JPS6359062B2 - - Google Patents

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JPS6359062B2
JPS6359062B2 JP58119638A JP11963883A JPS6359062B2 JP S6359062 B2 JPS6359062 B2 JP S6359062B2 JP 58119638 A JP58119638 A JP 58119638A JP 11963883 A JP11963883 A JP 11963883A JP S6359062 B2 JPS6359062 B2 JP S6359062B2
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heat
pressure
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pipe
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JP58119638A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/003Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system combined with solar energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は蓄熱装置に関するものである。
〔背景技術〕
太陽熱をヒートポンプの蒸発器熱源として温水
をつくる蓄熱装置において、従来は、第1図に示
すように、蒸発器1を直交太陽熱集熱器2に内蔵
していた。同図において、3は蓄熱槽、4はヒー
トポンプ、5は圧縮機、6は凝縮器である。
これらの従来例にあつては、日射の強い等にヒ
ートポンプ2の蒸発器1が高温高圧となるため、
正常運転ができなくなるという問題を含んでい
た。その理由としては、蒸発器1の冷媒温度、圧
力が日射により高くなると、圧縮機5により加圧
された冷媒は、さらに高圧、高温となるために、
ヒートポンプ4内の循滑油が劣化したり、機械的
な運動をする弁が故障するなどがあげられる。そ
のために、ヒートポンプ4の冷媒の流量を日射に
より制御するなど複雑な制御回路が必要になると
いう問題を有していた。また、冷媒配管を太陽熱
集熱器2(主として屋根)と蓄熱槽3(地上)の
間で行なう必要があるなど、施工、保守点検の面
からも課題を含んでいた。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、太陽熱を有効に利用でき、
ヒートポンプの正常運転のための制御回路も容易
で、しかも施工、保守も容易な蓄熱装置を提供す
ることである。
〔発明の開示〕
この発明の蓄熱装置は、太陽熱集熱器と蓄熱槽
間に熱媒供給パイプおよび熱媒帰還パイプからな
る循環パイプを取り付け、この循環パイプに熱媒
を循環させる循環ポンプを設け、吸入口並びにい
ずれか一方に選択切替自在な第1および第2の吐
出口をもつ三方弁の吸入口と第1の吐出口を前記
供給パイプに連結し、この三方弁の第2の吐出口
と前記帰還パイプ間に分岐パイプを連結し、この
分岐パイプにヒートポンプの蒸発器を取付けてそ
のヒートポンプの凝縮器で前記蓄熱槽内の湯水を
加熱するように構成し、第1および第2の吸入口
と蒸発器をもつ圧力制御式三方弁の第1の吸入口
と吐出口を蒸発器前段側で前記分岐パイプに取付
け、蒸発器の後段側と前記圧力制御式三方弁の第
2の吸入口間に蒸発器から出た熱媒の一部を蒸発
器へ返還するバイパスパイプを取付け、圧力セン
サで前記ヒートポンプの冷媒圧力を検出して所定
圧以下で圧力制御式三方弁の第1の吸入口を全開
するとともに圧力上昇につれて第2の吸入口の開
成量を漸増制御するように構成したものである。
この発明の一実施例を第2図に示す。同図にお
いて、7は太陽熱集熱器であり、熱媒(たとえば
水)を通水して、太陽熱を集熱する集熱板とガラ
スなどの透明板から成る一般的なものである。8
は蓄熱槽、9は太陽熱集熱器7と蓄熱槽8間に取
付けた熱媒供給パイプ、10は蓄熱槽8と太陽熱
集熱器7間に取付けた熱媒帰還パイプ、11は熱
交換器である。12は熱媒循環用パイプ、13は
三方弁で、吸入口と、いずれか一方に選択切替自
在な第1および第2の吐出口をもち、吸入口と第
1の吐出口を熱媒供給パイプ9に連結する。14
は分岐パイプで、三方弁13の第2の吐出口と熱
媒帰還パイプ10間に連結する。15はヒートポ
ンプで、その蒸発器16を分岐パイプ14に設け
るとともに、凝縮器17を貯湯槽8内に配する。
この蒸発器16としては、2重管型熱交換器を用
い、内管18に熱媒を通し、外管19にヒートポ
ンプ15の冷媒を通す。20はヒートポンプ15
の膨張弁、21は圧縮機である。22は圧力制御
式三方弁で、第1および第2の吸入口と吐出口を
もち、第1の吸入口と吐出口を分岐パイプ14の
蒸発器16前段側に取付ける。23はバイパスパ
イプで、熱媒帰還パイプ10と上記圧力制御式三
方弁22の第2の吸入口間に取付ける。24は圧
力センサで、ヒートポンプ15内の冷媒圧力を検
出し、所定圧以下で圧力制御式三方弁22の第1
の吸入口を全開するとともに、圧力上昇につれて
第2の吸入口の開成量を漸増制御する。25は空
気熱源用フアン、26は温水である。
つぎに、この実施例の動作を説明する。まず、
春から秋にかけて、日射量が十分あり、太陽熱に
より暖められた集熱器7内の熱媒で、直接、蓄熱
槽8の水26を45℃以上に加熱できる時(暖房と
給湯を考えた場合、温水の最低必要限度は45℃前
後である)は、三方弁13を第1の吐出口、つま
り矢符A側に切替操作し、ポンプ12→パイプ1
0→集熱器7→パイプ9→熱交換器11→ポンプ
12の順に熱媒(たとえば水)を循環させて、蓄
熱槽8に温水26をつくる。これにより、太陽熱
を有効に利用して安価なコストで温水26を蓄熱
槽8に蓄わえることが可能となる。
ついで、冬期など、外気温が低くかつ日射量が
少なくて、太陽熱により熱められた集熱器7の熱
媒で、直接、蓄熱槽8の水26を45℃以上に加熱
できない時は、三方弁13を第2の吐出口、つま
り矢符B側に切替操作し、ポンプ12→パイプ1
0→集熱器7→三方弁13→分岐パイプ14→三
方弁22→蒸発器16の内管18→ポンプ12の
順に熱媒を循環させて、集熱器7で加熱した熱媒
をヒートポンプ15の蒸発器16の熱源として使
用する。つまり、内管18に流れ込む熱媒の熱を
外管19で奪い。その熱を凝縮器17で放出して
蓄熱槽8の水26を加熱する。これにより、冬期
でも、蓄熱槽8内の水温を高めることができる。
冬期とはいえ、日射が強く、太陽熱集熱器7出
口の熱媒温度が35〜45℃と比較的高い時(熱交換
器11による温水26の直接加熱には使用できな
いが、ヒートポンプ15の熱源水としては温度が
高すぎる時)には、三方弁13を矢符B側に切替
えたままでは、蒸発器16の圧力が高くなりすぎ
てヒートポンプ15が運転不可となるので、その
場合は、圧力センサ24で三方弁22の第1の吸
入口(矢符C側)と第2の吸入口(矢符D側)を
開閉制御する。つまり、圧力センサ24でヒート
ポンプ15の冷媒圧力を検出し、その冷媒圧力が
ヒートポンプ15を正常運転するのに適当な圧力
以下のとき(つまり内管18の熱媒が約35℃以下
のとき)は、三方弁22の第1の吸入口(矢符C
側)を全開とし、内管18の熱媒が35℃を越
え、冷媒圧力が必要以上に高くなるに従つて除々
に第2の吸入口(矢符D側)を開成していく。こ
れにより、蒸発器16から出てくる冷却された熱
媒が、バイパスパイプ23を介して一部蒸発器1
6へ返還され、つまり、集熱器7を出てくる高い
温度の熱媒と蒸発器16の内管18を出てくる冷
却された熱媒が混合されるので、蒸発器16の内
管18へはいる熱源水(熱媒)の温度が下がり、
ヒートポンプ15の正常運転が可能となる。
天気が悪いときや夜間などで、集熱器7の熱媒
の温度が極めて低く、熱媒をヒートポンプ15の
熱源として使用できないときは、フアン25を駆
動する。これにより、ヒートポンプ15の冷媒が
大気から熱を奪つて、凝縮器17で熱を放出し、
温水26をつくる。この場合、集熱器7を循環さ
せる熱媒に不凍液を使用すれば、ヒートポンプ1
5を空気熱源で運転したときでも、内管18内の
熱媒が凍結する心配はない。
このように構成した結果、つぎのような効果が
得られる。
(1) 太陽熱でもつて、直接蓄熱槽8に温水26を
つくる回路と、ヒートポンプ15の熱源に使用
する回路を、並列に設けたので、太陽熱の利用
効率が向上する。すなわち、通常は、太陽熱集
熱器7で暖めた熱媒により、熱交換器11を介
して温水26を直接つくることができ、熱媒温
度の低いときは、ヒートポンプ15を補助熱源
として使用できる。
(2) ヒートポンプ15の冷媒圧力制御による三方
弁22とバイパスパイプ23を設けたので、簡
単な構成で、ヒートポンプ15を高い性能にて
正常運転ができる。
(3) ヒートポンプ15の冷媒配管を太陽熱集熱器
7(主に屋根)と蓄熱槽8(地上)で行なう必
要がなくなるので、施工、保守点検も容易とな
る。
この発明の他の実施例を第3図に示す。すなわ
ち、この蓄熱装置は、太陽熱集熱器7の熱媒とし
て水を用い、第2図の熱交換器11を省略して、
供給パイプ9と帰還パイプ10を直接蓄熱槽8内
に臨ませ、ヒートポンプ15の凝縮器側に熱交換
器27を設けて、蓄熱槽8内の水26を熱交換器
27により加熱可能としたものである。28は蓄
熱槽8内の水を熱交換器27との間で循環させる
ためのポンプである。その他の構成は上記実施例
と同様であるので、同一部分に同一符号を付して
その説明を省略する。この実施例も上記実施例と
ほぼ同様な動作をし、上記実施例と同様の効果を
達成できる。
〔発明の効果〕
この発明の蓄熱装置によれば、太陽熱を有効に
利用でき、ヒートポンプの正常運転のための制御
回路も容易で、しかも施工、保守も容易であると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の構成図、第2図はこの発明の
一実施例の構成図、第3図は他の実施例の構成図
である。 7……太陽熱集熱器、8……蓄熱槽、9……熱
媒供給パイプ、10……熱媒帰還パイプ、12…
…循環ポンプ、13……三方弁、14……分岐パ
イプ、15……ヒートポンプ、16……蒸発器、
17……凝縮器、22……圧力制御式三方弁、2
3……バイパスパイプ、24……圧力センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 太陽熱集熱器と、蓄熱槽と、前記太陽熱集熱
    器と前記蓄熱槽間にそれぞれ取付けた熱媒供給パ
    イプおよび熱媒帰還パイプからなる循環パイプ
    と、この循環パイプに熱媒を循環させる循環ポン
    プと、吸入口並びにいずれか一方に選択切替自在
    な第1および第2の吐出口をもち吸入口と第1の
    吐出口を前記供給パイプに連結した三方弁と、こ
    の三方弁の第2の吐出口と前記帰還パイプ間に連
    結した分岐パイプと、蒸発器を前記分岐パイプに
    取付けて凝縮器で前記貯湯槽内の湯水を加熱する
    ヒートポンプと、第1および第2の吸入口と吐出
    口をもちその第1の吸入口と吐出口を前記蒸発器
    前段側で前記分岐パイプに連結した圧力制御式三
    方弁と、前記蒸発器の後段側と前記圧力制御式三
    方弁の第2の吸入口間に連結して蒸発器から出た
    熱媒の一部を蒸発器へ返還するバイパスパイプ
    と、前記ヒートポンプの冷媒圧力を検出して所定
    圧以下で前記圧力制御式三方弁の第1の吸入口を
    全開するとともに圧力上昇につれて第2の吸入口
    の開成量を漸増させる圧力センサとを備えた蓄熱
    装置。
JP58119638A 1983-06-30 1983-06-30 蓄熱装置 Granted JPS6011062A (ja)

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JPS6011062A JPS6011062A (ja) 1985-01-21
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