JPS61208471A - 太陽熱利用集熱装置 - Google Patents
太陽熱利用集熱装置Info
- Publication number
- JPS61208471A JPS61208471A JP60049015A JP4901585A JPS61208471A JP S61208471 A JPS61208471 A JP S61208471A JP 60049015 A JP60049015 A JP 60049015A JP 4901585 A JP4901585 A JP 4901585A JP S61208471 A JPS61208471 A JP S61208471A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- refrigerant
- collector
- solar
- supercooler
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
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
本発明はヒートポンプを用いて太陽熱および大気熱を集
熱する太陽熱利用温水装置に関する。
熱する太陽熱利用温水装置に関する。
従来の技術
従来のこの種の太陽熱利用温水装置は、第３図に示すよ
うに、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置３、太陽熱および
大気熱を集熱する集熱器４を順次連結した冷媒回路と、
貯湯槽５、循環ポンプ６、前記凝縮器２と熱交換関係を
有する水熱交換器７を連結した給湯回路とを備えた構成
が知られている。
うに、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置３、太陽熱および
大気熱を集熱する集熱器４を順次連結した冷媒回路と、
貯湯槽５、循環ポンプ６、前記凝縮器２と熱交換関係を
有する水熱交換器７を連結した給湯回路とを備えた構成
が知られている。
（例えば、特開昭５９−１５７７８号公報）発明が解決
しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、太陽日射の他に外
気温湿度、風速などにより大きく変動する集熱熱量と低
水温から高部上げ湯温へと大きく変化する水温によって
と一トポンプ集熱サイクル動作点が大きく変動し、各ヒ
ートポンプ動作点での温度、圧力変化による冷媒物性値
変化により、冷媒回路内の最適冷媒量力Ｓ大きく異なる
にもかかわらず、冷媒回路に封入された一定量の冷媒で
サイクルバランスをとらなければならないため、外気温
度あるいは湯温に対する集熱運転範囲が狭くなるだけで
なく集熱運転効率の低下を生じたりした。つまり、主と
して外気負荷が小さい時には、冷媒回路中の冷媒は凝縮
器に多く集まり過充填となり、凝縮圧力の異常上昇を生
じて圧縮機入力の急激な増加により運転効率が低下した
り、圧縮機の寿命・信頓性に関して問題があった。その
結果、低外気温時の集熱運転範囲を狭めて実用すること
となり、冬期における湯温は十分満足できなかった。
しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、太陽日射の他に外
気温湿度、風速などにより大きく変動する集熱熱量と低
水温から高部上げ湯温へと大きく変化する水温によって
と一トポンプ集熱サイクル動作点が大きく変動し、各ヒ
ートポンプ動作点での温度、圧力変化による冷媒物性値
変化により、冷媒回路内の最適冷媒量力Ｓ大きく異なる
にもかかわらず、冷媒回路に封入された一定量の冷媒で
サイクルバランスをとらなければならないため、外気温
度あるいは湯温に対する集熱運転範囲が狭くなるだけで
なく集熱運転効率の低下を生じたりした。つまり、主と
して外気負荷が小さい時には、冷媒回路中の冷媒は凝縮
器に多く集まり過充填となり、凝縮圧力の異常上昇を生
じて圧縮機入力の急激な増加により運転効率が低下した
り、圧縮機の寿命・信頓性に関して問題があった。その
結果、低外気温時の集熱運転範囲を狭めて実用すること
となり、冬期における湯温は十分満足できなかった。
本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、集熱運
転範囲の拡大により冬期の湯温を向上させるものである
。
転範囲の拡大により冬期の湯温を向上させるものである
。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の太陽熱利用集熱装
置は、集熱器、圧縮機、凝縮器、減圧装置を順次連結し
て集熱回路とし、前記減圧装置の入口側に集熱器部管路
と熱交換関係にある過冷却器を設けるとともに、過冷却
器をバイパスする開閉弁を有するバイパス回路を設ける
構成としたものである。
置は、集熱器、圧縮機、凝縮器、減圧装置を順次連結し
て集熱回路とし、前記減圧装置の入口側に集熱器部管路
と熱交換関係にある過冷却器を設けるとともに、過冷却
器をバイパスする開閉弁を有するバイパス回路を設ける
構成としたものである。
作 用
本発明は上記した構成により、減圧装置入口部の液冷媒
を過冷却し、減圧装置を通過した集熱器入口部の冷媒の
乾き度を小さくすることにより、集熱器内の滞溜冷媒量
を増加させるものである。
を過冷却し、減圧装置を通過した集熱器入口部の冷媒の
乾き度を小さくすることにより、集熱器内の滞溜冷媒量
を増加させるものである。
さらに、開閉弁の開成あるいは閉成により過冷却作用が
必要な時だけ過冷却器を作動させ冷媒量分布をより適正
な状態にするものである。
必要な時だけ過冷却器を作動させ冷媒量分布をより適正
な状態にするものである。
この結果、凝縮器への冷媒の週刊な集中を低減させ、凝
縮圧力の異常上昇を防止するだけでなく、適正な冷媒量
分布で集熱運転を行なうことにより運転効率が向上する
ものである。
縮圧力の異常上昇を防止するだけでなく、適正な冷媒量
分布で集熱運転を行なうことにより運転効率が向上する
ものである。
実施例
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。第
１図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は減圧装置
、４は集熱板８と管路９からなる太陽熱および大気熱を
集める集熱器、５は貯湯槽、６は循環ポンプ、７は前記
凝縮器２と熱交換関係を有する水熱交換器、１０ｔ／ｉ
前記集熱器４の管路９の一部分である過冷却回路１１と
減圧装置ａの入口側管路１２とを熱交換関係とした過冷
却器、１３は過冷却器１０をバイパスするバイパス回路
であり、このバイパス回路１３には開閉弁１４を設けて
いる。１５は集熱器４の出口管路に設けた減圧装置３の
制御検出器である。１６は減圧装置３に並設した逆止弁
、１７は冷媒の流動方向を切換える四方切換弁である。
１図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は減圧装置
、４は集熱板８と管路９からなる太陽熱および大気熱を
集める集熱器、５は貯湯槽、６は循環ポンプ、７は前記
凝縮器２と熱交換関係を有する水熱交換器、１０ｔ／ｉ
前記集熱器４の管路９の一部分である過冷却回路１１と
減圧装置ａの入口側管路１２とを熱交換関係とした過冷
却器、１３は過冷却器１０をバイパスするバイパス回路
であり、このバイパス回路１３には開閉弁１４を設けて
いる。１５は集熱器４の出口管路に設けた減圧装置３の
制御検出器である。１６は減圧装置３に並設した逆止弁
、１７は冷媒の流動方向を切換える四方切換弁である。
次に、この実施例の構成における作用を説明する。
集熱器内の冷媒滞溜量は、集熱器出口での冷媒過熱度が
同じとすると、冷媒物性値の変化により集熱器内圧力Ｐ
Ｌが大きい場合、すなわち外気負荷が大きい場合に多く
なり、逆に集熱器内圧力ＰＬが小さい場合、すなわち外
気負荷が小さい場合には少なくなる。また、集熱器内の
冷媒滞溜量は集熱器入口での冷媒の乾き度Ｘが小さくな
るほど多くなり、乾き度Ｘが大きくなるほど少なくなる
。
同じとすると、冷媒物性値の変化により集熱器内圧力Ｐ
Ｌが大きい場合、すなわち外気負荷が大きい場合に多く
なり、逆に集熱器内圧力ＰＬが小さい場合、すなわち外
気負荷が小さい場合には少なくなる。また、集熱器内の
冷媒滞溜量は集熱器入口での冷媒の乾き度Ｘが小さくな
るほど多くなり、乾き度Ｘが大きくなるほど少なくなる
。
そこで本発明の実施例では外気負荷が小さく集熱器内圧
力ＰＬが低い場合、開閉弁１４を閉成して過冷却器１０
に低圧低温の冷媒を流動させ、第２図に示すように減圧
装置３の入口温度を従来例の場合を示すＴＨより低いＴ
Ｌとしたあと減圧し、集熱器４人口での冷媒の乾き度を
従来例の場合を示す旬より小さいＸ、とする。このよう
にして外気負荷が小さい場合では過冷却器１０での熱交
換を十分性なうことにより、集熱器４内の冷媒滞溜量を
増加させる。
力ＰＬが低い場合、開閉弁１４を閉成して過冷却器１０
に低圧低温の冷媒を流動させ、第２図に示すように減圧
装置３の入口温度を従来例の場合を示すＴＨより低いＴ
Ｌとしたあと減圧し、集熱器４人口での冷媒の乾き度を
従来例の場合を示す旬より小さいＸ、とする。このよう
にして外気負荷が小さい場合では過冷却器１０での熱交
換を十分性なうことにより、集熱器４内の冷媒滞溜量を
増加させる。
外気負荷が大きい場合は、過冷却器１０での熱交換を停
止させ、減圧装置３の入口温度を過冷却器１０での熱交
換を行なう場合よりも高くして、集熱器４の入口の冷媒
乾き度を大きくし、集熱器４内の冷媒滞溜量を低下させ
る。
止させ、減圧装置３の入口温度を過冷却器１０での熱交
換を行なう場合よりも高くして、集熱器４の入口の冷媒
乾き度を大きくし、集熱器４内の冷媒滞溜量を低下させ
る。
外気負荷が大きい場合、本実施例では開閉弁１４を開成
させることにより、冷媒の大部分をバイパス回ｗ！ｒ１
３を通るようにしている。これはバイパス回路１３の通
路流動抵抗が過冷却器１０の通路流動抵抗よりもけるか
に小さくできることにより可能である。さらに本実施例
では集熱器部管路にバイパス回路を設けているので外気
負荷が小の時、過冷却器内にも冷媒を滞溜させ集熱器内
の冷媒量を増加させ、外気負荷が大の時には過冷却器内
はガス冷媒となり冷媒量はわずかとなり集熱器内滞溜冷
媒量がさらに減少する。このようにして外気負荷の変化
中に対して集熱器内の滞溜冷媒量の変動中を小さくシ、
凝縮器への冷媒過充填現象を防止し、と−トポンプ集熱
すイクル内の冷媒量分布をより適正な状態にして集熱運
転を行なうものである。その結果、集熱運転効率が良く
なり経済性が向上するだけでなく、集熱運転可能な外気
温度下限をより低温側に拡げることができ、冬期の湯温
の昇温が大きくなり使い勝手が向上する。
させることにより、冷媒の大部分をバイパス回ｗ！ｒ１
３を通るようにしている。これはバイパス回路１３の通
路流動抵抗が過冷却器１０の通路流動抵抗よりもけるか
に小さくできることにより可能である。さらに本実施例
では集熱器部管路にバイパス回路を設けているので外気
負荷が小の時、過冷却器内にも冷媒を滞溜させ集熱器内
の冷媒量を増加させ、外気負荷が大の時には過冷却器内
はガス冷媒となり冷媒量はわずかとなり集熱器内滞溜冷
媒量がさらに減少する。このようにして外気負荷の変化
中に対して集熱器内の滞溜冷媒量の変動中を小さくシ、
凝縮器への冷媒過充填現象を防止し、と−トポンプ集熱
すイクル内の冷媒量分布をより適正な状態にして集熱運
転を行なうものである。その結果、集熱運転効率が良く
なり経済性が向上するだけでなく、集熱運転可能な外気
温度下限をより低温側に拡げることができ、冬期の湯温
の昇温が大きくなり使い勝手が向上する。
また同時に、凝縮器内の冷媒過料状態による凝縮圧力の
異常上昇を防止できるため、圧縮機の寿命、信頼性が向
上する。
異常上昇を防止できるため、圧縮機の寿命、信頼性が向
上する。
発明の効果
以上のように本発明の太陽熱利用集熱装置によれば、次
のような効果が得られる。
のような効果が得られる。
（１） ヒートポンプ集熱サイクル内の冷媒量分布を
適正な状態にして集熱運転を行なうため集熱運転効率が
良く、経済性が向上する。
適正な状態にして集熱運転を行なうため集熱運転効率が
良く、経済性が向上する。
（２）集熱運転可能な外気温度下限をより低温側まで拡
大できるため、湯温の昇温か大きくなり使い勝手が向上
する。
大できるため、湯温の昇温か大きくなり使い勝手が向上
する。
（３） ｉ給圧力の異常上昇を防止し、圧縮機の寿命
、信頼性が向上する。
、信頼性が向上する。
第１図は本発明の一実施例を示す太陽熱利用集熱装置の
システム構成図、第２図は同装置の動作を説明する圧カ
ーエンクルビ線図、第３図は従来の太陽熱利用集熱装置
のシステム構成図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・凝縮器、３・・
・・・・減圧装置、４・・・・・・集熱器、９・・・・
・・集熱器部管路、１０・・・・・・過冷却器、１３・
・・・・・バイパス回路、１４・・・・・・開閉弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 一−−−− Ｌンクルピ′ ε 第３図
システム構成図、第２図は同装置の動作を説明する圧カ
ーエンクルビ線図、第３図は従来の太陽熱利用集熱装置
のシステム構成図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・凝縮器、３・・
・・・・減圧装置、４・・・・・・集熱器、９・・・・
・・集熱器部管路、１０・・・・・・過冷却器、１３・
・・・・・バイパス回路、１４・・・・・・開閉弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 一−−−− Ｌンクルピ′ ε 第３図
Claims (2)
- （１）集熱器、圧縮機、凝縮器、減圧装置を順次連結し
て集熱回路とし、前記減圧装置の入口側に集熱器部管路
と熱交換関係にある過冷却器を設けるとともに、過冷却
器をバイパスする開閉弁を有するバイパス回路を設けた
太陽熱利用集熱装置。 - （２）開閉弁は、外気負荷が小さい場合は閉成し、外気
負荷が大きい時は開成させる特許請求の範囲第１項記載
の太陽熱利用集熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049015A JPS61208471A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 太陽熱利用集熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049015A JPS61208471A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 太陽熱利用集熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208471A true JPS61208471A (ja) | 1986-09-16 |
Family
ID=12819310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60049015A Pending JPS61208471A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 太陽熱利用集熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61208471A (ja) |
-
1985
- 1985-03-12 JP JP60049015A patent/JPS61208471A/ja active Pending
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