JPS5829396Y2 - 冷暖房装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は太陽熱を利用した冷暖房装置に関するものであ
る。

従来のこの種冷暖房装置はコレクタ、蓄熱槽、ランキン
サイクルおよび冷凍サイクルがら構成されていることは
周知のとおりである。

このような冷暖房装置ではコレクタの吸熱量が十分に大
きいため、蓄熱槽の温度が上昇しすぎると、装置全体の
効率は低下する恐れがある。

したがって蓄熱槽の容量は増加する方が効率的に望まし
い。

また冷房運転と暖房運転では最適の蓄熱容量が異なり、
冷房および暖房のいずれの場合においても、効率よく運
転するためには、冷房および暖房時の蓄熱容量を変化さ
せることが必要である。

本考案は上記にかんがみコレクタの吸熱量の過不足に応
じ、装置をできるだけ効率よく運転制御できる冷暖房装
置を提供することを目的とするもので、コレクタ、蓄熱
槽、ランキンサイクルおよび冷凍サイクルからなる冷暖
房装置において、前記蓄熱槽を複数個設け、これらの蓄
熱槽の蓄熱容量を前記コレクタの吸熱量に応じて適宜に
変更できるように構成したことを特徴とするものである
。

以下本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１は公知のコレクタ、２ａはコレクタ
１にポンプ８ａを介して接続された第１蓄熱槽、２ｂは
蓄熱槽２ａに電磁弁１０を介して接続された第２蓄熱槽
、３は第１蓄熱槽２ａに接続された補助ポンプ、４は補
助ポンプ３にポンプ８ｂおよび三方弁９ａを介して接続
されると共に、三方弁９ｄ、９ｅを介して第１．第２蓄
熱槽２ ａ 、２ ｂに接続されたランキンサイクル、
５はランキンサイクル４に接続された冷凍サイクル、６
はポンプ８Ｃを介して冷凍サイクル５に接続された蓄冷
槽、７はポンプ８ｄおよび三方弁９ｂ、９Ｃを介して蓄
冷槽６に接続されたファンコイルユニットである。

上記ランキンサイクル４は第２図に示すように、膨張機
１１．凝縮器１２、冷媒ポンプ１３および発生器１４か
らなり、発生器１４には液面調節器１５が付設されてい
る。

また前記冷媒ポンプ１３の吐出側に設けられた電磁三方
弁１６は液面調節器１５および凝縮器１２に接続されて
いる。

前記冷凍サイクル５は第２図に示すように、圧縮機１７
、凝縮器１８、減圧器１９および蒸発器２０により構成
されている。

その凝縮器１８と前記ランキンサイクル凝縮器１２はク
ーリングタワ２２および冷却水ポンプ２３からなる冷却
系２１を介して接続されている。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用について
説明する。

冷房および暖房運転時における最適な蓄熱容量は地域に
より異なり、東京付近では暖房時の蓄熱容量を冷房時の
蓄熱容量より大きく（約２倍）する必要がある。

以下、冷房時に蓄熱容量は変化せず、暖房時にのみ適宜
に蓄熱容量が変化する場合について説明する。

冷房運転の場合、装置全体の効率（すなわち集熱効率、
ランキンサイクルの効率および冷凍サイクルの成績係数
を掛は合せたもの）は発生器１４に導入される温水温度
が９０〜１００℃のときに最適となる。

いま補助ボイラ３はその入口温水温度が上記温度条件よ
り低いときに作動するようにし、発生器１４の温水の入
口と出口の温度差が約５℃となるように設定されている
とすれば、その温水出口温度Ａは８５〜９５℃となる。

蓄熱槽２ａの温水出口温度ＢがＢ＜Ａの関係にある場合
、戻り温水を直接に蓄熱槽に戻したときの蓄熱槽の温水
温度ＣはＢ〈Ｃ＜Ａのような関係を満足する温度となる
。

一般にコレクタ１はその入口水温が低いほど集熱効率は
高い。

この場合には上記ＣはＢより大となるため、逆に集熱効
率は低下する。

また補助ボイラ３への入口温度Ｃは発生器１４の温水出
口温度Ａより低いので、補助ボイラ３の消費燃料は増大
する。

したがって発生器１４の温水出口温度Ａが蓄熱槽２ａの
温水出口温度Ｂより大（Ａ＞Ｂ）であるときには、温水
は補助ボイラ３−ポンプ８ｂ−三方弁９ａ−ランキンサ
イクル４（第２図の発生器１４）三方弁９ｄ−補助ボイ
ラ３の経路をたどって循環する。

逆に上記Ａ、ＢがＡ≦Ｂの関係にあるときには、三方弁
９ｄを切替えることにより温水は蓄熱槽２ａ−補助ボイ
ラ３−ポンプ８ｂ−三方弁９ａ−ランキンサイクル４−
三方弁９ｄ、９ｅ−蓄熱槽２ａの経路をたどって循環す
る。

ランキンサイクル４の発生器１４において温水との熱交
換により蒸発した冷媒は膨張機１１に導入されて膨張し
、この膨張により発生する動力で圧縮機１７が運転され
る。

一方、蒸発器２０で生成された冷水はポンプ８Ｃを介し
て蓄冷槽６に蓄冷される。

この蓄冷水をポンプ８ｄによりファンコイルユニット１
７へ送って室内を冷房する。

暖房運転の場合には三方弁９ａ〜９Ｃを切替えることに
より、温水を補助ボイラ３、ポンプ８ｂおよび三方弁９
ａ、９ｂを経てファンコイルユニット７へ送って室内を
暖房する。

そのファンコイルユニット７からの戻り温水は三方弁９
Ｃ，９ｄまたは三方弁９Ｃ〜９ｅと蓄熱槽２ａ、また
は三方弁９ｃ、９ｅ、蓄熱槽２ｂ、電磁弁１０および蓄
熱槽２ａの各経路をそれぞれ経て補助ボイラ３に導入さ
れる。

冷房運転と同様にして暖房時における装置全体の効率を
考えると、ファンコイルユニット７への温水入口温度は
４０〜５０℃のときに最適となる。

そこで蓄熱槽２ａの水温がある一定温度（４０〜５０℃
以上）を越えるとき、あるいはコレクタ１の出口水温が
一定温度を越えるときには、三方弁９ｅを切替ると共に
電磁弁１０を開放し、三方弁９ｄから温水を蓄熱槽２ｂ
および電磁弁１０を経て蓄熱槽２ａに戻す。

このようにすることにより暖房時における蓄熱容量は冷
房時の約２倍となり、暖房時および冷房時にそれぞれ最
適な蓄熱容量で運転することができる。

以上説明したように、本考案はコレクタの吸熱量に応じ
て蓄熱槽の蓄熱容量を適宜に変更できるようにしたので
、装置全体の効率を高めることにより、太陽熱の寄与率
を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の冷暖房装置の一実施例を示す系統図、
第２図は本考案の冷暖房装置に使用されるランキンサイ
クルおよび冷凍サイクルの系統図。 １・・・・・・コレクタ、２ ａ 、２ ｂ・・・・・
・蓄熱槽、４・・・・・・ランキンサイクル、５・・・
・・・冷凍サイクル、９ａ〜９ｅ・・・・・・三方弁、
１０・・・・・・電磁弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コレクタ、このコレクタに接続され、コレクタで集めら
   れた熱を蓄熱する蓄熱槽、この蓄熱槽に接続されたラン
   キンサイクル、このランキンサイクルの膨張機に連結さ
   れた圧縮機を有する冷凍サイクルを備えている冷暖房装
   置において、蓄熱槽を複数個有し、これらの蓄熱槽は、
   途中に弁を有する配管によって連絡されており、コレク
   タの吸熱量に応じて弁を開閉して蓄熱槽の蓄熱容量を変
   更できるように構成したことを特徴とする冷暖房装置。