JPH0125248Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、太陽熱等の自然エネルギーを利用し
た集熱装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、太陽熱を利用した太陽熱温水器は集熱板
と断熱材、透過体（ガラス）で構成された集熱器
を複数枚屋根面に設置し、蓄熱槽を前記集熱器と
一体にした汲置式や、蓄熱槽を地上に設置し、前
記集熱器と蓄熱槽の間を集熱媒体で循環させる強
制循環システムが一般に知られている。

上記、従来の太陽熱温水器は、集熱器自体が大
きくかつ重いため、屋根荷重、耐風圧等から設置
上の制約を受けることや、太陽日射の得られない
曇天時や雨天時には集熱作用が行なわれない等の
欠点があつた。

考案の目的 本考案は従来の太陽熱温水器のもつ欠点であつ
た集熱器の小型、軽量化を計り、設置上の制約を
取り除くとともに、集熱装置の作動信頼性を高め
んとするものである。

考案の構成 上記目的を達成するため、本考案は太陽熱の集
熱手段にヒートポンプサイクルを導入し、集熱器
に冷媒を直接流し、外気温度より低い温度で蒸発
させることによつて、太陽熱と大気熱を併せて吸
収する。したがつて曇天、雨天時にも集熱運転可
能となり集熱量の増大が図れ、集熱器の小型、軽
量化が図れる。又、集熱媒体にフロン12を使用し
た場合にはサイクル内許容水分量が少ないため凝
縮器出口冷媒配管中にドライヤー（乾燥剤）を装
着することにより、膨張弁でのアイスチヨークを
防止し、集熱運転の信頼性を高めることが出来
る。更に集熱装置を集熱ユニツト、熱交換ユニツ
ト、蓄熱槽ユニツトの３ユニツト構成とし、前記
集熱ユニツトと熱交換ユニツトの間を、冷媒接続
配管で接続し、かつ集熱ユニツト側をワンシヨツ
トカツプリング熱交換ユニツト側をセルフシール
カツプリングとし、前記ドライヤーを熱交換ユニ
ツト内に装着することにより、集熱装置を移設す
る際ポンプダウン運転により、冷媒を熱交換ユニ
ツトに回収し、移設を容易に行うことが出来る。

実施例の説明 本考案の実施例を図面にもとづき説明する。１
は集熱器であり、集熱フイン１ａ、集熱パイプ１
ｂで構成され、前記集熱フイン１ａに集熱パイプ
１ｂを挿入後拡管することによつて相互に密着固
定され、その後塗装処理がなされる。２は膨張弁
であり、この膨張弁２の出口管端は、前記集熱器
１の集熱器入口パイプ１ｂに接続されている。又
膨張弁２の入口管端は高圧側ワンシヨツトカツプ
リング３ａに接続されている。６は前記膨張弁２
の感温筒であり集熱器１の集熱出口パイプ４の管
壁に固定されている。集熱出口パイプ４の管端は
低圧側ワンシヨツトカツプリング５ａに接続され
ている。７は集熱器枠体であり以上により集熱ユ
ニツトを構成する。

８は圧縮機であり、この圧縮機８の吸入側には
アキユームレータ９を介して低圧側セルフシール
カツプリング１０ａが接続されている。１１は冷
媒と水の熱交換器であり、冷媒凝縮用の扁平管と
水加熱用扁平管を交互に積層し周囲を断熱材にて
覆つている。前記圧縮機８の吐出管１２は前記冷
媒凝縮用扁平管の上部管端に接続される。一方凝
縮用扁平管の下部管端はドライヤー１３を介して
高圧側セルフシールカツプリング１４ａに接続さ
れている。１５は水循環ポンプであり、吸込側に
は水循環吸込ホース１６が固着されている。又水
循環ポンプ１５の吐出側は水加熱用扁平管の下部
管端に接続される。１７は前記水加熱用扁平管の
上部管端に固着された水循環戻りホースである。
１８は外装ケースであり以上により熱交換ユニツ
トを構成する。

１９は蓄熱槽であり給水管２０、出湯管２１、
及び水循環吸込接続管２２、水循環戻り接続管２
３を具備する。２４は断熱材、２５は外装ケース
で以上により蓄熱槽ユニツトを構成する。

前記集熱ユニツトと熱交換ユニツトは管端に高
圧側ワンシヨツトカツプリング３ｂと高圧側セル
フシールカツプリング１４ｂを備えた高圧接続配
管２５と、管端に低圧側ワンシヨツトカツプリン
グ５ｂと低圧側セルフシールカツプリング１０ｂ
を備えた低圧接続配管２６により連結され、圧縮
機８→吐出管１２→凝縮用扁平管→ドライヤ→高
圧側→セルフシールカツプリング１４ａ，１４ｂ
→高圧接続配管２５→高圧側ワンシヨツトカツプ
リング３ｂ，３ａ→膨張弁２→集熱パイプ１ｂ→
集熱出口パイプ４→低圧側ワンシヨツトカツプリ
ング５ａ，５ｂ→低圧接続配管２６→低圧側セル
フシールカツプリング１０ｂ，１０ａ→アキユー
ムレータ９を順次連結する集熱回路を構成する。
前記集熱回路には集熱媒体としてフロン12が充填
されている。一方熱交換ユニツトと蓄熱槽ユニツ
トは、蓄熱槽１９の水循環吸込接続管２２と熱交
換ユニツトの水循環吸込ホース１６、水循環戻り
接続管２３と水循環戻りホース１７をそれぞれ着
脱自在に固定することにより、蓄熱槽１９→水循
環吸込接続管２２→水循環吸込ホース１６→水循
環ポンプ１５→水加熱用扁平管→水循環戻りホー
ス１７→水循環戻り接続管２３を順次連結する水
加熱回路を構成する。

上記構成における作用を説明する。集熱運転は
圧縮機８と水循環ポンプ１５を駆動することによ
りなされる。すなわち、圧縮機８にて圧縮された
フロン12は高温、高圧になり吐出管１２を介して
冷媒と水熱交換器１１の凝縮用扁平管の上部管端
より流入し、下方へと流動する。この間に凝縮用
扁平管に隣接された水加熱用扁平管を流動する給
湯水に放熱し、凝縮液化する。こうして液化した
冷媒は凝縮用扁平管の下部管端より流出しドライ
ヤー１３を通り高圧側セルフシールカツプリング
１４ａ，１４ｂ高圧接続配管２５、高圧側ワンシ
ヨツトカツプリング３ｂ，３ａを通り集熱ユニツ
トの膨張弁２に至り、膨張弁２を通る間に断熱膨
張し、低温、低圧の２相未蒸発冷媒となつて、集
熱パイプ１ｂの下方に流入する。そして集熱フイ
ン１ａとの作用により太陽熱、大気熱より集熱
し、順次蒸発ガス化し、集熱出口パイプ４では低
温、低圧の完全なガス状となり低圧側ワンシヨツ
トカツプリング５ａ，５ｂ、低圧接続配管２６、
低圧側セルフシールカツプリング１０ｂ，１０ａ
を通り圧縮機アキユームレータ９にもどる。以下
同様の集熱サイクルを繰り返すのである。

一方蓄熱槽９の給湯水は水循環ポンプ１５の作
用により、水循環吸込接続管２２、吸込ホース１
６、水循環ポンプ１５、冷媒と水熱交換器の水加
熱用扁平管、戻りホース１７、戻り接続管２３の
順に流動し、前記水加熱用扁平管を流動する間に
冷媒の凝縮熱により加熱される。以下同様の水加
熱運転を継続することにより、蓄熱槽１９内の給
湯水は除々に昇温する。尚、蓄熱槽１９内の湯温
が設定湯温に達すると集熱運転を停止する。

次に移設時のポンプダウン運転について説明す
る。ポンプダウン運転時には、熱交換ユニツトの
高圧側セルフシールカツプリング１４ａと１４ｂ
の接続を解除し、圧縮機８を30〜45秒程度運転す
る。これにより、高圧接続配管２５、集熱器１、
低圧接続配管２６に存在する冷媒を熱交換ユニツ
ト内に汲み上げる。そして熱交換ユニツトの低圧
セルフシールカツプリング１０ｂ，１０ａの接続
を解除し、圧縮機８を停止するのである。

考案の効果 本考案は、圧縮機、凝縮器、ドライヤ、膨張
弁、集熱器を環状連結した集熱回路と、蓄熱槽、
水循環ポンプ、水加熱器を環状連結した水加熱回
路を備え、前記凝縮器と水加熱器を伝熱関係に保
持して集熱装置を構成し、かつ、前記集熱装置
を、集熱ユニツト、熱交換ユニツト、蓄熱槽ユニ
ツトの３つのユニツト構成とし、前記ドライヤー
を熱交換ユニツトの高圧液状配管部に装着すると
ともに集熱ユニツト側ワンシヨツトカツプリング
と、熱交換ユニツト側セルフルーツカツプリング
を介して配管接続することにより、 (1) 集熱器で太陽熱と大気熱を吸収する能力が付
与され曇天、雨天時の集熱運転が可能となる。
したがつて集熱量が増大され集熱器の小型化と
軽量化を達成することが出来る。又、曇天、雨
天時にも集熱作用が行なわれることにより確実
性の高い給湯エネルギーを作ることが出来る。

(2) 集熱器の小型、軽量化は屋根荷重の軽減、耐
風圧特性の改善となり設置性が大巾に向上す
る。

(3) 冷媒集熱回路中にドライヤーを装着すること
により、冷媒中に水分が混入した場合にも、膨
張弁オリフイス部への氷結（アイスチヨーク）
を防止し適正な集熱運転を継続することが出来
る。特に集熱媒体にフロン12を用いる場合に
は、フロン12に含みうる水分量が少ないため、
特に有効である。

(4) 前記ドライヤーを熱交換ユニツト内に位置さ
せることにより、ポンプダウン後もセルフシー
ルカツプリングで熱交換ユニツトの冷媒回路が
密閉保持されるため、空気中の水分をドライヤ
ーが吸着することがないため、移設後の再使用
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示す集熱回路構成図で
ある。 １……集熱器、２……膨張弁、３……圧縮機、
１１……冷媒と水熱交換器、１３………ドライヤ
ー、１５……水循環ポンプ、１６……吸込ホー
ス、１７……戻りホース、１９……蓄熱槽、２２
……吸込接続管、２３……戻り接続管、２５……
高圧接続配管、２６……低圧接続配管、３ａ，３
ｂ……高圧側ワンシヨツトカツプリング、５ａ，
５ｂ……低圧側ワンシヨツトカツプリング、１４
ａ，１４ｂ……高圧側セルフシールカツプリン
グ、１０ａ，１０ｂ……低圧側セルフシールカツ
プリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 集熱器、圧縮機、凝縮器、膨張弁を順次環状に
   連結してなる集熱回路と、蓄熱槽、水循環ポン
   プ、水加熱器を連結してなる水加熱回路を備え、
   前記凝縮器と水加熱器を伝熱関係に保持してなる
   集熱装置において、集熱器と膨張弁及び高低圧接
   続ワンシヨツトカツプリングからなる集熱ユニツ
   トと、圧縮機、凝縮器、水加熱器、水循環ポン
   プ、高低圧接続セルフシールカツプリング及び水
   循環ホースからなる熱交換ユニツトと、蓄熱槽及
   び水循環出入口接続パイプからなる蓄熱槽ユニツ
   トで構成し、前記集熱器ユニツトと熱交換ユニツ
   トを冷媒配管で、前記熱交換ユニツトと蓄熱槽ユ
   ニツトを水循環ホースでそれぞれ接続するととも
   に、前記熱交換ユニツトの凝縮器出口冷媒配管中
   にドライヤーを装着してなる集熱装置。