JPS60164174A - 太陽熱集熱装置 - Google Patents
太陽熱集熱装置Info
- Publication number
- JPS60164174A JPS60164174A JP59018641A JP1864184A JPS60164174A JP S60164174 A JPS60164174 A JP S60164174A JP 59018641 A JP59018641 A JP 59018641A JP 1864184 A JP1864184 A JP 1864184A JP S60164174 A JPS60164174 A JP S60164174A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- pipe
- heat exchanger
- condenser
- collector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は太陽熱給湯装置に適用され、ヒートポンプシス
テムと自然循環式太陽熱温水器の機能を有効に組み合せ
ることにより、昇温性能および経済性の向上を図った太
陽熱集熱装置に関するものである。
テムと自然循環式太陽熱温水器の機能を有効に組み合せ
ることにより、昇温性能および経済性の向上を図った太
陽熱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
従来の自然循環式の太陽熱温水器は無動力で太陽熱を集
熱できるという長所を有していたか、日射量が小さい場
合は集熱ができないという欠点も有しており、雨天など
の日射がない時は、使用できなかった。前記の欠点を解
消するために、電気、石油、ガスなどの熱源を補助熱源
として用いるシステムが考えられ、特に、安全性、操作
性に優れた電気熱源を用いたシステムとして、ヒートポ
ンプシステムにおける蒸発器を太陽熱に対する集熱器と
して用いた第１図に示す太陽熱集熱装置が提案されてい
た。
熱できるという長所を有していたか、日射量が小さい場
合は集熱ができないという欠点も有しており、雨天など
の日射がない時は、使用できなかった。前記の欠点を解
消するために、電気、石油、ガスなどの熱源を補助熱源
として用いるシステムが考えられ、特に、安全性、操作
性に優れた電気熱源を用いたシステムとして、ヒートポ
ンプシステムにおける蒸発器を太陽熱に対する集熱器と
して用いた第１図に示す太陽熱集熱装置が提案されてい
た。
前記太陽熱集熱装置は第１図に示すように、蒸発器とし
て作動する集熱器１と貯湯槽２に内設する凝縮器３とが
往管４および復管５で接続され閉回路が構成され、往管
４には、アキュームレーター６および圧縮機７が配設さ
れるとともに、復管５には膨張弁８が配設され、閉回路
の内部には潜熱媒体の作動液９が封入されていた。この
構成では、圧縮機７を運転することにより、集熱器１て
蒸発した作動液９の蒸気をアキュームレーター６を介し
て圧縮機７で高温高圧状態にし、凝縮器３内で凝縮液化
することにより、貯湯槽２内に放熱し、さらに膨張弁８
で低温低圧の作動液９にして再び、集熱器１に還流さぜ
ることにより、集熱器１で得た熱を凝縮器３で放熱させ
るヒートポンプシステムとしての機能を有して〜）だ。
て作動する集熱器１と貯湯槽２に内設する凝縮器３とが
往管４および復管５で接続され閉回路が構成され、往管
４には、アキュームレーター６および圧縮機７が配設さ
れるとともに、復管５には膨張弁８が配設され、閉回路
の内部には潜熱媒体の作動液９が封入されていた。この
構成では、圧縮機７を運転することにより、集熱器１て
蒸発した作動液９の蒸気をアキュームレーター６を介し
て圧縮機７で高温高圧状態にし、凝縮器３内で凝縮液化
することにより、貯湯槽２内に放熱し、さらに膨張弁８
で低温低圧の作動液９にして再び、集熱器１に還流さぜ
ることにより、集熱器１で得た熱を凝縮器３で放熱させ
るヒートポンプシステムとしての機能を有して〜）だ。
前記ヒートポンプシステムを構成することにより、蒸発
器１に還流する作動液９は膨張弁８により、周囲の空気
温度より低温にすることが可能であるので、日射が無い
場合は周囲の空気より集熱することも可能であった。一
般にヒートポンプシステムの成績係数は１より大きくな
るので、日射が無い場合の補助加熱手段としては、加熱
ヒータを用いるよりヒートポンプシステムを用いる方が
ランニングコストは低くなり経済的であった。一方、日
射量が大きい場合は、自然循環式の太陽熱温水器は無動
力で作動液を搬送し、集熱することができるのに対して
、ヒートポンプシステムを用いた従来の太陽熱集熱装置
は、作動液９を搬送するのに、圧縮機７を運転しなけれ
はならす、晴天臼においても、電力消費が大きくなると
いう問題を有していた。
器１に還流する作動液９は膨張弁８により、周囲の空気
温度より低温にすることが可能であるので、日射が無い
場合は周囲の空気より集熱することも可能であった。一
般にヒートポンプシステムの成績係数は１より大きくな
るので、日射が無い場合の補助加熱手段としては、加熱
ヒータを用いるよりヒートポンプシステムを用いる方が
ランニングコストは低くなり経済的であった。一方、日
射量が大きい場合は、自然循環式の太陽熱温水器は無動
力で作動液を搬送し、集熱することができるのに対して
、ヒートポンプシステムを用いた従来の太陽熱集熱装置
は、作動液９を搬送するのに、圧縮機７を運転しなけれ
はならす、晴天臼においても、電力消費が大きくなると
いう問題を有していた。
発明の目的
本発明はかかる従来の問題を解消するもので、日射量の
大きな場合は動力を使わずに集熱し、日射量の小さな時
は、最低限の電力消費で、周囲の空気からも熱を集熱す
ることにより、太陽熱集熱装置のランニングコストを低
くし、経済性を向」ニすることを目的とする。
大きな場合は動力を使わずに集熱し、日射量の小さな時
は、最低限の電力消費で、周囲の空気からも熱を集熱す
ることにより、太陽熱集熱装置のランニングコストを低
くし、経済性を向」ニすることを目的とする。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、潜熱媒体の作動液
を蒸発させる集熱器の」一方に、ヒートポンプシステム
のための凝縮器と自然循環集熱のための熱交換器とを内
設した貯湯槽を設け、集熱器と熱交換器とを往管および
復管で接続し、作動液の自然循環回路を構成するととも
に、復管に逆止弁を設け、逆止弁と集熱器とを接続する
復管の一部より分岐して凝縮器に接続する配管に膨張弁
を設け、さらに熱交換器と逆止弁とを接続する復電の一
部より分岐して凝縮器に接続する配管をこ吐出口を凝縮
器側にむけて圧縮機を配設したものである。この構成に
よって、日射量の大きな時ζよ、集熱器と熱交換器とを
往管および復管で接続して構成される閉回路内を作動液
が自然循環することにより、無動力で太陽熱を集熱する
ことができる。
を蒸発させる集熱器の」一方に、ヒートポンプシステム
のための凝縮器と自然循環集熱のための熱交換器とを内
設した貯湯槽を設け、集熱器と熱交換器とを往管および
復管で接続し、作動液の自然循環回路を構成するととも
に、復管に逆止弁を設け、逆止弁と集熱器とを接続する
復管の一部より分岐して凝縮器に接続する配管に膨張弁
を設け、さらに熱交換器と逆止弁とを接続する復電の一
部より分岐して凝縮器に接続する配管をこ吐出口を凝縮
器側にむけて圧縮機を配設したものである。この構成に
よって、日射量の大きな時ζよ、集熱器と熱交換器とを
往管および復管で接続して構成される閉回路内を作動液
が自然循環することにより、無動力で太陽熱を集熱する
ことができる。
一方、日射量が小さい時は、集熱器、熱交換器、圧縮機
、凝縮器、膨張弁を順に接続して構成さＩｔ。
、凝縮器、膨張弁を順に接続して構成さＩｔ。
るヒートポンプの閉回路において、圧縮機を運転するこ
とにより強制的に作動液を循環させるとともに、膨張弁
により作動液を周囲の空気温度より低温ｔこすることに
より空気から集熱することができる。さらに、ヒートポ
ンプ回路におし）では、集熱器と圧縮機の間に熱交換器
を配設した構成としているため、ヒートポンプ運転の始
動時および日射量の急激な変動時などに作動液の蒸気に
混入して大量の液が、集熱器よりすい上げられた場合番
とおいても圧縮機に液がいかないように、熱交換器実施
例の説明 以下、本発明の一実施例を第２図を月〕シ）で説ル］す
る。第２図において、集熱器１の上方に、繭−交換器１
０と凝縮器３を内設する貯湯槽２力く配設され、集熱器
１と熱交換器１０とが往管４および復管５て接続され、
作動液９の自然ａ重環回路力＜ ＄ｆ４１′Ｊ見される
とともに、復管５に逆止弁１１力（配設さＩｔ、逆止弁
１１と集熱器１とを接続する復管５の−＝より分岐して
凝縮器３に接続する配管をこ膨張弁８が配設され、さら
に熱交換器１０と逆」Ｌ弁１１とを接続する復管５の一
部より分岐して凝縮器３養こ接続される配管に、アキュ
ームレーター６とＤＪ二＋ｇ口を凝縮器３の方に向けた
圧縮機７カＳ配設さｆｌ、ている。なお、第１図と同一
部材番ご心±１司一番号をイ寸している。
とにより強制的に作動液を循環させるとともに、膨張弁
により作動液を周囲の空気温度より低温ｔこすることに
より空気から集熱することができる。さらに、ヒートポ
ンプ回路におし）では、集熱器と圧縮機の間に熱交換器
を配設した構成としているため、ヒートポンプ運転の始
動時および日射量の急激な変動時などに作動液の蒸気に
混入して大量の液が、集熱器よりすい上げられた場合番
とおいても圧縮機に液がいかないように、熱交換器実施
例の説明 以下、本発明の一実施例を第２図を月〕シ）で説ル］す
る。第２図において、集熱器１の上方に、繭−交換器１
０と凝縮器３を内設する貯湯槽２力く配設され、集熱器
１と熱交換器１０とが往管４および復管５て接続され、
作動液９の自然ａ重環回路力＜ ＄ｆ４１′Ｊ見される
とともに、復管５に逆止弁１１力（配設さＩｔ、逆止弁
１１と集熱器１とを接続する復管５の−＝より分岐して
凝縮器３に接続する配管をこ膨張弁８が配設され、さら
に熱交換器１０と逆」Ｌ弁１１とを接続する復管５の一
部より分岐して凝縮器３養こ接続される配管に、アキュ
ームレーター６とＤＪ二＋ｇ口を凝縮器３の方に向けた
圧縮機７カＳ配設さｆｌ、ている。なお、第１図と同一
部材番ご心±１司一番号をイ寸している。
上記構成において、日射量の太きし）場合ｉま、集熱器
１て蒸発した作動液９の蒸気は往管４を通り熱交換器１
０て凝縮、液化し、重力により復管５を通って、再び集
熱器１に還流することにより、集熱器１で得た熱を作動
液９の自然循環によって貯湯槽２に搬送し蓄熱すること
ができる。一方、日射量が小さくて、作動液９の自然循
環ができｆ。
１て蒸発した作動液９の蒸気は往管４を通り熱交換器１
０て凝縮、液化し、重力により復管５を通って、再び集
熱器１に還流することにより、集熱器１で得た熱を作動
液９の自然循環によって貯湯槽２に搬送し蓄熱すること
ができる。一方、日射量が小さくて、作動液９の自然循
環ができｆ。
い場合は、圧縮機７を運転することにより、集熱をする
ことかできる。すなわち、圧縮機７によって、アキュー
ムレーター６で分離された作動液９の低圧蒸気を高温高
圧蒸気にして凝縮器３に圧送し、凝縮、液化さぜること
により貯湯槽２に蓄熱し、さらに膨張弁８により低温低
圧の液にして集熱器１に再ひ還流させる。この時、膨張
弁８によって作動液９の温度を周囲の空気温度より低温
にすることにより、空気から集熱することかできる。
ことかできる。すなわち、圧縮機７によって、アキュー
ムレーター６で分離された作動液９の低圧蒸気を高温高
圧蒸気にして凝縮器３に圧送し、凝縮、液化さぜること
により貯湯槽２に蓄熱し、さらに膨張弁８により低温低
圧の液にして集熱器１に再ひ還流させる。この時、膨張
弁８によって作動液９の温度を周囲の空気温度より低温
にすることにより、空気から集熱することかできる。
さらに、集熱器１で蒸発した作動液９の低温低圧蒸気は
、圧縮機７に入る前に必らす貯湯槽２に内設する熱交換
器１０を通過するので、蒸気に混入してすい上けられた
液は熱交換器１０で確実に蒸発し、作動液９の蒸気だけ
を圧縮機にすいこむことができる。さらに、作動液９の
自然循環回路とヒートポンプの循環回路の切換えのため
に三方弁などのような複雑な機構を有する部品を用いる
ことなく、逆止弁１１を用いることによって、圧縮機７
を運転するだけで確実に作動液９の流れを切換えること
ができる。
、圧縮機７に入る前に必らす貯湯槽２に内設する熱交換
器１０を通過するので、蒸気に混入してすい上けられた
液は熱交換器１０で確実に蒸発し、作動液９の蒸気だけ
を圧縮機にすいこむことができる。さらに、作動液９の
自然循環回路とヒートポンプの循環回路の切換えのため
に三方弁などのような複雑な機構を有する部品を用いる
ことなく、逆止弁１１を用いることによって、圧縮機７
を運転するだけで確実に作動液９の流れを切換えること
ができる。
発明の効果
以上のように本発明の太陽熱集熱装置によれは次の効果
が得られる。
が得られる。
（１）集熱器と、往管上、貯湯槽に内設する熱交換器と
、復管とを順に接続して閉回路を構成しているので日射
量が大きい場合は、動力を用いることなく、作動液の自
然循環によって、集熱器で得た熱を、貯湯槽に蓄熱する
ことかてき、経済的に集熱することができる。
、復管とを順に接続して閉回路を構成しているので日射
量が大きい場合は、動力を用いることなく、作動液の自
然循環によって、集熱器で得た熱を、貯湯槽に蓄熱する
ことかてき、経済的に集熱することができる。
（２）集熱器と、往管と、熱交換器と、圧縮機と、貯湯
槽に内設した凝縮器と膨張弁とを順に接続した構成とし
ているので、日射量か小さくて自然循環ができない場合
は、ヒートポンプ運転をすることにより、空気から集熱
することができ、日射量にかかわらず安定した湯温を得
ることができる。
槽に内設した凝縮器と膨張弁とを順に接続した構成とし
ているので、日射量か小さくて自然循環ができない場合
は、ヒートポンプ運転をすることにより、空気から集熱
することができ、日射量にかかわらず安定した湯温を得
ることができる。
（３） 自然循環集熱の回路とヒートポンプ集熱の回路
の切換えのための部品として逆止弁を用いているため、
複雑な制御機構を用いることもなく、安価に確実で安定
した回路の切換えを行うことができる。
の切換えのための部品として逆止弁を用いているため、
複雑な制御機構を用いることもなく、安価に確実で安定
した回路の切換えを行うことができる。
（４）自然循環集熱における集熱器と、ヒートポンプ集
熱による集熱器を共用する構成としているため安価なシ
ステムを実現することができるとともに、作動液の蒸気
が通過する往管には部品を設けずに必要な部品を液が通
過する復管の方に配設しているため、全体の圧損が低く
なり、特に、作動液の自然循環の場合の循環力を大１４
コに減少させることがなく、高効率で安定した集熱を行
うことができる。
熱による集熱器を共用する構成としているため安価なシ
ステムを実現することができるとともに、作動液の蒸気
が通過する往管には部品を設けずに必要な部品を液が通
過する復管の方に配設しているため、全体の圧損が低く
なり、特に、作動液の自然循環の場合の循環力を大１４
コに減少させることがなく、高効率で安定した集熱を行
うことができる。
（５） ヒートポンプの運転開始時または日射量の急変
時などの場合に、作動液の蒸気に混入して液がすいこま
れることがあるが、ヒートポンプ集熱の回路において、
集熱器と圧縮機の間に貯湯槽に内設する熱交換器を配設
した構成としているため、混入した液が圧縮機に流入す
る前に、熱交換器で加熱され蒸発し、圧縮機が液を圧縮
することもなく安定した集熱運転を実現することができ
る。
時などの場合に、作動液の蒸気に混入して液がすいこま
れることがあるが、ヒートポンプ集熱の回路において、
集熱器と圧縮機の間に貯湯槽に内設する熱交換器を配設
した構成としているため、混入した液が圧縮機に流入す
る前に、熱交換器で加熱され蒸発し、圧縮機が液を圧縮
することもなく安定した集熱運転を実現することができ
る。
第１図は従来の太陽熱集熱装置の構成図、第２図は本発
明の太陽熱集熱装置の一実施例を示す構成図である。 １・・・・・・集熱器、２・・・・貯湯槽、３ ・・・
凝縮器、４・・・・・・往管、５・・・・・復管、７・
・・圧縮機、８ ・・・膨張弁、９・・作動液、１０・
・・熱交換器、１１・・・・逆止弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
明の太陽熱集熱装置の一実施例を示す構成図である。 １・・・・・・集熱器、２・・・・貯湯槽、３ ・・・
凝縮器、４・・・・・・往管、５・・・・・復管、７・
・・圧縮機、８ ・・・膨張弁、９・・作動液、１０・
・・熱交換器、１１・・・・逆止弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (1)
- 潜熱媒体の作動液を蒸発させる集熱器と、前記集熱器の
上方に設けられた貯湯槽に内設する凝縮器および熱交換
器と、前記集熱器と前記熱交換器とを接続して作動液の
自然循環回路を構成する往管および復管と、前記復管に
設けられた逆止弁と、前記逆止弁と前記集熱器とを接続
する前記復管の一部より分岐して前記凝縮器に接続する
配管に設けられた膨張弁と、前記熱交換器と前記逆止弁
とを接続する前記復管の一部より分岐して前記凝縮器に
接続する配管に吐出口を前記凝縮器側に配設した圧縮機
とからなる太陽熱集熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59018641A JPS60164174A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 太陽熱集熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59018641A JPS60164174A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 太陽熱集熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164174A true JPS60164174A (ja) | 1985-08-27 |
| JPH0243992B2 JPH0243992B2 (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=11977222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59018641A Granted JPS60164174A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 太陽熱集熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60164174A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051341A (ja) * | 1997-11-05 | 2008-03-06 | Kitz Corp | バタフライ弁 |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP59018641A patent/JPS60164174A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051341A (ja) * | 1997-11-05 | 2008-03-06 | Kitz Corp | バタフライ弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0243992B2 (ja) | 1990-10-02 |
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