JPS58213163A - 太陽熱・大気熱集熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気及び太陽熱を蒸発器の熱源に、石油又は
ガスを発生器の熱源とし、凝縮器よつ給湯又は暖房の熱
を取り出す太陽熱・ヒートポンプシステムに関するもの
である。

従来のこの種のシステムは第１図に示すように構成され
ている。即ち加圧装置（１）により潜熱媒体の作動液を
バーナー（２）を有する発生器（３）に圧送し、ガス化
して高温高圧ガスをエジェクター（４）に送り込む。エ
ジェクター（４）内で作動ガスは高速流となり、蒸発器
（５）内を低圧にし、膨張装置（６）で低圧になった作
動液を蒸発させ、エジェクタ−（４）で発生器（３）の
ガスと合流し、内部に水等の蓄熱材を有する蓄熱槽（７
）内の凝縮器（８）で液化し、凝縮潜熱として蓄熱槽（
７）に蓄熱される。この場合、上記構成のヒートポンプ
システムの成績係数を、凝縮器（８）で得た熱量をバー
ナー（２）への入力熱着と加圧装置（１）の消費エネル
ギーの和で除した値と定義した場合、現状では２以下の
値であつ、良好なものとは言えなかった。

一方、第２図番こ示すような加圧装置（１）、による循
環集熱システムの性能を考えてみると、日射量が大きく
凝縮器温度の低いときには、蒸発器（５）、即ち集熱器
での取得熱量を加圧装置（１）の消費エネルギーで除し
た値であるエネルギー取得率が大きくなるが、日射量が
小さく凝縮器温度が高いときには、前記エネルギー取得
率が著しく小さくなり、システムの成績係数も低くなる
という欠点を有しＣいた。前記の第１図に示すヒートポ
ンプシステムと第２図に示す熱媒循環集熱システムの性
能を比較すると第３図に示すようになり、Ｘ軸の埴が小
さい部分即ち、凝縮器温度が低く日射量が大きい部分で
は、破線で示す＠媒循環集熱システムの方が１点鎖線で
示すヒートポンプシステムよりエネルギー取得率が大き
くなる。反対に、Ｘ軸の値より１点鎖線で示すヒートポ
ンプシステムの方がエネルギー取得率が高くなる。

本発明は上記従来のヒートポンプシステムの欠点を除去
するために為されたもので、日射量が大きく、又凝縮器
内温度が低い場合に、エネルギー取得率を向上させ全体
のシステム効率を向上させることを目的とするものであ
る。

上記目的を達成するために本発明は潜熱媒体を　゛作動
媒体とし石油又はガスの燃焼熱を熱源とする発生器と、
エジェクターと、給湯及び暖房用の熱を取り出す凝縮器
と、加圧装置とを閉回路状に順番に接続し、凝縮器と加
圧装置との接続管より分岐して膨張装置を介して空気及
び太陽熱を熱源とする蒸発器を接続し、この蒸発器をエ
ジェクターの吸込口に接続し、前記加圧装置と発生器と
をつなぐ接続管に三方弁を設け、この三方弁の分岐口を
膨張装置と蒸発器との接続管にバイパス配管したもので
ある。本発明は上記構成とすることによって、日射量が
小さく、凝縮器温度が高い場合、即ち第３図で示すＸ軸
の値がＡ点より大きい場合は、三方弁の流れ方向を主方
向にして、発生器に作動液を流し、石油又はガス燃焼加
熱によ′るヒートポンプ運転を行ない、一方、日射量が
大きく、凝縮器温度が低い場合、即ち第３図で示すＸ軸
の値がＡ点より小さい場合は、三方弁をバイパス側に切
り換えて発生器の燃焼を止め、膨張装置を通さず直接に
蒸発器に作動液を送り込み、加圧装置による熱媒循環集
熱が行なわれるため、本発明における太陽熱・ヒートポ
ンプシステムの特性は第５図に示すものとなり、システ
ムの成績係数が大幅に向上することとなる。

以下、本発明の一実施例を第４図及び第５図に基づいて
説明する。図において、（Ｕ）は日射量検知手段であり
、蓄熱槽（１２）内に設けた凝縮器■）の凝縮器温度検
知手段部）の信号を制御ボックス（１５）！こ取り込み
、潜熱媒体の作動液をバーナーω）を有する発生器０７
）に圧送する加圧装置０６）と石油又はガスの燃焼熱を
熱源とする発生器０７）との間に設けられた三方弁０８
）の流れ方向と、バーナーの）の燃焼を士、；御する。

更に前記三方弁０８）の分岐口より、加圧装置ｆｙ、）
と蒸発器（２０）との接続部へバイパス配管されている
。

（’２［）は膨張装置、（２２）はエジェクターである
。

次に上記構成における運転状態を説明すると、凝縮器温
度検知手段０４）の値を日射量検知手段（１１）の値で
除した値が第３図のＡ点より大きい場合、即ち日射量が
小さく、凝縮器温度か募い場合は、三方弁（１８）の流
れ方向を主方向にして、発生器（’１７＞内のバーナー
（１９）を燃焼させ、高温高圧蒸気をエジェクター（２
２）に送り込み、エジェクター（２２）の吸引力により
蒸発器■）に作動液を膨張装置（”２１）を介して５［
き述み、低温低圧で蒸発させ、蒸発潜熱とし゛Ｃ蒸発器
（２の周囲の空気及び太陽熱より熱を吸収すると同時に
、作動媒体をガス状態でエジェクター（２２）において
発生器付）のガスと合流させ、凝縮器（１３）に送り液
化させ、凝縮潜熱として蓄熱槽（１２）内に取り込み、
給湯、暖房等のエネルギーに利用するヒートポンプ運転
を行なう。一方、凝縮器温度検知手段０４）の値を日射
量検知手段（ｎ）の値で除した値が第３図のＡ点より小
さい場合、即ち日射量が大きく、凝席器温度が低い場合
は、三方弁α８）の流れ方向番バイパス側に切り換え、
発生器（ｆ７）内のバーナー（１９）の燃焼を停止させ
、作動液を加圧装置□□□）により発生器（ｒり及び膨
張装置Ｃ２１）を通さずに蒸発器（２０）に送り込み、
蒸発器（２のにあたる太陽熱を吸収し、凝縮器■）にお
いＣ熱を回収する。このように日射量及び凝縮温度に応
じて三方弁０８）の流れ方向を切り換えることにより、
比較的単純な構成にて、ヒートポンプ運転と熱媒循環集
熱運転とを切り換えることが可能になる。

以上のように本発明の太陽熱・ヒートポンプシステムに
よれば、ヒートポンプ運転と熱媒循環集熱運転とを切り
換えることにより、大幅な性圭向上を達成できるという
効果が得られる。即ち、現状のヒートポンプシステムの
成績係数は高々１５哩度であり、機械圧縮式のヒートポ
ンプシステムにおいても３程度であるの１こ対し、日射
量が大きく、凝縮器温度が低い状態では２０以上の成１
係数を有する熱媒循環運転を取り入れた本発明の太陽熱
・ヒートポンプシステムにおいては、５以上の成績係数
を実現でき、単純な構成で高効率運転を行なえるという
効果が得、られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプシステムの構成図、第２図
は従来の熱媒循環集熱システムの構成図、第３図は第１
図及び第２図に示すシステムの性能を示すグラフ、第４
図は本発明の一実施例による太陽熱・ヒートポンプシス
テムの構成図、第５図は同じく本発明の一実施例による
太陽熱・ヒート　　□ポンプシステムの性能を示すグラ
フである。 （Ｕ）−・日射量検知手段、■）・−蓄熱槽、（Ｌ３）
・・・凝縮器、（１４）・・−凝縮器温度検知手段、ω
）・・−制御ボックス、（１６）　Ｓ・・・加熱装置、
０７）・・・発生器、（迄）・・・三方弁、（１９）・
・・ノ＜−ナー、（２０）・・・蒸発器、（２１）・・
・膨張装置、０２）・・・エジェクター 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 第３図 第５図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、潜熱媒体を作動媒体とし石油又はガスの燃焼熱を熱
   源とする発生器と、エジェクターと、給湯及び暖房用の
   熱を取り出す凝縮器と、加圧装置とを閉回路状番こ順番
   に接続し、凝縮器と加圧装置との接続管より分岐して膨
   張装置を介して空気及び太陽熱を熱源とする蒸発器を接
   続し、この蒸発器をエジェクターの吸込口に接続し、前
   記加圧装置と発生器とをつなぐ接続管に三方弁を設け、
   この三方弁の分岐口を膨張装置と蒸発器との接続管にバ
   イパス配管した太＠熱・ヒートポンプシステム。 ２、蒸発器の近傍に日射量検知手段を設け、又凝縮器の
   温度を検知する凝縮器温度検知手段を設け、日射量の値
   と凝縮器温度により三方弁の流れ方向を切り換え、ヒー
   トポンプ運転と熱媒循環運転の切り換えを行なうように
   した特許請求の範囲第１項記載の太陽鳩・ヒートポンプ
   システム。 ３、蒸発器の近傍に日射量検知手段を設け、又凝縮器の
   温度を墳知する凝縮器温度検知手段を設け、前記日射量
   の１直が作動液の凝縮温度に対して予め定められた値以
   上になった場合に三方弁をバイパス側に作動し、発生器
   の燃焼を停止して加圧装置による作動液循環集熱を行な
   い、一方前記日射教の値が予め定められた値に達しない
   場合は三方弁を主方向に作動させ、発生器の燃焼加熱に
   よるヒートポンプ運転を行なうようにした特許請求の範
   囲第１項記載の太陽熱・ヒートポンプシステム。