JPH0120332B2

JPH0120332B2 -

Info

Publication number: JPH0120332B2
Application number: JP26295484A
Authority: JP
Inventors: Susumu Saito; Shinji Kamio; Seiji Tazaki
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1989-04-17
Also published as: JPS61140734A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、動力を使用せずにヒートパイプを
利用して建物の冷暖房を行なう装置に関する。

従来の技術自然エネルギを利用する建物の暖房装置とし
て、従来、太陽熱をフアンまたはポンプを使用し
て送るものや屋外の集熱器によつて集熱された太
陽熱をヒートパイプにより屋内の放熱器に移送す
るものが知られている。ところが、前者の場合、
フアンやポンプを駆動する動力と熱の移送が可能
なときだけ装置を作動させる制御装置が必要であ
る。そして、空気を熱媒体とするときは、臭気や
湿気も同時に移送され、熱のみの移送は困難であ
る。また、水を熱媒体とするときは、メンテナン
ス作業が常に必要である。後者の場合、冬期には
上記のようにヒートパイプを作動させて屋内の暖
気を行なうが、夏期には弁によりヒートパイプの
作動を停止させて暖房を行なわないようになつて
おり、装置の使用は冬期に限られていた。このた
め、夏期に冷房を必要とするような場合には、他
に冷房装置を設ける必要があつた。

発明が解決しようとする問題点この発明の目的は、動力を使用せずに、冬期に
は従来と同様に屋内の暖房を行ない、夏期には屋
内の冷房を行なうことができるヒートパイプを利
用した冷暖房装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段この発明によるヒートパイプを利用した冷暖房
装置は、屋外に配置された屋外集熱器と、屋外に
配置された屋外放熱器と、建物の少なくとも１つ
の室内に配置された屋内集放熱器と、屋外集熱
器、屋外放熱器および屋内集放熱器の上部同志を
連結するガス移送管と、屋外集熱器、屋外放熱器
および屋内集放熱器の下部同志を連結する凝縮液
移送管とからなり、少なくとも凝縮液移送管の屋
外集熱器側の部分および屋外放熱器側の部分に凝
縮液移送管の開閉手段が設けられるとともに、少
なくともガス移送管の屋外集熱器側の部分にガス
移送管の開閉手段が設けられているものである。

凝縮液移送管およびガス移送管の開閉手段とし
ては、たとえば弁などが使用される。

作用冬期には、凝縮液移送管およびガス移送管の開
閉手段の操作により、屋外放熱器の下側の凝縮液
移送管の部分を閉じる。このようにすれば、屋外
集熱器がヒートパイプ蒸発部、屋内集放熱器がヒ
ートパイプ凝縮部となるように、これらによつて
ヒートパイプが構成され、屋外集熱器により集熱
された屋外の熱が屋内集放熱器に移送されて室内
に放熱され、室内の暖房が行なわれる。夏期に
は、ガス移送管の開閉手段の操作により、屋外集
熱器をドライアウトさせて、その上下両側のガス
移送管および凝縮液移送管の部分を閉じる。この
ようにすれば、屋内集放熱器がヒートパイプ蒸発
部、屋外放熱器がヒートパイプ凝縮部となるよう
に、これらによつてヒートパイプが構成され、屋
内集放熱器により集熱された室内の熱が屋外放熱
器に移送されて屋外に放熱され、室内の冷房が行
なわれる。

実施例第１図は建物１の南側の室２と北側の室３に設
けられた冷暖房装置を示し、この装置は、屋外に
配置された屋外集熱器４と、屋外に配置された屋
外放熱器５と、建物１の２つの室２，３内にそれ
ぞれ配置された屋内集放熱器６，７と、屋外集熱
器４、屋外放熱器５および屋内集放熱器６，７の
上部同志を連結するガス移送管８と、屋外集熱器
４、屋外放熱器５および屋内集放熱器６，７の下
部同志を連結する凝縮液移送管９とからなる。

屋外集熱器４、屋外放熱器５および屋内集放熱
器６，７は、垂直状の中空パネルよりなる。ま
た、屋外集熱器４には、ウイツクが挿入されてい
る。そして、屋外集熱器４は建物１の南側の壁１
０の外面に、屋外放熱器５は建物１の北側の壁１
１の外面に、屋内集放熱器６，７は各室２，３の
壁１０，１１の内面に、それぞれ配置されてい
る。

ガス移送管８は、たとえば天井１２の上方に、
ほぼ水平に配置され、凝縮液移送管９は、たとえ
ば床１３の下方に、屋外集熱器４側が低い傾斜状
に配置されている。そして、凝縮液移送管９の屋
外集熱器４側の部分、屋外放熱器５側の部分、南
側の屋内集放熱器６側の部分および北側の屋内集
放熱器７側の部分に、凝縮液移送管９の開閉手段
を構成する弁１４，１５，１６，１７がそれぞれ
設けられている。また、ガス移送管８の屋外集熱
器４側の部分に、ガス移送管８の開閉手段を構成
する弁１８が設けられている。なお、図示は省略
したが、２つの移送管８，９は断熱材で覆われて
いる。

冬期など暖房を必要とする場合は、手動操作に
より、凝縮液移送管９の屋外放熱器５側の弁１５
だけを閉じ、他の弁１４，１６，１７，１８を開
いておく（第２図参照）。このようにすれば、屋
外集熱器４がヒートパイプ蒸発部、屋内集放熱器
６，７がヒートパイプ凝縮部となるように、これ
らによつてヒートパイプが構成される。そして、
ヒートパイプ内の液状の作動流体ａは、ウイツク
の毛細管作用によつて屋外集熱器４内のほぼ全体
に行渡り、屋外集熱器４に当る太陽光線により加
熱されて蒸発する。このように屋外集熱器４内で
屋外の太陽熱を吸収して蒸発したガス状の作動流
体は、ガス移送管８を通つて２つの屋内集放熱器
６，７内に移動し、２つの室２，３内に放熱して
凝縮する。これにより２つの室２，３内の暖房が
行なわれ、屋内集放熱器６，７内で凝縮した作動
流体ｂは、該縮液移送管９を通つて屋外集熱器４
内に戻る。この作動流体は、再びウイツクの毛細
管作用によつて屋外集熱器４内のほぼ全体に行渡
り、上記同様に循環する。この場合、最初は、屋
外集熱器４内で、蒸発したガス状の作動流体の一
部が屋外放熱器５内に移動して凝縮する。ところ
が、弁１５が閉じているので、凝縮した作動流体
ｃは屋外放熱器５内に溜り、屋外集熱器４に戻る
ことはない。そして、屋外放熱器５内が液状の作
動流体ｃで満されると、ガス状の作動流体が屋外
放熱器５内に移動しなくなるため、屋外放熱器５
がヒートパイプ凝縮部としての作用を果さなくな
り、以後は、残りの作動流体が上記のように屋外
集熱器４と屋内集放熱器６，７の間を循環して、
２つの室２，３内の暖房が行なわれる。また、こ
の場合、凝縮液移送管９の南側の屋内集放熱器６
側の弁１６を閉じれば、凝縮した作動流体ｂがこ
の屋内集放熱器６内に溜つて屋外集熱器４に戻ら
なくなるため、北側の室３内だけが暖房される。
同様に、凝縮液移送管９の北側の屋内集放熱器７
側の弁１７を閉じれば、南側の室２内だけが暖房
される。

夏期など冷房を必要とする場合は、手動操作に
より、まず、凝縮液移送管９の屋外集熱器４側の
弁１４だけを閉じて他の弁１５，１６，１７，１
８を開き、屋外集熱器４をドライアウトさせる。
弁１４を閉じると、作動流体が屋外集熱器４に戻
らなくなり、屋外集熱器４内にあつた作動流体は
屋外の熱により蒸発してガス移送管８に移動する
ため、屋外集熱器４が空になつてドライアウトす
る。屋外集熱器４をドライアウトさせたならば、
ガス移送管８の弁１８も閉じて、屋外集熱器４の
上下を閉鎖する（第３図参照）。このようにすれ
ば、屋内集放熱器６，７がヒートパイプ蒸発部、
屋外放熱器５がヒートパイプ凝縮部となるよう
に、これらによつてヒートパイプが構成される。
そして、屋内集放熱器６，７内の作動流体ｄが室
２，３内の熱を吸収して蒸発し、このガス状の作
動流体が、ガス移送管８を通つて屋外放熱器５内
に移動し、屋外に放熱して凝縮する。屋外放熱器
５内において凝縮した作動流体ｅは、凝縮液移送
管９を通つて屋内集放熱器６，７内に戻り、上記
同様に循環する。そして、このようにヒートパイ
プが作動して、屋内集放熱器６，７により集熱さ
れた２つの室２，３内の熱が屋外放熱器５に移送
されて屋外に放熱されることにより、これらの室
２，３内の冷房が行なわれる。なお、この場合、
弁１４が閉じているので、凝縮した作動流体が屋
外集熱器４に戻ることはなく、屋外集熱器４内に
は作動流体がないから、屋外集熱器４が太陽熱に
より加熱されてもこの熱が屋内集放熱器６，７に
移動することがない。すなわち、屋外集熱器４は
ヒートパイプ蒸発部としての作用を果さない。ま
た、この場合、凝縮液移送管９の南側の屋内集放
熱器６側の弁１６を閉じれば、凝縮した作動流体
がこの屋内集放熱器６に戻らなくなるため、北側
の室３内だけが冷房される。同様に、凝縮液移送
管９の北側の屋内集放熱器７側の弁１７を閉じれ
ば、南側の室２内だけが冷房される。

また、弁１４，１５，１８を閉じて他の弁１
６，１７を開くことにより、屋内集放熱器６，７
の一方がヒートパイプ蒸発部、他方がヒートパイ
プ凝縮部となるように、これらによつてヒートパ
イプが構成され、２つの室２，３内間の熱移送が
行なわれる。上記のような建物１では、一般に、
南側の室２内は太陽光線を直接受けるので比較的
高温になり、北側の室３内は比較的低温になる。
そして、このような場合、南側の屋内集放熱器６
内の作動流体が南側の室２内の熱を吸収して蒸発
し、このガス状の作動流体が、ガス移送管８を通
つて北側の屋内集放熱器７内に移動し、北側の室
３内に放熱して凝縮する。北側の屋内集放熱器７
内において凝縮した作動流体は、凝縮液移送管９
を通つて南側の屋内集放熱器６内に戻り、上記同
様に循環する。そして、このようにヒートパイプ
が作動することにより、南側の室２内の熱が北側
の室３内に連続的に移送され、２つの室２，３内
の温度の均一化が図られる。

なお、上記の冷暖房装置を使用しないときは、
全ての弁１４，１５，１６，１７，１８を閉じて
おく。

屋内集放熱器は、１つの室内または３つ以上の
室内に設けられてもよい。そして、屋外集熱器の
数、屋外放熱器の数および各室の屋内集放熱器の
数は、１つ以上であればいくつでもよい。また、
屋外集熱器、屋外放熱器、屋内集放熱器、ガス移
送管、凝縮液移送管ならびに凝縮液移送管および
ガス移送管の開閉手段の構成や配置なども、上記
実施例のものに限らず、適宜変更可能である。

発明の効果この発明によれば、上述のように、凝縮液移送
管およびガス移送管の開閉手段の操作のみによ
り、冬期には屋外集熱器と屋内集放熱器でヒート
パイプを構成して従来と同様に屋内の暖房を行な
い、夏期には屋内集放熱器と屋外放熱器でヒート
パイプを構成して屋内の冷房を行なうことがで
き、いずれの場合も動力を必要としない。したが
つて夏期に冷房を必要とするような場合でも、従
来のように他に冷房装置を設ける必要がなく、経
済的である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は冷暖
房装置を備えた建物の一部分を切欠いて示した側
面図、第２図は冬期におけるヒートパイプの作動
状態を概略的に示す説明図、第３図は夏期におけ
るヒートパイプの作動状態を概略的に示す説明図
である。１……建物、２，３……室、４……屋外集熱
器、５……屋外放熱器、６，７……屋内集放熱
器、８……ガス移送管、９……凝縮液移送管。

Claims

【特許請求の範囲】

１屋外に配置された屋外集熱器４と、屋外に配
置された屋外放熱器５と、建物１の少なくとも１
つの室２，３内に配置された屋内集放熱器６，７
と、屋外集熱器４、屋外放熱器５および屋内集放
熱器６，７の上部同志を連結するガス移送管８
と、屋外集熱器４、屋外放熱器５および屋内集放
熱器６，７の下部同志を連結する凝縮液移送管９
とからなり、少なくとも凝縮液移送管９の屋外集
熱器４側の部分および屋外放熱器５側の部分に凝
縮液移送管９の開閉手段が設けられるとともに、
少なくともガス移送管８の屋外集熱器４側の部分
にガス移送管８の開閉手段が設けられているヒー
トパイプを利用した建物の冷暖房装置。