JPS60164178A - 太陽熱集熱装置 - Google Patents
太陽熱集熱装置Info
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- JPS60164178A JPS60164178A JP59020218A JP2021884A JPS60164178A JP S60164178 A JPS60164178 A JP S60164178A JP 59020218 A JP59020218 A JP 59020218A JP 2021884 A JP2021884 A JP 2021884A JP S60164178 A JPS60164178 A JP S60164178A
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- Japan
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- circuit
- pump
- solar
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (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
本発明は補助熱源にヒートポンプを用いた太陽熱給湯装
置または太陽熱暖房装置などに適用され、集熱性能およ
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。
置または太陽熱暖房装置などに適用され、集熱性能およ
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
従来の太陽熱集熱装置は、第１図に示すように貯湯槽１
に内設される熱交換器２と、集熱器３とが、ポンプ４が
配設される復管５と往管６により閉回路状に配管接続さ
れるとともに、管路内部に熱媒が封入され集熱回路が構
成されていた。この構成では日射が強い場合、ポンプ４
を運転し、熱媒を循環させ集熱器３て熱媒を加熱し、熱
交換器２で放熱させ貯湯槽１に蓄熱させていたが、集熱
がすすむに従がい、貯湯槽１内の温度が上昇し、集熱器
３に入る熱媒の温度も高くなってしまうため、集熱性能
も低くなるという問題を有していた。
に内設される熱交換器２と、集熱器３とが、ポンプ４が
配設される復管５と往管６により閉回路状に配管接続さ
れるとともに、管路内部に熱媒が封入され集熱回路が構
成されていた。この構成では日射が強い場合、ポンプ４
を運転し、熱媒を循環させ集熱器３て熱媒を加熱し、熱
交換器２で放熱させ貯湯槽１に蓄熱させていたが、集熱
がすすむに従がい、貯湯槽１内の温度が上昇し、集熱器
３に入る熱媒の温度も高くなってしまうため、集熱性能
も低くなるという問題を有していた。
さらに、日射の弱い場合は、集熱が行えず、曇の日や雨
の日は貯湯槽１内の温度が上昇しないという問題を有し
ていた。
の日は貯湯槽１内の温度が上昇しないという問題を有し
ていた。
一方、上記の問題を解消するために、集熱器へ流入する
熱媒の温度を周囲の空気温度より低くすることにより、
日射の無い場合でも、空気より集熱することができるよ
うに、ヒートポンプ回路を、集熱装置に適用することが
よく行なわれている。
熱媒の温度を周囲の空気温度より低くすることにより、
日射の無い場合でも、空気より集熱することができるよ
うに、ヒートポンプ回路を、集熱装置に適用することが
よく行なわれている。
従来のこの種の太陽熱集熱装置は第２図に示すように、
ヒートポンプ回路における蒸発器の機能を有する集熱器
３と凝縮器７とを復管５と往管６で接続し、閉回路を構
成するとともに、往管６に膨張弁８を配設し、復管５に
アキュームレータ９と圧縮機１０を配設し、さらに、貯
湯槽１と、ポンプ４と、凝縮器７とが順に閉回路状に配
管接続されていた。上記構成において、圧縮機１ｏを運
転することにより、集熱器３内を減圧し低温の潜熱媒体
を蒸発させ、アキュームレーター９で気液分離し、圧縮
機１０て高温高庄の蒸気にして凝縮器７で凝縮させポン
プ４によって循環される貯湯水を加熱し、貯湯槽１に蓄
熱させていた。一方、高圧の液になった潜熱媒体は感温
部１１の信号に応じ開度を調整する膨張弁８により膨張
され、空気温度よりも低温になって集熱器３に流入する
ことになるため、日射の弱い場合においても空気から大
気熱を集熱することができることになり、日射の有無に
かかわらず一定の貯湯温度を確保することができる。し
かし、この構成では、日射の強い場合でも、集熱するた
めには圧縮機１０を運転しなければならず、消費電力の
大きな、すなわちランニングコストの高いシステムとな
ってしまう問題を有していた。
ヒートポンプ回路における蒸発器の機能を有する集熱器
３と凝縮器７とを復管５と往管６で接続し、閉回路を構
成するとともに、往管６に膨張弁８を配設し、復管５に
アキュームレータ９と圧縮機１０を配設し、さらに、貯
湯槽１と、ポンプ４と、凝縮器７とが順に閉回路状に配
管接続されていた。上記構成において、圧縮機１ｏを運
転することにより、集熱器３内を減圧し低温の潜熱媒体
を蒸発させ、アキュームレーター９で気液分離し、圧縮
機１０て高温高庄の蒸気にして凝縮器７で凝縮させポン
プ４によって循環される貯湯水を加熱し、貯湯槽１に蓄
熱させていた。一方、高圧の液になった潜熱媒体は感温
部１１の信号に応じ開度を調整する膨張弁８により膨張
され、空気温度よりも低温になって集熱器３に流入する
ことになるため、日射の弱い場合においても空気から大
気熱を集熱することができることになり、日射の有無に
かかわらず一定の貯湯温度を確保することができる。し
かし、この構成では、日射の強い場合でも、集熱するた
めには圧縮機１０を運転しなければならず、消費電力の
大きな、すなわちランニングコストの高いシステムとな
ってしま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、集熱に用
する電力消費を最小にするとともに、日射の強弱にかか
わらす、一定値以」二の高温の貯湯を得ることを目的と
する。
する電力消費を最小にするとともに、日射の強弱にかか
わらす、一定値以」二の高温の貯湯を得ることを目的と
する。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、太陽熱および大気
熱を吸熱する集熱器と、放熱用の熱交換器とを閉回路状
に配管接続する往管または復管のとちらか一方に熱媒を
循環するポンプを配設し、集熱回路を構成するとともに
、集熱回路の熱媒を冷却する蒸発器を往管に配設し、熱
媒を加熱する凝縮器を復管に配設し、蒸発器と、圧縮機
と、凝縮器と膨張弁とを順に閉回路状に配管接続するこ
とによりヒートポンプ回路を構成したものである。
熱を吸熱する集熱器と、放熱用の熱交換器とを閉回路状
に配管接続する往管または復管のとちらか一方に熱媒を
循環するポンプを配設し、集熱回路を構成するとともに
、集熱回路の熱媒を冷却する蒸発器を往管に配設し、熱
媒を加熱する凝縮器を復管に配設し、蒸発器と、圧縮機
と、凝縮器と膨張弁とを順に閉回路状に配管接続するこ
とによりヒートポンプ回路を構成したものである。
この構成によって、日射が強く、貯湯槽内温度が低く、
空気温度が高いような太陽熱を高効率で集熱できるよう
な条件の場合は、ヒートポンプ回路の圧縮機を停止さ上
梁熱回路のポンプだけを運転させることにより、少ない
電力消費で高効率に太陽熱を集熱をすることができる。
空気温度が高いような太陽熱を高効率で集熱できるよう
な条件の場合は、ヒートポンプ回路の圧縮機を停止さ上
梁熱回路のポンプだけを運転させることにより、少ない
電力消費で高効率に太陽熱を集熱をすることができる。
一方、日射か弱く、貯湯槽内温度が高く、空気温度か低
いような太陽熱を高効率で集熱することかできない条件
の場合は、集熱回路のポンプとヒートポンプ回路の圧縮
機を同時に運転させることにより、ヒートポンプ回路の
蒸発器で集熱回路の往管の熱媒を冷却し、凝縮器て復管
の熱媒を加熱する。すなわち、熱交換器に入る熱媒の温
度を貯湯槽内温度より高くし、集熱器に入る熱媒の温度
を空気温度より低くすることによって、集熱器において
、大気熱および太陽熱を集熱することが可能になる。
いような太陽熱を高効率で集熱することかできない条件
の場合は、集熱回路のポンプとヒートポンプ回路の圧縮
機を同時に運転させることにより、ヒートポンプ回路の
蒸発器で集熱回路の往管の熱媒を冷却し、凝縮器て復管
の熱媒を加熱する。すなわち、熱交換器に入る熱媒の温
度を貯湯槽内温度より高くし、集熱器に入る熱媒の温度
を空気温度より低くすることによって、集熱器において
、大気熱および太陽熱を集熱することが可能になる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例を第３図を用いて説明する。第３
図において、貯湯槽１に内設される熱交拗器２．Ｊ−ｍ
執器３，１−が、ポンプ４を配設する復管５と往管６と
て、閉回路状に配管接続され、集熱回路１２がキイ４成
されている。一方、集熱回路の熱媒を冷却する蒸発器１
３が往管６に配設されるとともに、熱媒を加熱する凝縮
器７は復管５に配設され、蒸発器１３と、アキュームレ
ーター９と、圧縮機１０と、凝縮器７と、蒸発器１３の
出口温度を検知する感温部１１の信号に応じ開度を調整
する膨張弁８とが順に閉囲状に配管接続されヒートポン
プ回路１４か構成されている。なお、第１図および第２
図と同一部材には同一番号を付している。
図において、貯湯槽１に内設される熱交拗器２．Ｊ−ｍ
執器３，１−が、ポンプ４を配設する復管５と往管６と
て、閉回路状に配管接続され、集熱回路１２がキイ４成
されている。一方、集熱回路の熱媒を冷却する蒸発器１
３が往管６に配設されるとともに、熱媒を加熱する凝縮
器７は復管５に配設され、蒸発器１３と、アキュームレ
ーター９と、圧縮機１０と、凝縮器７と、蒸発器１３の
出口温度を検知する感温部１１の信号に応じ開度を調整
する膨張弁８とが順に閉囲状に配管接続されヒートポン
プ回路１４か構成されている。なお、第１図および第２
図と同一部材には同一番号を付している。
上記構成において、日射か強く、貯湯槽１内の温度か低
く、空気温度が高いような太１％熱を高効率で集熱てき
るような条件の場合は、ヒートポンプ回路１４の圧縮機
１０の運転を停止した状態て、集熱回路１２のポンプ４
を運転し、熱媒を循環さぜることｌこより、太陽熱が集
熱される。すなわち、ポンプ４て搬送される熱媒は、集
熱器３て太陽熱を受け、加熱され、高温の状態て復管５
を通って、熱交換器２に入り、貯湯槽１に放熱して、低
温の熱媒となり、往管６を通って再び集熱器３に搬送さ
れる。したがって、消費電力の少ないポンプ４によって
熱媒を搬送することにより集熱器３て得た熱を、貯湯槽
１に搬送、蓄熱することができる。
く、空気温度が高いような太１％熱を高効率で集熱てき
るような条件の場合は、ヒートポンプ回路１４の圧縮機
１０の運転を停止した状態て、集熱回路１２のポンプ４
を運転し、熱媒を循環さぜることｌこより、太陽熱が集
熱される。すなわち、ポンプ４て搬送される熱媒は、集
熱器３て太陽熱を受け、加熱され、高温の状態て復管５
を通って、熱交換器２に入り、貯湯槽１に放熱して、低
温の熱媒となり、往管６を通って再び集熱器３に搬送さ
れる。したがって、消費電力の少ないポンプ４によって
熱媒を搬送することにより集熱器３て得た熱を、貯湯槽
１に搬送、蓄熱することができる。
一方、日射か弱く、貯湯槽１内の温度が高く、空気温度
が低いような、太陽熱を高効率で集熱することができな
い条件の場合は、集熱回路１２のポンプ４とヒートポン
プ回路１４の圧縮機１０を同時に運転することにより、
集熱器３において太陽熱および大気熱が集熱される。す
なわち、ヒートポンプ回路１４の蒸発器１３により、集
熱回路１２の往管６を流れる熱媒を冷却し、熱媒の温度
を空気温度より低くするとともに、蒸発器１３で得た熱
を、凝縮器７において、復管５を流れる熱媒に放熱し、
熱媒を加熱し熱媒の温度を貯湯槽１内の温度より高くす
ることができる。したがって、太陽熱を高効率で集熱で
きない場合は、ヒートポンプ回路１４を運転することに
より、集熱器３に流入する熱媒の温度を空気温度より低
くすると同、；＼股に、熱交換器２に流入する温度を貯
湯槽１内の温度より高くすることによって集熱器３にお
いて太陽熱および大気熱から集熱した熱を貯湯槽１に搬
送し蓄熱することができる。
が低いような、太陽熱を高効率で集熱することができな
い条件の場合は、集熱回路１２のポンプ４とヒートポン
プ回路１４の圧縮機１０を同時に運転することにより、
集熱器３において太陽熱および大気熱が集熱される。す
なわち、ヒートポンプ回路１４の蒸発器１３により、集
熱回路１２の往管６を流れる熱媒を冷却し、熱媒の温度
を空気温度より低くするとともに、蒸発器１３で得た熱
を、凝縮器７において、復管５を流れる熱媒に放熱し、
熱媒を加熱し熱媒の温度を貯湯槽１内の温度より高くす
ることができる。したがって、太陽熱を高効率で集熱で
きない場合は、ヒートポンプ回路１４を運転することに
より、集熱器３に流入する熱媒の温度を空気温度より低
くすると同、；＼股に、熱交換器２に流入する温度を貯
湯槽１内の温度より高くすることによって集熱器３にお
いて太陽熱および大気熱から集熱した熱を貯湯槽１に搬
送し蓄熱することができる。
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ば次の効果
が得られる。
が得られる。
（１）ポンプによって熱媒を循環する集熱回路に対しヒ
ートポンプ回路の蒸発器を往管に配設するとともに、凝
縮器を復管に配設する構成としているので、ヒートポン
プ回路を運転することにより、往管を流れる熱媒を冷却
し、復管を流れる熱媒を加熱することかでき、太陽熱お
よび大気熱の両方を集熱することができる。したがって
、日射の強いような太陽熱を高効率で集熱できる場合は
、ポンプを単独運転することにより、少ない電力消費で
集熱か可能であり、日射の弱いような太陽熱を高効率で
集熱できない場合は、ヒートポンプ回路の圧縮機の運転
を付加することにより太陽熱のほかに大気熱も集熱する
ことができ、日射の有無にＪ）かわらす、一定値以上の
集熱量を確保することができる。
ートポンプ回路の蒸発器を往管に配設するとともに、凝
縮器を復管に配設する構成としているので、ヒートポン
プ回路を運転することにより、往管を流れる熱媒を冷却
し、復管を流れる熱媒を加熱することかでき、太陽熱お
よび大気熱の両方を集熱することができる。したがって
、日射の強いような太陽熱を高効率で集熱できる場合は
、ポンプを単独運転することにより、少ない電力消費で
集熱か可能であり、日射の弱いような太陽熱を高効率で
集熱できない場合は、ヒートポンプ回路の圧縮機の運転
を付加することにより太陽熱のほかに大気熱も集熱する
ことができ、日射の有無にＪ）かわらす、一定値以上の
集熱量を確保することができる。
（２）集熱回路とヒートポンプ回路はそれぞれ独立した
閉回路を構成しているため、ヒートポンプ回路の配管を
屋根上なとの離れた場所に設置される集熱器迄伸ばす必
要がなく、ヒートポンプ回路をコンパクトに構成するこ
とができ、配管による圧損も少なくてきるため高効率な
ヒートポンプ運転ができる。
閉回路を構成しているため、ヒートポンプ回路の配管を
屋根上なとの離れた場所に設置される集熱器迄伸ばす必
要がなく、ヒートポンプ回路をコンパクトに構成するこ
とができ、配管による圧損も少なくてきるため高効率な
ヒートポンプ運転ができる。
（３）集熱回路のポンプ単独運転が可能であるのて、ヒ
ートポンプの運転ができないような空気温度の低い条件
においても、日射が強い場合は集熱てきる。
ートポンプの運転ができないような空気温度の低い条件
においても、日射が強い場合は集熱てきる。
第１図は従来の太陽熱集熱装置の構成図、第２図は従来
のヒートポンプを用いた太陽熱集熱装置の構成図、第３
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。 ２・・・・熱交換器、３・・・・・集熱器、４ ・・・
・ポンプ、５・・・・・復管、６・・・・・・往管、７
・・・・・・凝縮器、８・・・・・膨張弁、１０・・・
・・圧縮機、１２・・・・・・集熱回路、１３・・・・
蒸発器、１４・・・・ヒートポンプ回路。
のヒートポンプを用いた太陽熱集熱装置の構成図、第３
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。 ２・・・・熱交換器、３・・・・・集熱器、４ ・・・
・ポンプ、５・・・・・復管、６・・・・・・往管、７
・・・・・・凝縮器、８・・・・・膨張弁、１０・・・
・・圧縮機、１２・・・・・・集熱回路、１３・・・・
蒸発器、１４・・・・ヒートポンプ回路。
Claims (1)
- 太陽熱および大気熱を吸熱する集熱器と、放熱用の熱交
換器と、前記集熱器と前記熱交換器とを閉回路状に配管
接続する往管および復管と、前記往管または前記復管の
どちらか一方に配設され管路内の熱媒を循環するポンプ
とから構成される集熱回路と、前記集熱回路の前記往管
に配設され前記熱媒より吸熱する蒸発器と、圧縮器と、
前記集熱回路の前記復管に配設され前記熱媒に放熱する
凝縮器と、膨張弁とを順に閉回路状に接続して構成され
るヒートポンプ回路とからなる太陽熱集熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020218A JPS60164178A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 太陽熱集熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020218A JPS60164178A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 太陽熱集熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164178A true JPS60164178A (ja) | 1985-08-27 |
| JPH0413619B2 JPH0413619B2 (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=12021019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020218A Granted JPS60164178A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 太陽熱集熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60164178A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014750A1 (fr) * | 2000-08-18 | 2002-02-21 | Shengheng Xu | Dispositif de conditionnement d'air a liquide de type geothermique |
| CN100383473C (zh) * | 2006-06-01 | 2008-04-23 | 上海交通大学 | 太阳能辅助驱动冷热联产装置 |
| CN105004073A (zh) * | 2015-08-03 | 2015-10-28 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种太阳能热发电集热储热*** |
| CN105485759A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 北京工业大学 | 太阳能储热、供热及发电*** |
| KR102569574B1 (ko) * | 2023-01-31 | 2023-08-25 | 주식회사 휴처스 | 태양광 수집열을 이용한 온도차 발전 시스템 |
| CZ310032B6 (cs) * | 2021-04-09 | 2024-05-22 | SUNPOWER s.r.o. | Systém skladování a distribuce energie pro zvýšení energetické udržitelnosti provozů |
-
1984
- 1984-02-06 JP JP59020218A patent/JPS60164178A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014750A1 (fr) * | 2000-08-18 | 2002-02-21 | Shengheng Xu | Dispositif de conditionnement d'air a liquide de type geothermique |
| US6772605B2 (en) | 2000-08-18 | 2004-08-10 | Shengheng Xu | Liquid air conditioner of ground energy type |
| CN100383473C (zh) * | 2006-06-01 | 2008-04-23 | 上海交通大学 | 太阳能辅助驱动冷热联产装置 |
| CN105004073A (zh) * | 2015-08-03 | 2015-10-28 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种太阳能热发电集热储热*** |
| CN105485759A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 北京工业大学 | 太阳能储热、供热及发电*** |
| CZ310032B6 (cs) * | 2021-04-09 | 2024-05-22 | SUNPOWER s.r.o. | Systém skladování a distribuce energie pro zvýšení energetické udržitelnosti provozů |
| KR102569574B1 (ko) * | 2023-01-31 | 2023-08-25 | 주식회사 휴처스 | 태양광 수집열을 이용한 온도차 발전 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0413619B2 (ja) | 1992-03-10 |
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