のエネルギー源によって動作する第２の熱交換システムを提供するステップと、
    前記領域から前記第２の熱交換システムへと熱エネルギーを直接または間接的に伝達し、前記熱エネルギーの少なくとも一部を、前記第１の熱交換システムおよび水を加熱するシステムの少なくとも１つに直接または間接的に伝達するステップと、
    を含む方法。
  21. 前記第１の熱交換システムに伝達される前記熱エネルギーの少なくとも一部は、前記エジェクタを作動させるために用いられる、請求項２０に記載の方法。
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