JPS61256152A

JPS61256152A - 太陽熱利用給湯・床暖房システム

Info

Publication number: JPS61256152A
Application number: JP60096298A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Senda; 孝之千田; Haruki Aoyanagi; 青柳　春樹; Koji Nishimura; 西村　厚司
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1986-11-13

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、集合住宅又は戸別住宅等の太陽熱利用給湯・
暖房システムに関する。

〔従来の技術〕

太陽熱を利用することは、石油ショック以来日本のエネ
ルギー需給関係を改善するための一つの方法として、主
として給湯分野において普及がめざましい。ソーラーシ
ステムとして、自然循環型温水器、平板型太陽熱集熱器
と組み合わせた強制循環式システム、さらに今日ではフ
ロン直膨式太陽熱利用ヒートポンプシステム等が実用化
されている。また、温水器は一定温度の湯が瞬時に得ら
れる特長を持つので、深夜電力利用の電気温水器や、マ
イコン制御のヒートポンプ加熱式温水器が実用化され、
深夜電力料金（第２深夜）体系の導入によりさらに普及
に拍車がかけられる様子である。又生活様式の多様化、
エネルギ消費の増加により貯湯槽容積の大型化も（４６
０を級）見逃せない特徴である。給湯加熱用ヒートポン
プの改善もめざましく、高温用（６０℃加熱）、高出力
用が実用化されつつある。

さらに省エネルギーと使い勝手の点からマイコン制御、
リモコン制御が今日の流行をなしている。また、床暖房
パネルは従来は温水循環式が主流であったが、深夜電力
利用蓄熱式床暖房パネルの実用化研究が進められている
。

蓄熱材としては、潜熱利用の水和塩を充填する場合が多
く利用されている。ヒートパイプ伝熱方式はようやく実
用化の域に到達した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の太陽熱集熱器のもつ、お天気まかせの集熱量を補
助する必要がある。又潜熱蓄熱床暖房パネルは冬期に利
用するものであるが、夏期・春秋期の利用方法を考える
必要があり、加熱源としての太陽熱集熱器、ヒートポン
プ、と負荷側としての潜熱蓄熱床暖房パネルと給湯用貯
湯槽のトータルシステムとしての制御を合理的に行う必
要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。

〔問題点を解決するための手段〕前記問題点を解決するための手段を実施例に対応する第
１図乃至第５図を用いて以下に説明する。

本発明は、真空管型太陽熱集熱器（１）と、ヒートポン
プ６を備え且つ内部に温度検知器（２９）を設けた貯湯
槽（５）及び内部に潜熱蓄熱材（２７）・ヒートパイプ
（１５）・温度検知器（３０）を設けた床暖房パネル（
１２）とを各々制御弁（４）・　（３）を介してヒート
パイプ（２）で接続し、貯湯槽（５）の温度検知器（２
９）の信号をコントローラ（１３）を介して制御弁（４
）及びヒートポンプ（６）を制御させるとともに暖房パ
ネル（１２）の温度検知ｆＢ（３０）の信号コントロー
ラ　（１３）を介して制御弁（３）を制御させた技術手
段を構じている。

〔作　　用〕

そして本発明は前記の手段により、冬期に真空管型集熱
器（ヒートパイプで伝熱し潜熱蓄熱床暖パネルに蓄熱し
て、昼間のエネルギーを夕方から夜まで持続して利用を
はかるものである。また、冬期床暖房負荷のない時や、
夏期・春秋期に床暖房を利用しないときは、制御弁で制
御してヒートパイプからの伝熱を貯湯槽へ導き湯の加熱
に利用する。さらに、床暖房パネルに太陽熱が利用され
ているときは、当然貯湯槽へは伝熱量は少いので別途の
補助熱源としてヒートポンプ加熱を利用する。

又太陽がでていない日は最初からヒートポンプを運転し
て貯湯槽の加熱を行う。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図乃至第５図に基づき以下説明す
る。

第１図に太陽熱利用給湯・床暖房システムの全体構成図
を示す。真空管型太陽集熱器１はベランダの手摺等を利
用して設置する。第２図、第３図は真空管型太陽熱集熱
器１の構造を示したものであり、真空に保持されたガラ
ス管１９の内部に集熱板（フィン）２０を設けた真空管
ヒートパイプ２１を有し、太陽熱を集熱板２０で集熱し
てヒートパイプ２１に伝える。この場合ヒートパイプ２
１の熱媒としては熱分解の少いものが望しい。太陽熱で
加熱され蒸発した熱媒はヘッダー熱交換器２２に到達し
て熱をヒートパイプ２に与える。

ヒートパイプ２の熱媒は蒸発して貯湯槽５又は潜熱蓄熱
床暖房パネル１２に伝達される。

コントローラー１３にセットされた利用者の負荷スケジ
ュールと温度設定に従い制御弁３．４、ヒートポンプ６
がコントロールされる。

潜熱蓄熱床暖房パネルを利用するときは、ヒートパイプ
２の熱媒は、主として制御弁３を通過して床暖パネルヒ
ートパイプ枝管１５＋ｃ導かれる。

第３図に潜熱蓄熱床暖房パネルの構造を示す。第４図、
第５図には、メインのヒートパイブ２より数本の枝管１
５に枝分れしている状態を示している。床暖パネル１２
の表面は、表面材として例えばカーペット２４を敷いて
、その下に蓄熱材のケーシング２６が設置されている。

ケーシング２６は重量物が乗るので、リプ２８を適当に
配する。リブ２８はアルミ押出成形品で作られる構造物
である。その中にヒートパイプ枝管１５を埋没して潜熱
蓄熱材２７が充填されており、ケーシング２６全体を断
熱材２５で覆っている。潜熱蓄熱材２７として例えばＯ
Ｈ，０ＯＯＮａ−３Ｈ，Ｏ（融点５８℃）を用いれば約
７０℃の加熱温度で融解し、凝固するときは５８℃の出
熱が得られるので、カーペットの表面温度は３０〜４０
℃が得られる。ケーシング２６に埋め込まれた温度検知
センサー３０により温度が融点をこしたときには、融解
は終了したと判断しコントローラー１３より信号を発信
して制御弁３を閉塞させる。同時に制御弁４を開にして
、ヒートパイプ２の蒸気は貯湯槽５に伝達されて湯水１
６の加熱を行う。温度検知センサ２９で湯水１６の温度
検知を行い、温度がセットされた希望温度より低いとき
には、ヒートポンプ６をコントローラー１３からの信号
によって作動させヒートポンプ、圧縮器で加熱された冷
媒は、冷媒熱交換器１７と水熱交換器１８の配せられる
熱交換器７、例えば三重熱交換器で湯水を加熱し、冷媒
自身は凝縮する。貯湯槽５の湯水１６は、循環ポンプ８
によって強制的に水熱交換器１８に送液される。冬期は
暖房負荷が多いので貯湯槽５の加熱は主としてヒートポ
ンプ６による所が大きい。夏期から春秋期の一部は、貯
湯槽の加熱はほとんど太陽熱だけでまかなえる。春秋期
は、太陽熱とヒートポンプ６の競合運転となる。給湯負
荷（例えば風呂等）へは、給湯ポンプ９によって各水栓
１０へ送られる。

〔効　　果〕

本発明は上記構成により下記の効果を奏するものである
。

１）太陽熱集熱器を真空管にすることにより、約７０〜
８０℃の高い温度の給湯や潜熱蓄熱が可能になる。

２）温度検知器の信号−をコントローラを介して制御弁
を制御することにより、太陽熱の効果的利用及びヒート
ポンプの省エネ運転が可能になり全体システムの経済性
向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構造を示すシステム図、図である
。符号の説明１・・・真空管型太陽熱　２・・・ヒートパイプ集熱器３・・・制御弁　　　　　４・・・制御弁５・・・貯湯
槽　　　　　６・・・ヒートポンプ７・・・熱交換器　
　　　８・・・循環ポンプ９・・・給湯ポンプ　　　１
０・・・湯水栓１１・・・住　居　　　　　１２・・・
床暖房パネル１３・・−コントローラ　　１４・・・貯
湯槽ヒートパイプ枝管１５・・・ヒートパイプ枝　１６・・・湯　水管１７・・・冷媒熱交換器　　１８・・・水熱交換器１９
・・−ガラス管　　　　２０・・・集熱板２１・・・真
空管ヒートパ　２２・・・ヘッダー熱交換器イブ２３・・・隔　壁　　　　　２４・・・カーペット２５
・・・断熱材　　　　　２６・・・ケーシング２７・・
・潜熱蓄熱材　　　２８・・・リ　ブ２９・・・温度検
知センサ　３０・・・温度検知センサ。妬・・′し” 第１図第２図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、真空管型太陽熱集熱器と、ヒートポンプを備え且つ
内部に温度検知器を設けた貯湯槽及び内部に潜熱蓄熱材
・配管・温度検知器を設けた床暖房パネルとを各々制御
弁を介してヒートパイプで接続し、貯湯槽の温度検知器
の信号をコントローラを介して制御弁及びヒートポンプ
を制御させるとともに床暖房パネルの温度検知器の信号
をコントローラを介して制御弁を制御させたことを特徴
とする太陽熱利用給湯・床暖房システム。２、床暖房パネルの配管が、ヒートパイプによって形成
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の太陽熱利用給湯・床暖房システム。