JPH0125247Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、太陽熱等自然エネルギを利用した集
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、太陽熱の集熱装置としては、太陽熱温水
器や強制循環式のソーラシステムが知られてい
る。これらは、太陽熱が希薄であることから集熱
面積が大きくなり、かつ重いものとなり、設置場
所が制約される。又日射のない曇天、雨天時には
集熱作用が行なわれないため、補助熱源が不可欠
となる欠点を有している。

上記欠点を解決するため、太陽熱の集熱手段に
ヒートポンプサイクルを応用し、冷媒を直接集熱
器に導き蒸発させることにより、低温集熱が行な
われ、太陽熱と大気熱を吸収し、集熱量の大巾な
増大が図れ、集熱器を小型軽量化することが可能
となり、設置自由度が向上する等の利点がある。
すなわち第１図に示す如く、集熱器１、圧縮機
２、凝縮器３、膨張弁４を順次環状連結してなる
集熱回路と、貯湯タンク５、水循環ポンプ６、水
加熱器７を順次環状連結してなる水加熱回路とを
具備し、前記凝縮器３と水加熱器７は第２図及び
第３図に示す如く銅管を扁平状に加工し、凝縮器
３、水加熱器７とを交互に積層し鉛デイツプ処理
により密着固定されてなる。圧縮機２より吐出さ
れた高温、高圧の冷媒は凝縮器３の上部より流入
し、下方へ流れこの間に水加熱器７の下部より流
入し上方へ流動する給湯水に放熱し順次変化し液
化冷媒となる。

上記凝縮器３と水加熱器７は熱交換特性の他に
凝縮器３に存在する冷媒量特性、水加熱器７の流
路抵抗特性を考慮する必要がある。すなわち冷媒
量を適正にするため凝縮器３に管断面積を合わせ
ると水加熱器７の流路抵抗が大きくなり水循環ポ
ンプ６も大きくなる。又水加熱器７の流路抵抗特
性を適正とした管断面積にすると、凝縮器３に多
量の冷媒が存在するようになる等の問題点があ
る。

考案の目的 本考案は、上記太陽熱の集熱手段にヒートポン
プを応用した集熱装置の熱交換器に関するもので
あり、冷媒量の適正化と、水側圧力損失を軽減化
することを目的とするものである。

考案の構成 上記目的を達成するため本考案は、冷媒の凝縮
器と水加熱器を凝縮器管断面積＜水加熱器断面積
なる扁平管にて形成し、かつこれらを交互に積層
したもので、凝縮器管断面積を小さくし、水加熱
器管断面積を大きくしたことにある。

上記構成により凝縮器への冷媒溜り込み量の適
正化と、水加熱器の流路抵抗損失を減じ、水循環
ポンプを小さなものとすることができる。

実施例の説明 本考案の実施例を第４図及び第５図に基づき説
明する。１は集熱器であり集熱フインと集熱パイ
プからなる。２は圧縮器、３は凝縮器、４はドラ
イヤー、５は膨張弁であり、これらは集熱器１、
圧縮機２、凝縮器３、ドライヤー４、膨張弁５、
集熱器１と順次環状に連結され集熱回路を構成す
る。６は貯湯タンク、７は水循環ポンプ、８は水
加熱器であり、これらは貯湯タンク６、水循環ポ
ンプ７、水加熱器８、貯湯タンク６の順に環状連
結され水加熱回路を構成する。前記凝縮器３と水
加熱器８はそれぞれ径の異なる銅パイプを扁平状
に加工し、かつ、これらを交互に積み重ね円筒状
に成形するとともに鉛デイプにより密着固定され
る。なお凝縮器３の管断面積は小さく水加熱器８
の管断面積は大きくしている。

上記集熱装置の作用を説明する。集熱運転は圧
縮機２、水循環ポンプ７を駆動することによりな
される。すなわち、圧縮機２により圧縮された高
温・高圧の吐出冷媒は凝縮器３に流入し、扁平管
の管壁を介して伝熱関係にある水加熱器８を流動
する給湯水に放熱し凝縮液化する。前記凝縮器３
で液化した液状冷媒はドライヤー４を通り膨張弁
５に至り減圧され低温、低圧となつて集熱器１へ
流入する。集熱器１へ流入した冷媒は太陽熱、大
気熱を吸収し蒸発ガス化し、圧縮機２に吸入され
再び圧縮される集熱サイクルを繰り返す。一方、
貯湯タンク６の給湯水は水循環ポンプ７の作用に
より水加熱器８へ送水され前述の如く、冷媒凝縮
熱により加熱されて後、再び貯湯タンクに流入し
同様の加熱サイクルを繰り返し、貯湯タンク６内
の給湯水は除々に昇温するのである。

本考案の集熱装置によれば、冷媒を直接集熱器
に導き低温で集熱することにより、集熱器では太
陽熱に加えて大気熱からも吸熱し、集熱量が大巾
に増大し集熱器の小型軽量化が図れ、設置の自由
度が高められる。又日射のない曇天、雨天時には
大気熱より集熱することから、湯温保証期間が拡
大し、湯の使い勝手が向上する等の利点がある。

考案の効果 以上説明した如く、本考案は太陽熱の集熱手段
にヒートポンプサイクルを用いたものにおいて、
冷媒凝縮器と水加熱器を管径の異なる扁平管に加
工し、これらを交互に積み重ね密着固定して構成
する。これにより凝縮器内に存在する冷媒量を適
正にすることができ、多冷媒による停止時、圧縮
機、液冷媒の溜り込みによる液圧縮、フオーミン
グ現象による潤滑油の吐出等、圧縮機の破損を防
止することができる。又、水加熱器での圧力損失
を軽減することができ、この結果、水循環ポンプ
容量を小さなものとすることができ、集熱作用に
寄与しない水循環ポンプの消費動力を低減させる
ことができる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はヒートポンプによる集熱サイクル図、
第２図は集熱サイクル用熱交換器の斜視図、第３
図は、集熱サイクル用熱交換器の一部断面図、第
４図は本考案の熱交換器を備えた集熱装置の一実
施例を示す構成図、第５図は本考案の一実施例に
よる集熱装置用熱交換器の一部断面図である。 １……集熱器、２……圧縮機、３……凝縮器、
５……膨張弁、６……貯湯タンク、７……水循環
ポンプ、８……水加熱器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 集熱器、圧縮機、凝縮器、減圧機構を環状連結
   してなる集熱回路と、貯湯タンク、水循環ポン
   プ、水加熱器を環状連結してなる水加熱回路とを
   具備し、前記凝縮器と水加熱器の管径を凝縮器管
   断面積＜水加熱器管断面積の関係とし、それぞれ
   の管を扁平状に形成し、かつこれらを積層してな
   る集熱装置用熱交換器。