JPH0544674Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は熱交換設備に係り、さらに詳しくは、
家屋に付設されて屋根上に積もつた雪を融かす融
雪機能を備えた熱交換設備に関する。

〔背景技術とその問題点〕 従来、屋根上に積もつた雪を融かすために屋根
上に敷設された電気的ヒータ線を用いる場合があ
つた。しかしながら、このような設備はランニン
グコストが多大であるため、あまり採用されず、
人手により雪下し作業をしなければならないこと
が多かつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、融雪機能を備えながら、ラン
ニングコストを安くできるとともに小屋裏の換気
および結露防止を行える熱交換設備を提供するこ
とである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

前記目的を達成するため本考案は、熱媒体を圧
縮する圧縮機と、屋根上に敷設されかつ前記熱媒
体が内部を流通する屋根上配管と、前記熱媒体と
外気との間で熱交換を行わせる空気熱交換器と、
前記熱媒体を熱源とする給湯器と、を設け、これ
らの各機器は配管および切換弁を介して接続さ
れ、この接続は、前記屋根上に積もつた雪の融雪
時には、圧縮機−屋根上配管−空気熱交換器−再
び圧縮機の順序で前記熱媒体の循環経路が形成さ
れ、前記屋根上配管による集熱利用の給湯時に
は、圧縮機−給湯器−屋根上配管−再び圧縮機の
順序で前記熱媒体の循環経路が形成され、前記空
気熱交換器利用の給湯時には、圧縮機−給湯器−
空気熱交換器−再び圧縮機の順序で前記熱媒体の
循環経路が形成されるよう構成し、これにより、
冬は空気熱源にて融雪を行い、夏は屋根上で太陽
熱を集熱して給湯を行い、また、冬でも融雪の必
要のないときは、空気熱源または屋根上での太陽
熱の集熱により給湯を行うようにし、さらに、前
記空気熱交換器を小屋裏に配置して小屋裏の換気
および結露防止を行うようにしたことを特徴とす
る。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図には本考案による熱交換設備の一実施例
が示され、図中、圧縮機１は熱媒体を圧縮する装
置であり、その熱媒体出口１Ｂ側は第１の三方切
替弁２の第１ポート２Ａに接続されている。三方
切替弁２の第２ポート２Ｂは前記熱媒体を熱源と
する給湯器３の熱媒体入口３Ａ側に接続され、三
方切替弁２の第３ポート２Ｃは屋根上配管４の熱
媒体入口４Ａ側に直接接続されている。

前記給湯器３の熱媒体出口３Ｂは第２の三方切
替弁５の第１ポート５Ａに接続され、三方切替弁
５の第２ポート５Ｂは第１の膨張弁６を介して前
記屋根上配管４の熱媒体入口４Ａ側に接続されて
いる。

また、第２の三方切替弁５の第３ポート５Ｃは
第３の三方切替弁７の第１ポート７Ａに接続され
ている。第３の三方切替弁７の第２ポート７Ｂは
前記屋根上配管４の熱媒体出口４Ｂ側に直接接続
され、第３の三方切替弁７の第３ポート７Ｃは第
２の膨張弁８を介して空気熱交換器９の熱媒体入
口９Ａ側に接続されている。空気熱交換器９は前
記熱媒体と外気との間で熱交換を行わせる装置で
あり、その熱媒体出口９Ｂは第４の三方切替弁１
０の第１ポート１０Ａに接続されている。

第４の三方切替弁１０の第２ポート１０Ｂは前
記屋根上配管４の熱媒体出口４Ｂ側に直接接続さ
れ、第４の三方切替弁１０の第３ポート１０Ｃは
前記圧縮機１の熱媒体入口１Ａ側に接続されい
る。

前記屋根上配管４は屋根１１上の略全面に渡つ
て蛇行して敷設され、かつ、前記熱媒体が配管内
部を流通するようになつている。

また、前記空気熱交換器９は、送風フアン１２
と前記熱媒体がその内部を循環するコイル部１３
とを備え、第２および第３図に示されるように、
屋根１１の下方に位置する小屋裏１１Ａに設けら
れている。

次に、本実施例の熱媒体循環経路につき説明す
る。

第４図には、冬季における前記屋根１１上に積
もつた雪の融雪時の熱媒体循環経路が示されてい
る。

同図に示されるように、前記熱媒体は圧縮機１
から第１の三方切替弁２を介して屋根上配管４に
流通され、屋根上配管４から第３の三方切替弁７
および第２の膨張弁８を介して空気熱交換器９に
流通された後、再び圧縮機１へと循環されるよう
になつている。この場合、空気熱交換器９におい
て空気熱が集熱され、屋根上配管４において放熱
され、この結果、空気熱源により融雪が行われる
こととなる。

第５図には、夏季あるいは冬季であつて融雪が
必要がないときにおける前記屋根上配管４による
集熱利用の給湯時の熱媒体循環経路が示されてい
る。

同図に示されるように、前記熱媒体は圧縮機１
から第１の三方切替弁２を介して給湯器３に流通
され、給湯器３から第２の三方切替弁５および第
１の膨張弁６を介して屋根上配管４に流通され、
屋根上配管４から再び圧縮機１へと循環されるよ
うになつている。この場合、屋根上配管４におい
て太陽熱が集熱され、給湯器３において放熱さ
れ、この結果、太陽熱源により給湯が行われるこ
ととなる。

第６図には、冬季において融雪が必要なく、か
つ、曇天等の理由から屋根上配管４による集熱が
効率的に行えない場合における前記空気熱交換器
９による集熱利用の給湯時の熱媒体循環経路が示
されている。

同図に示されるように、前記熱媒体は圧縮機１
から第１の三方切替弁２を介して給湯器３に流通
され、給湯器３から第２の三方切替弁５、第３の
三方切替弁７および第２の膨張弁８を介して空気
熱交換器９に流通され、空気熱交換器９から再び
圧縮機１へと循環されるようになつている。この
場合、空気熱交換器９において空気熱が集熱さ
れ、給湯器３において放熱され、この結果、空気
熱源により給湯が行われることとなる。

このような本実施例によれば、冬は空気熱源に
て融雪を行うことができ、電気的ヒータ線を用い
る場合等と異なり、極めて低いランニングコスト
で融雪を行うことができる。

また、夏は屋根上で太陽熱を集熱して給湯を行
うことができる。この際、屋根１１が冷却される
こととなるので、室内の冷房能力の補助となり、
この点からも省エネルギーに寄与することができ
る。

また、冬でも融雪の必要のないときは、空気熱
源または屋根上での太陽熱の集熱のいずれによつ
ても給湯を行うことができる。この空気熱源で行
うか屋根上太陽熱で行うかは、いずれが熱的に効
率がよいかにより選択でき、この選択は適宜なセ
ンサ、例えば外気温度センサと屋根面温度センサ
とを設けてこれらの両センサからの信号により自
動的に選択できるようにすることもできる。

しかも、本実施例では前記給気熱交換器９が小
屋裏１１Ａに設けられているので、小屋裏１１Ａ
の換気および結露防止を行わせることができる。

第７および８図には前記以外の実施例が示され
ている。同図において、屋根１１上にはヒートパ
イプ配管１５が敷設され、このヒートパイプ配管
１５は上部水平配管１５Ａ、下部水平配管１５Ｂ
およびこれらの両配管１５Ａ，１５Ｂ間に架け渡
された複数の並列の垂直配管１５Ｃから略横置き
梯子形に構成されている。前記上部水平配管１５
Ａおよび下部水平配管１５Ｂ内には前記屋根上配
管４の上部配管４Ｃおよび下部配管４Ｄが挿通さ
れ、第５および第６の三方切替弁１６および１７
の切り替え操作により前記上部水平配管１５Ａ内
または下部水平配管１５Ｂ内のいずれか一方の屋
根上配管４Ｃあるいは４Ｄのみに前記熱媒体が循
環されるようになつている。

この実施例では、冬には下部水平配管１５Ｂ内
の屋根上配管４Ｄに前記熱媒体を循環させて下部
水平配管１５Ｂを蒸発部として垂直配管１５Ｃを
凝縮部として用い、夏には上部水平配管１５Ａ内
の屋根上配管４Ｃに前記熱媒体を循環させて上部
水平配管１５Ａを凝縮部として垂直配管１５Ｃを
蒸発部として用いることができる。従つて、集熱
効率が向上されて屋根上配管４を極めて短いもの
とすることができる。

また、第９図に示されるように、上部水平配管
１５Ａおよび下部水平配管１５Ｂが屋根上配管４
の内側に配置されるものであつてもよく、さら
に、第９図の実施例において、ヒートパイプ配管
１５の上部水平配管１５Ａおよび下部水平配管１
５Ｂをなくし、各垂直配管１５Ｃを独立させ、こ
れらの垂直配管１５Ｃの上端および下端をそれぞ
れ屋根上配管４の上部配管４Ｃおよび下部配管４
Ｄ内に挿入したものでもよい。

なお、切替弁の種類および数、あるいは、前記
熱媒体の循環路についても図示の場合に限られな
い。

〔考案の効果〕

上述のように本考案によれば、融雪機能を備え
ながら、ランニングコストを安くできるとともに
小屋裏の換気および結露防止を行える熱交換設備
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による熱交換設備の一実施例の
全体構成を示す斜視図、第２および３図は前記実
施例の空気熱交換器の配置を示す斜視図および正
面図、第４，５および６図はそれぞれ前記実施例
の互いに異なる循環経路を示す構成図、第７およ
び８図は前記以外の実施例の屋根上配管を示す斜
視図および断面図、第９図はさらに異なる実施例
の屋根上配管を示す断面図である。 １……圧縮機、２，５，７，１０，１６，１７
……三方切替弁、３……給湯器、４……屋根上配
管、４Ｃ……上部配管、４Ｄ……下部配管、６，
８……膨張弁、９……空気熱交換器、１１……屋
根、１１Ａ……小屋裏、１５……ヒートパイプ配
管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 熱媒体を圧縮する圧縮機と、 屋根上に敷設されかつ前記熱媒体が内部を流
   通する屋根上配管と、 前記熱媒体と外気との間で熱交換を行わせる
   空気熱交換器と、 前記熱媒体を熱源とする給湯器と、 前記圧縮機の熱媒体出口側に接続される第１
   ポート、前記給湯器の熱媒体入口側に接続され
   る第２ポート、および前記屋根上配管の熱媒体
   入口側に接続される第３ポートを有し、第１ポ
   ートが第２ポート、第３ポートのいずれか一方
   に選択的に接続される第１の三方切替弁と、 前記給湯器の熱媒体出口側に接続される第１
   ポート、前記屋根上配管の熱媒体入口側に接続
   される第２ポート、および第３ポートを有し、
   第１ポートが第２ポート、第３ポートのいずれ
   か一方に選択的に接続される第２の三方切替弁
   と、 この第２の三方切替弁の第３ポートに接続さ
   れる第１ポート、前記屋根上配管の熱媒体出口
   側に接続される第２ポート、および前記空気熱
   交換器の熱媒体入口側に接続される第３ポート
   を有し、第３ポートが第１ポート、第２ポート
   のいずれか一方に選択的に接続される第３の三
   方切替弁と、 前記空気熱交換器の熱媒体出口側に接続され
   る第１ポート、前記屋根上配管の熱媒体出口側
   に接続される第２ポート、および前記圧縮機の
   熱媒体入口側に接続される第３ポートを有し、
   第３ポートが第１ポート、第２ポートのいずれ
   か一方に選択的に接続される第４の三方切替弁
   と、 を備え、 前記空気熱交換器を小屋裏に配置した ことを特徴とする熱交換設備。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱交換
   設備において、屋根上に上部配管、下部配管、
   およびこれらの配管を接続する垂直配管を有す
   るヒートパイプを配設するとともに、このヒー
   トパイプの上部配管、下部配管とそれぞれ熱交
   換する上部配管および下部配管を前記屋根上配
   管に設け、この屋根上配管の上部配管、下部配
   管のいずれか一方に切換弁を介して前記熱媒体
   を選択的に流通させることを特徴とする熱交換
   設備。