JPH0255693B2 - - Google Patents

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JPH0255693B2
JPH0255693B2 JP57055575A JP5557582A JPH0255693B2 JP H0255693 B2 JPH0255693 B2 JP H0255693B2 JP 57055575 A JP57055575 A JP 57055575A JP 5557582 A JP5557582 A JP 5557582A JP H0255693 B2 JPH0255693 B2 JP H0255693B2
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JP
Japan
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heat
refrigerant
pipe
section
receiving
Prior art date
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Application number
JP57055575A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58173341A (ja
Inventor
Hachiro Koma
Masaharu Myanari
Akira Horie
Yoshitsugu Masuguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Refrigeration Co, Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Refrigeration Co
Priority to JP57055575A priority Critical patent/JPS58173341A/ja
Publication of JPS58173341A publication Critical patent/JPS58173341A/ja
Publication of JPH0255693B2 publication Critical patent/JPH0255693B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/90Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F24S10/95Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、太陽熱温水器に関するものであ
る。
従来、たとえば実開昭56−72144号に示すもの
は、蓄熱部内の中央部に熱を受給するための冷水
供給管を通し、蓄熱部内に冷媒を供給して冷水供
給管に放熱する構成であつたため、冷媒が蓄熱部
の外周から放熱されて熱交換効率が悪くなり、こ
のため蓄熱部の断熱性能を高めるとコスト高また
は構造が複雑になるという欠点があつた。また、
蓄熱部内に作動流体蒸発管と作動流体供給管とを
接続しているため、蓄熱部の接続部が増加して蓄
熱部の構造が複雑になり、また屋根上等の高所で
の蓄熱部と作動流体蒸発管等との接続作業が増加
し、しかもこれらにより接続部の水漏れ防止に対
する信頼性が低下するという欠点があつた。また
このため、受熱部となる作動流体蒸発管の本数を
増大することが制約される。
これらの欠点を解決するものとして提案された
この発明の基礎となる太陽熱温水器は第4図のよ
うなものである。すなわち、冷媒が水に冷却され
潜熱を放出して凝縮(気体から液体へ態変換)す
る放熱部Aを蓄熱タンクB内に配設し、冷媒が太
陽熱を受けて沸騰蒸発する受熱部Cを、複数本の
採熱パイプDで構成し、上ヘツダーEおよび下ヘ
ツダーFにより各採熱パイプDの上下端部をそれ
ぞれ連通するとともに、上ヘツダーEの一端部を
放熱部Aに接続している。そして放熱部Aと受熱
部Cとの間を冷媒が循環しやすいように通常傾斜
をつけている。
しかしながら、この太陽熱温水器は、受熱部C
で気化して放熱部Aに上昇流動する冷媒と、放熱
部Aで液化して傾斜に沿つて流下する冷媒とが接
続部Gで混合し、それぞれの冷媒の流れを妨げる
という現象が生じ、そのため冷媒の循環が悪くな
り、ヒートパイプの熱輸送能力が低下するという
欠点があつた。また放熱部Aで液化した冷媒の帰
還路は、接続部Gから受熱部Cの上ヘツダーEお
よび第1の採熱パイプD1に流下し、上ヘツダー
Eを通じて第2、第3の採熱パイプD2,D3を順
次満たしていく行程となる。ところがそのため、
遠い側の採熱パイプD6〜D8に十分に届かず、液
体冷媒が満たされない状態で蒸発・凝縮のサイク
ルが行われることが往々にしてある。なお便宜上
図において、点々で液体冷媒を表わし、小丸で気
体冷媒を表わしている。その結果、採熱パイプ
D6〜D8では潜熱による採熱が十分に行われず、
気体冷媒が顕熱として受熱するだけであり、全体
として受熱部Cの採熱効率が悪くなるという欠点
があつた。
したがつて、この発明の目的は、蓄熱タンクの
水と放熱部との熱交換効率がよく蓄熱タンクを安
価で簡単な構造にできるとともに、接続作業が簡
単になり、また水漏れ防止に対する信頼性がよ
く、受熱部のパイプ数の増大が可能で、しかも熱
輸送能力および採熱効率を向上することができる
太陽熱温水器を提供することである。
この発明の第1の実施例の太陽熱温水器を第1
図および第2図に示す。すなわち、この太陽熱温
水器は、平板状の外ケース1の上端部にタンクカ
バー2を設け、タンクカバー2内に一対の蓄熱タ
ンク3a,3bを内装し、タンク3a,3bの相
互を連結するとともに一方のタンク3aにシスタ
ーン4を設け、ボールタツプ5を介して給水管6
を連結し、他方のタンク3bに給湯管(図示省
略)を連結している。外ケース1には一対のヒー
トパイプ7a,7bが敷設され、ガラス8で上面
が被覆されている。これらの各ヒートパイプ7
a,7bは放熱部(凝縮部)9と、受熱部(蒸発
部)10からなり、放熱部9は表面に多数のフイ
ン11を張設して、各タンク3a,3b内の底部
に所定の勾配を付けて配設している。受熱部10
は第2図のように複数本の採熱パイプ12a〜1
2gを並列に並べ、それらの上端および下端を上
ヘツダー13および下ヘツダー14で連通連結し
たものである。そして放熱部9の接続部15と受
熱部10とをつぎのように接続する。すなわち、
放熱部9の接続部15に内管16を設けて二重管
構造となし、その内管16と受熱部10の上ヘツ
ダー13の流出口とを連通連結し、二重管部の外
管(接続部15)に復路パイプ17の上端を接続
し、その下端を受熱部10の下ヘツダー14の流
入口に接続する。前記内管16の外管内の位置は
外ケース1が所定の勾配で配置されてサイクル動
作が行われているときに、接続部15を流下する
液体冷媒の液面の上位に位置するものとする。な
おヒートパイプ内の点々は液体冷媒を示し、小丸
は気体冷媒を示す。
この太陽熱温水器は、タンクカバー2側を上位
にして所定の勾配で建物の屋根等に施工され、ヒ
ートパイプ7a,7b内には冷媒、たとえばフロ
ン(R−113)(登録商標)などが受熱部10を充
満させる程度に封入され、またタンク3bの給湯
管を閉弁し給水管6を水道に接続しておくとシス
ターン4により自動的にタンク3a,3b内に所
定水位まで水が満たされる。昼間の太陽熱によ
り、ガラス8を通して採熱パイプ12a〜12g
が加熱されると、内部の液体冷媒が加熱されて沸
騰蒸発し、この気体冷媒は勾配において上位側で
ある上ヘツダー13を通り、内管16を通つて放
熱部9に充満し、そのパイプおよびフイン11を
加熱し、もつてこれらに接触する水を加熱する。
放熱部9はタンク3a,3bの底部に配置されて
いるので、加熱された水は対流によつて水面へ上
昇し、冷たい水が常にフイン11等に接触して加
熱される。こうして潜熱を放熱した気体冷媒は凝
縮液化し、その液体冷媒は放熱部9の勾配に沿つ
て接続部15へ流下し、さらに内管16に流れ込
むことなくその下位を流下して外管に接続された
復路パイプ17に流れ込み、下ヘツダー14に流
下する。さらに下ヘツダー14から各採熱パイプ
12a〜12gに均等に流れ込み、重力によつて
採熱パイプ12a〜12dの液面が常に等しくな
るように分配が行われる。こうして再び太陽熱を
吸収して気化し、前記したルートで放熱部9に移
行する。
冷媒のサイクルはこのようにして繰り返えされ
るわけであるが、さらに気体冷媒および液体冷媒
の各動作を詳述すると、気体冷媒は要するに受熱
部10で気体が発生して放熱部9で消滅しそこに
圧力差が生じるため、常に受熱部10の上ヘツダ
ー13から内管16を通つて放熱部9へ移動す
る。したがつて、上ヘツダー13および内管16
が冷媒の往路となる。一方液体冷媒は放熱部9で
液体が発生して受熱部10で消滅するが、その間
は勾配にしたがつて重力により流下し、放熱部9
から外管を通つて復路パイプ17より下ヘツダー
14に流下し、下ヘツダー14から各採熱パイプ
12a〜12gに流入する。したがつて外管、復
路パイプ17および下ヘツダー14が復路とな
る。しかも二重管部の内管16は接続部15の液
面の上位に開口しているため、液体冷媒が内管1
6内に流れ込むことがなく、したがつて冷媒の往
程と復程とが完全に分離されることとなる。
このように構成したため、この太陽熱温水器は
従来のように放熱部の接続部で気体冷媒と液体冷
媒とが混合して相互の流れが妨げられることがな
くなる。そのためヒートパイプの熱輸送能力が従
来よりも向上したものとなる。同時に復程する液
体冷媒は下ヘツダーから各採熱パイプに流入し、
従来のように上ヘツダーから流入することが一切
ないので全採熱パイプの液面は常に同じになり、
一部の採熱パイプが気体冷媒として顕熱交換する
ことなく、全ての採熱パイプが潜熱交換作用をす
るので全体としての熱交換率が従来よりも向上す
る。
また、従来例と比較して、放熱部9が先端部の
閉成されたパイプ状であつて蓄熱タンク3a,3
b内に挿入する構成のため、放熱部9はすべて蓄
熱タンク3a,3b内の水に熱交換され、蓄熱タ
ンク3a,3bの断熱性能を高めることなく熱交
換効率がよくなる。さらに、受熱部10の流出口
は放熱部9の内管16に接続する構成のため、蓄
熱タンク3a,3bとの接続は放熱部9のみとな
り、蓄熱タンク3a,3bの構造が簡単になり、
接続作業が減少し、かつ水漏れ防止に対する信頼
性も向上し、受熱部10の本数および面積の増大
化が可能である。また受熱部10の本数および面
積が増えた場合、冷媒蒸気の流速が速くなり、ま
わりの冷媒と混合しやすくなるが、内管16によ
り混合を防止できる。
この発明の第2の実施例の太陽熱温水器を第3
図に示す。すなわち、これは内管16′の先端を
放熱部9の中間位置まで延長させたものである。
放熱部9は先端側ほど液化した液体冷媒の液面の
深さが小さく、したがつて内管の配置制限を受け
ることが少ないので製造が容易であり、しかも冷
媒の循環路の完全分離化が容易である。
以上のように、この発明の太陽熱温水器は、放
熱により冷媒を凝縮させるものであつて蓄熱タン
ク内に挿入するパイプ状に形成されるとともに先
端部が閉成ささた放熱部と、受熱により冷媒を蒸
発させるものであつて上端部に流出口を形成し下
端部に流入口を形成した受熱部と、前記放熱部の
後端の接続部と前記受熱部の前記流入口とを接続
する復路と、前記放熱部の前記接続部内に設けら
れて前記受熱部の前記流出口が接続されるととも
に先端が前記放熱部の先端部側に延出した内管と
を備えたため、つぎの効果がある。
すなわち、前記内管により凝縮した冷媒が受熱
部の流入口に流入することがないので、凝縮冷媒
と蒸発冷媒の混合がなく熱輸送能力および採熱効
率が向上する。また放熱部と受熱部の接続が1箇
所であるため、その接続が複数である場合と比較
して、接続構造が簡単になり、屋根等の現場での
接続作業が簡単で安全になり(現場で放熱部と受
熱部とを接続した方が先に組み立てて運搬するよ
りも危険性や損傷がなくしかも便利である)、さ
らに接続箇所が少ないため水漏れ防止に対する信
頼性が高い。また放熱部が蓄熱タンク内に配置さ
れるため、放熱部内に冷水供給管供給管を通す場
合と比較して、外部から逃げる熱量が少ないため
熱交換効率がよく、外部へ熱が逃げるのを防止す
るため断熱構造を厳しくする必要がなく、放熱部
の圧力と蓄熱タンクの水圧と差が少ないため耐圧
に対する対策が簡単でシール性も簡単になる。ま
たこの結果、コストを大幅に低減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例の太陽熱温水
器の一部破断斜視図、第2図はその概略平面図、
第3図は第2の実施例の概略平面図、第4図はこ
の発明の基礎となる太陽熱温水器の概略平面図で
ある。 3a,3b……蓄熱タンク、7a,7b……ヒ
ートパイプ、9……放熱部、10……受熱部、1
2a〜12g……採熱パイプ、13……上ヘツダ
ー、14……下ヘツダー、15……接続部、1
6,16′……内管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 放熱により冷媒を凝縮させるものであつて蓄
    熱タンク内に挿入するパイプ状に形成されるとと
    もに先端部が閉成された放熱部と、受熱により冷
    媒を蒸発させるものであつて上端部に流出口を形
    成し下端部に流入口を形成した受熱部と、前記放
    熱部の後端の接続部と前記受熱部の前記流入口と
    を接続する復路と、前記放熱部の前記接続部内に
    設けられて前記受熱部の前記流出口が接続される
    とともに先端が前記放熱部の先端部側に延出した
    内管とを備えた太陽熱温水器。
JP57055575A 1982-04-02 1982-04-02 太陽熱温水器 Granted JPS58173341A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57055575A JPS58173341A (ja) 1982-04-02 1982-04-02 太陽熱温水器

Applications Claiming Priority (1)

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JP57055575A JPS58173341A (ja) 1982-04-02 1982-04-02 太陽熱温水器

Publications (2)

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JPS58173341A JPS58173341A (ja) 1983-10-12
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JP57055575A Granted JPS58173341A (ja) 1982-04-02 1982-04-02 太陽熱温水器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2006038508A1 (ja) * 2004-10-06 2008-05-15 タマティーエルオー株式会社 太陽電池システムおよび熱電気複合型太陽電池システム
PT103300B (pt) * 2005-06-30 2007-06-01 Joaquim Policarpo Da Silva Simoes Sistema solar para aquecimento de águas domésticas

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JPS58173341A (ja) 1983-10-12

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