JPS5866761A - 集熱器 - Google Patents

集熱器

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Publication number
JPS5866761A
JPS5866761A JP56166945A JP16694581A JPS5866761A JP S5866761 A JPS5866761 A JP S5866761A JP 56166945 A JP56166945 A JP 56166945A JP 16694581 A JP16694581 A JP 16694581A JP S5866761 A JPS5866761 A JP S5866761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
medium
evaporated
water
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP56166945A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsutoshi Kinoshita
木下 光敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu General Ltd
Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
Gencorp Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu General Ltd, Gencorp Inc filed Critical Fujitsu General Ltd
Priority to JP56166945A priority Critical patent/JPS5866761A/ja
Publication of JPS5866761A publication Critical patent/JPS5866761A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/90Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F24S10/95Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
    • 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽放射熱を効率よく吸収して所望の温水を得
るための集熱器に関するものである。
冷暖房装置の熱源としての温水や給湯用、の温水を得る
方法の1つに、太陽放射熱を吸収して温水を(゛、)る
集熱器がある。このような集熱器は、従来、熱媒として
水を狛いていたため、熱の吸収効率が悪く、かつ容積の
大きなものを必要としていた。
しかも冬期の夜間のように外気温が0°C以下になると
、水が凍結して集熱管を破壊するおそれもあった。この
凍結防止策には、■外気温が氷点下近くになったときに
集熱管内の水を抜く方法、■水の中に不凍液を混入する
方法などがあるが、■の方法は外気温が氷点下近くにな
ったことを検出して水を抜く手段が必要であるのみなら
ず、構造上集熱管が曲折しているため、水を完全に抜き
取ることができず凍結破壊のおそれを解消できなかった
。また、■の方法は■の方法のような欠点はないが、不
凍液を入れた水をそのまま給湯用の温水に利用できない
ため、熱交換器を介して温水を得る必要があり、しかも
、この熱交換器は大形となり、熱の伝達能率も悪かった
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、熱媒として太
陽放射熱で容易に気化するとともに、通常の氷点下の外
冷気温では容具::凍結しない物質を用い、この熱媒を
太陽放射熱で気化し、この気化した熱媒の液化時に発生
する熱エネルギーを利用して熱交換器で温水を得るよう
にしたものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明による集熱器(1)の断面図、II2図
は同斜視図を示すもので、これらの図において、(2)
は円筒状の密閉容器を横にした貯液部である。
この貯液部(2)の側面上部の開口部(3)には、横断
面が円環をなすパイプ状の集熱管(41X4t)・・・
の一端側が連通結合されている。この集熱管(4□)(
41)・・・のそれぞれの外側面下部ζ二は、第3図(
、)に示すように、太陽放射熱を有効に吸収するための
、アルミニウム、鉄またはステンレスなどでできた長方
形板状のフィン(51)(st)・・・が固着されてい
る。
前記集熱管(41)(42)・・・の他端側には、円筒
容器な嬬・にした形状の凝縮部(6)とその開口部(7
)で連通結合され、この凝縮部(6)の底部に開口した
開口部(8)と前記貯液部(2)の側面下部に開口した
開口部(9)とは、戻し管0〔で連結されている。この
ようにして、前記貯液部(2)、集熱管(41)(42
)・・・、凝縮部(6)および戻し管OQは密閉した状
態で連結して形成され、熱媒の循環サイクル経路を形成
している。
前記凝縮部(6)内には熱交換用チューブ(II)が挿
入され、この熱交換用チューブαυ内を循環する水を温
水に変えて外部の冷暖房装置等へ供給するようになって
いる。
つぎに作用を説明する 太陽熱の照射によって集熱器(1)の集熱管(4,)(
42)・・・およびフィン(51)(5□)・・・が加
熱されると、貯液部(2)と集熱管(41)(4,)・
・・の内部の一部に充填さJlている熱媒としてのフロ
ン11が気化して、加熱されたガスが凝縮部(6)内に
上昇してくる。この凝縮部(6)内では、熱交換用チュ
ーブ01)内を循環し゛〔いる水によって気化したフロ
ン11が冷やされ−C液化し、戻し管θ〔を介して前記
貯液部(2> 1’−戻る。このようにしてフロン11
の気化と液化による循環サイクルが形成される。このと
き、前記凝縮部(6)内では、フロン11が気体から液
体に変化するが、その熱伝達係数は極めて高いので、熱
交換用チューブa1)内の水は大きな熱エネルギーを得
て温水に変る。
前記実施例では、熱媒としてフロン11を用いたが、こ
れに限るものでなく、太陽放射熱で容易に気化するとと
もに、通常の外冷気温では容易に凍結しないもの、例え
ばフロン113のようなものであってもよい。
前記実施例では、第3図(a)に示すように、集熱管(
4□)(4t)・・・は断面が円環のパイプ状とし、そ
れぞれの外側面底部に長方形板状のフィン(51)(5
,)・・・を固着するようにしたが、本発明はこれに限
るものでない。例えば、第3図(b)に示すように、断
面が楕円環のパイプ状の集熱管(41)・・・とじ、こ
の集熱管(4I)・・・の左右両側にフィン(5,)・
・・を一体に突設したり、同図(C)に示すように、長
方形板の中央部を半円形に折曲したフィン(5、)・・
・の半円形凹溝a2部分;二集熱管(4,)・・・を嵌
着したり、または同図(d)に示すように、複数本の集
熱管(,11)(42)(43)・・・に1個の長方形
板状のフィン(51を固着するようにしてもよい。
Mす記実施例では、集熱管(41)(42)・・・は凝
縮部(6)の側面の開口部(力に連結して、側面部分か
ら気化した熱媒な凝縮部(6)内に導くようにしたが、
これに限るものでなく、例えは第4図に示すように、集
熱管(4,)・・・を凝縮部(6)の上部に開口した開
口8(7)に連結して、上部から気化熱媒を凝縮部(6
)内に寺くようにしてもよい。このようにした場合は集
熱%(4+)で気化した熱媒が熱交換用チューブ(11
)内の水で液化されて戻し七〇〇)までの流れがスムー
ズかつ均一的なので熱交換が極めて効果的となる。
つきに本発明による集熱器を利用した冷暖房装置の実施
例を第5図に基づいて説明する。この図において、(1
)は前記集熱器で、この集熱器(1)の叔紛用、(6)
内に設けられた熱交換用チューブ(II)には、Djh
が循環ポンプ03)を介して、他端が直接蓄熱糟(+−
11に連結され、熱交換用チューブ01)内に水を循環
さt+−c蓄熱槽01内に温水を蓄えるようにしている
この蓄熱槽α4には、温水循環用のポンプrJ9、補助
ボイラαQ1吸収式冷凍機(17)、冷媒循環用ポンプ
aねおよび室内側ファンコイルユニッ)09が連結され
、その連結路には制御弁(イ)0υ器(ハ)(財)鉋弼
(ハ)が挿入されている。前記吸収式冷凍機αDは発生
器(ハ)、凝縮器(ハ)、吸収器(至)および蒸発器0
1)からなり、この凝縮器(ハ)と吸収器(至)には循
環ポンプ03により冷却塔(2)から冷却水が循環して
供給されている。ここで、冷房運転の場合の作用を説明
する。制御弁maを閉じ、蓄熱槽αa内の温水の温度の
高低によって補助ボイラαeを運転するか否かを決め、
これに従って制御弁(24)(ロ)cA@を制御して、
吸収式冷凍機aηの発生器(ハ)に、蓄熱槽α荀から温
水を供給して発生器(至)を加熱する。発生器(ハ)が
加熱されると、内部の臭化リデクム溶液が沸騰、濃縮さ
れ、圧力差によって吸収器■に送られる。ここで、この
濃縮溶液、がノズルから散布され、蒸発器C(I)の冷
媒(水)を吸収するため、溶液の濃度が低下するととも
に、蒸発器GD内の圧力が低下する。濃度の低下した溶
液は発生器(至)に戻って温水により再び沸騰、濃縮さ
れ前述の行程を繰り返す。濃縮時に発生した水蒸気は凝
縮器(21で液化され蒸発器r31)に戻る。一方蒸発
器61)内の圧力が低下すると、冷媒の蒸発が起こり、
蒸発器(31)内の管群な通っている冷水は、その上に
散布されている冷媒の蒸発によって冷却される。このよ
うにして冷却された冷水は、循環ポンプ(I81によっ
て室内側ファンコイルユニット01を循環して蒸発器G
υに戻り、これを繰り返して室内のん房が行なわれる。
暖房運転の場合は、吸収式冷凍機αηへの温水の供給を
止めて、蓄熱槽Cl4)の温水を直接または補助ボイラ
06)を介して室内側ファンコイルユニッ)(1に送る
ようにする。
本発明は上記のように熱媒として太陽放射熱で容すに気
化するとともに、通常の氷点下の外冷気渇では容品に凍
結しない物質を用い、しかもこの熱媒を気化させる集熱
管と、液化した熱媒を貯液部へ戻すための戻し管とを別
個に設けたので、熱媒の循環が自然かつスムーズである
。このため、凝縮部における熱交換器での熱交換の効率
が極めてよい。さらに熱媒が気体から液体に変化する場
合の熱伝達係数は極めて高いので、凝縮部内の熱交換器
の表面積が小さくて済む。このため、集熱器の凝縮部の
容積を可及的に小さくできる。さらに、熱交換器側の水
系統のポンプの容量も小さくて済むなどのすぐれた効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明による集熱器の一実施例を
示すもので、第1図は第キ図のA−A線断面図、第2図
は斜視“図、第3図(a)は集熱管とこれに固着された
フィンの断面図、第3図(b) (cl (d)は他の
実施例における断面図、第4図は他の実施例における凝
縮部の断面図、第5図は本発明による集熱器を利用した
冷暖房装置を示す系統図である。 (2)・・・貯液部、(4)(41)(4り〜・・・集
熱管、(6)・・・凝縮部、翰・・・戻し管、Ql)・
・・熱交換器。 同  加納−1]1!個 第  1   図 9 第  2   図 (a)       (b) 第  4  図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)太陽放獣熱で容易に気化するとともに通常の外冷
    気温では容易に凍結しない熱媒を貯えるための貯液部と
    、太陽放射熱吸収のための集熱管と、この集熱管で気化
    され熱媒を液化させ、その液化時1:発生する熱エネル
    ギーを外部の系へ取り出すための熱交換器を設けてなる
    凝縮部と、この凝縮部で液化された熱媒を前記貯液部に
    戻すための戻し管とを順次連結して密閉し、熱媒の循環
    サイクルを形成したことを特徴とする集熱器。
  2. (2)貯液部に貯える熱媒は、フロン11またはフロン
    11.3としてなる特許請求の範囲第1項記載の集熱器
JP56166945A 1981-10-19 1981-10-19 集熱器 Pending JPS5866761A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56166945A JPS5866761A (ja) 1981-10-19 1981-10-19 集熱器

Applications Claiming Priority (1)

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JP56166945A JPS5866761A (ja) 1981-10-19 1981-10-19 集熱器

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Publication Number Publication Date
JPS5866761A true JPS5866761A (ja) 1983-04-21

Family

ID=15840540

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56166945A Pending JPS5866761A (ja) 1981-10-19 1981-10-19 集熱器

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JP (1) JPS5866761A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTV20120159A1 (it) * 2012-08-08 2014-02-09 Quasar Matic Srl Riscaldatore solare di acqua o altro fluido

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTV20120159A1 (it) * 2012-08-08 2014-02-09 Quasar Matic Srl Riscaldatore solare di acqua o altro fluido

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