JPH03502235A - 太陽熱集熱吸収冷却システム - Google Patents

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】 発明の名称　　太陽熱集熱吸収冷却システム本発明は、−次冷却回路の気化器が 、太陽熱集熱器としての吸収器の吸収ダクトに接続されており、吸収ダクトが、 入射態様光線に対面しているガラス層の下に、該ガラス層に対して平行に配置さ れている太陽熱集熱器構体内に設けられており、吸収器の反対側の面に断熱層が 設けられており、夜間に冷媒を吸い込む冷媒吸収化合物が該吸収ダクトに含まれ ており、二次自己循環冷却回路の気化ダクトが一次冷却回路の吸収ダクトに伝熱 接触しており、−次冷却回路の冷却能力を増強する働きをする、太陽熱集熱吸収 冷却（冷房）システムに関する。

太陽熱をエネルギー源として利用する従来のシステムは主として加熱（暖房）用 に用いられており、同システムには、太陽熱集熱システムによって建物、水泳プ ール用などの水道水を加熱する限りにおいては様々なタイプの太陽熱集熱システ ムは他のタイプのエネルギー源と同じ関心度があった。しかし太陽熱利用空調シ ステムにおいては、太陽熱集熱システムと吸収冷却システムを組み合わせること によって空気冷却システムと水加熱システムを組み合わせることが知られている 。

気温の高い地域や、電力その他の在来エネルギーに対するアクセスが困難であっ たり、同エネルギーを利用する費用が高い地域においては、様々な目的の冷却シ ステムに対するニーズがまだ充足されていない。すなわち、高温で変質する食品 、医薬特表千３−５０２２３５　（２） 品などの冷却、人間の生活空間、特に居住室の空調のニーズは存在し続けている 。

国際特許出願明細書Ｐ　ＣＴ／Ｄ　Ｋ８４１０００４０（公開番号ＷＯ３４１０ ４５８１）に開示されている前記タイプの吸収冷却システムにおいては、太陽熱 を太陽エネルギー源として利用し、電気、ガスその他の在来エネルギーには頼ら ない。同システムの作動原理としては、毎日の気温変化、すなわち日中と夜間の 気温差を利用して一次吸収冷却回路を周期的に付勢し、太陽エネルギーが吸収器 に供給されない夜間にシステムの気化器を収容している断熱スペース内で冷媒を 気化させる。二次自己循環冷却回路により、吸収管に含まれている冷媒吸収化合 物（たとえば塩化カルシウム）が冷却サイクル中に一次回路に存在している冷媒 をほぼ完全に吸収する。

一日の開始時に二次回路が遮断される；吸収された冷媒を最早保持できなくなる 温度まで吸収管が急激に加熱され、冷媒が一次回路のコンデンサへ追いやられ、 そこから液状の冷媒が一次回路の冷媒容器へ送られる；該容器が日中に冷媒をほ ぼ全量収集し、吸収管による冷媒の吸収によって気化が再開されるまで冷媒を保 持する。

一次回路の吸収管内の冷媒吸収化合物と二次回路の気化管との間に良好なる伝熱 接触を確保するためには、前記の冷却システムに関して、二次回路の気化管を吸 収管内に同軸に通し、冷媒吸収化合物を均等に分散させるために吸収管を複数の コンパートメントに区画するいわゆるフィン（リブ）付き管として冷媒吸収管に 直に伝熱接触させる。

しかしこの実施態様では吸収管が非常に複雑で製作費が高く、産業用には不向き である。本発明はこのような現状に鑑みて、大幅な簡素化ならびにコストダウン を保証することができる解決方法を提供することを目的とするものである。

本発明の目的は、−次回路の吸収器を、２枚の板材を抑圧結合して２つの隣接波 形容とした少なくとも１つのシート溶接吸収パネルとし、二次回路の吸収ダクト を、熱伝導率の高い材料で作り、断熱層に対面させて吸収パネルの谷の中に定置 することによって達成される。

吸収器を１つあるいは複数のシート溶接パネルとすることにより、通常の板形放 熱器の場合と同様に在来の自動溶接機で吸収器を製作することができ、またシー ト溶接パネルにおいて可能な範囲内で吸収ダクトをより近接させることにより、 特定の太陽熱集熱部における吸収器の数を増やすことができる。

二次回路の気化管が一次回路の吸収ダクトの外側に位置しているが、−次回路の 吸収ダクトに良好に伝熱接触している故に、吸収器が大量の冷媒吸収化合物を収 容することができ、吸収器の吸収能力が大きくなり、そのため二次回路の冷却効 果に対する需要が少なくなり、システム全体の容量ならびに効率が大幅に改善さ れる。二次回路の気化管の波谷（νａｖｅ　ｖａｌｌｅｙ）の中に通すことによ り吸収管を十分に冷却できることが確認された。

以下、添付図を参照しつつ本発明の内容について詳述することとする。

第１図は、太陽熱集熱吸収冷却システムの簡略フローチャートである。

第２〜４図は、本発明の１つの好ましい実施態様としての冷却システム用太陽熱 集熱器の図解である。

第５〜８図は、太陽熱集熱器の吸収パネルの拡大詳細図である。

第１図に示す冷却システムにおいては、冷却すべき断熱スペース２の中に冷媒気 化器１がある。スペース２は一例として、冷蔵を必要とする食品、医薬品などを 収納する冷却箱とする。

後述するところのシステムの定期的運転を考慮し、冷媒が気化されない時間中に 低温を維持するための冷蔵器３をスペース２内に設けることも考えられる。ただ し、スペース（容器）２は、製氷用冷却（冷凍）スペース、空調システム用冷却 チャンバなどとすることもできる。

液状冷媒流入管路４を介して気化器１が冷媒容器５に接続されている；冷媒容器 ５の容積はシステム内の冷媒の絶景よりも大きい。気化器１はまた、システム内 の全冷媒が容器５に集められた時の液位よりも高い位置で、蒸気冷媒流出管路６ を介して容器５に接続されている。

容器５に達している液状冷媒流入管７が容器５とシステムの吸収器との間の単一 接続管体の最下部になっている；流入管７は、水溜め９がある凝縮器の底に接続 されており、単一接続管がコイル管１０として水溜め９を通過している。管接続 体の上部は凝縮器８と吸収器１２との間の管部分１１である。

吸収器１２は、太陽熱集熱器であり、後述のごとく、複数のシート溶接吸収パネ ルで構成されており、このケースでは傾斜屋根に設置されて傾斜している太陽熱 集熱器１２の最上端部が管１１に接続されている。

さらに、気化器としての二次冷却回路の気化器が吸収パネルに伝熱接触しており 、後述のごとく太陽熱集熱器１２に接続され、流入管路１７と流出管路工９を介 して凝縮器２０に接続されている；流入管路１７に遮断弁２１が設けられている 。　　　　　　　　　　　５２つの冷却回路内の冷媒の流通を矢印で示す；実線 矢印２２は蒸気冷媒の流通を示し、点線矢印２３は液状冷媒の流通を示す。

システムは昼／夜サイクルで定期的に作動し、吸収器１２に太陽エネルギーが供 給されず、また二次冷却によって吸収器１２がより一層冷却される夜間に気化器 １で冷媒が気化される。それによって太陽熱集熱器１２の吸収パネルの温度が低 下し、吸収パネル内の冷媒吸収化合物が気化冷媒よりも強い吸収力を発揮する。

それにより、気化サイクルの開始時に冷媒容器５に全量集められていた冷媒が気 化サイクル中に吸収パネル内の冷媒吸収化合物の中に吸い込まれる；吸収パネル は、少なくとも総冷媒量に相当する吸収容量を有する量の冷媒吸収化合物を有す ることができる。

日中は、太陽光線の働きによって吸収器内の温度が上昇し、遮断弁２１によって 二次回路内の冷媒の流通が遮断される；遮断弁２１は、−例として、前記国際特 許出願明細書に記載されているごとく、太陽熱によって時限付勢される弁とする ことができる。

温度の上昇に伴って吸収パネル内の冷媒吸収化合物が吸収した冷媒を保持するこ とができなくなり、蒸気冷媒が管接続体１１を通って凝縮器８へ送られ、そこか ら液体冷媒が管７を通って収集容器５へ送られる。

日が暮れれば再生サイクルになり、太陽光線が当たらなくなった吸収器の温度が 低下し、遮断弁２１が回弁し、冷媒が二次回路を流通してプロセスが繰り返され る。

第２〜４図に示すごとく、太陽熱集熱器１２は平箱状構体であり、閉切られてい る底１３が側壁体１４に接続されており、ガラス層１５が入射太陽光線に対面し ている。

図示の実施態様においては、太陽熱集熱器１２の２枚のシート溶接吸収パネル２ ４．２５がガラス板１５の下のほぼ同じ面内に位置しており、パネル２４．２５ は各々第３図の番号２４ａ　、　２４ｂで示すごとく、２枚の板材が抑圧溶接さ れた対向波谷になっている。

２つの板材２４ａ　、　２４ｂの間に多数の平行吸収ダクト２６があり、該ダク ト２６の端部が各々注目吸収パネルの縁に沿って設けられている給配ダクト２７ に接続されている。

吸収パネル２４　（２５）の給配ダクト２７がパネルの一方の側においてマニホ ルド２８に接続されており、吸収ダクト２Ｂがマニホルド２８を介して第４図の 接続管１１に接続されている；接続管１１が一次冷却回路の他の部分に接続され ている。

図示の実施態様においては、気化ダクトは、熱伝導率の高い材料（たとえば銅） の管２９であり、第３図に示すごとくガラス板１５の反対側の吸収板２４．２５ の谷の中に位置している。第２図に示すごとく、各気化管２９は、太陽熱集熱器 １２の両側の長手方向側壁体の給配管３０．３１間の両吸収パネル２４．２５の 同軸谷の中を通っている。

気化管２９に対する給配管３０．３１は短い外部接続管３２．３３を介して二次 回路の凝縮器３４に接続されており、凝縮器３４は、第４図に示すごとく太陽熱 集熱器１２に近接しており、接続管を非常に短くすることができる。太陽熱集熱 器１２の、接続管３２．３３の入口の反対側の側縁に位置している給配管３１は 、第２，３図に示すごとく吸収パネル２４．２５の下に渡されている内部接続管 ３５を介して管３３に接続されている。

第３図に示すごとく、接続管３３に遮断弁２１が設けられている。

遮断弁２１は、先述のごとく、システムの使用地域の日の出／日没時間に合わせ て吸収サイクル／再生サイクルを切り替える時限遮断弁とすることができる。

第３図に示すごとく、太陽熱集熱器１２の側壁体１４と底１３に沿って断熱材層 ３Ｂ（たとえばミネラルウール）が設けられている；好ましくは、太陽熱集熱器 の底と吸収パネル２４．２５との間の空間に断熱材３６を完全に詰める。

吸収パネル２４．２５ならびに二次回路の気化システムの構造詳細を第５〜８図 に示す。図示の実施態様においては、吸収パネル２４．２５は自動溶接機で製作 することができ、特定の吸収パネルを均一に同サイズに製作することができる故 に図示の実施態様のシステムはモジュール構造とすることができ、実システムの 所望容量に合わせて適切な数の吸収パネルを太陽熱集熱器に備えることができる 。

組付は方も簡単であり、まず気化管２９、給配管３０．３１ならびに接続管３４ を取り付けた二次冷却回路の気化システムを太陽熱集熱器に取り付ける。断熱材 ３６を取り付けた後吸収パネル２４゜２５を気化管２９の上に直に据え、給配管 ２７で吸収管を支持する。

複数の吸収パネルを同じ太陽熱集熱器に並置して取り付けるために、好ましくは 、第６図に示すごとく、吸収パネルの設計方法としては、給配管２７の外側の溶 接フランジを各々吸収パネルの長手方向辺の相異なる高さに定置し、２つの隣り 合っているパネルのこのフランジ部分を互いに重ね合わせる。

本発明の実施態様は上に紹介したものだけにかぎられることはない。たとえば、 二次冷却回路の気化ダクトは各々別個の管とする必要は必ずしもなく、たとえば 断熱材の反対側の面の吸収パネルの波形に合わせた波形シート溶接構造とするこ ともできる。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成元年１０月６日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示 ＰＯＴ／ＤＫ　８８１０　Ｏ０６３ ２、発明の名称 ニで太陽熱集熱吸収冷却システム ３、特許出願人 名　称　　サブローエ・ダンマルク・アクチーゼルスカベット４代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 電話（２７０）　６６４１〜６６４６ 平成元年３月２８日 ６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　　　　１通　（正式なものは遺児）浄書（内容に変更な し） 明　　　細　　　書 発明の名称　　太陽熱集熱吸収冷却システム本発明は、−次冷却回路の気化器が 、太陽熱集熱器としての吸収器の吸収ダクトに接続されており、吸収ダクトが、 入射態様光線に対面しているガラス層の下に、該ガラス層に対して平行に配置さ れている太陽熱集熱器構体内に設けられており、吸収器の反対側の面に断熱層が 設けられており、夜間に冷媒を吸い込む冷媒吸収化合物が該吸収ダクトに含まれ ており、二次自己循環冷却回路の気化ダクトが、凝縮器に接続されており、−次 冷却回路の吸収ダクトに伝熱接触しており、該二次回路を選択的に作動させるこ とによって一次冷却回路の冷却能力を増強する、太陽熱集熱吸収冷却（冷房）シ ステムに関する。

太陽熱をエネルギー源として利用する従来のシステムは主として加熱（暖房）用 に用いられており、同システムには、太陽熱集熱システムによって建物、水泳プ ール用などの水道水を加熱する限りにおいては様々なタイプの太陽熱集熱システ ムは他のタイプのエネルギー源と同じ関心度があった。しかし太陽熱利用空調シ ステムにおいては、太陽熱集熱システムと吸収冷却システムを組み合わせること によって空気冷却システムと水加熱システムを組み合わせることが知られている 。

気温の高い地域や、電力その他の在来エネルギーに対するアクセスが困難であっ たり、同エネルギーを利用する費用が高い地域においては、様々な口約の冷却シ ステムに対するニーズがまだ充足されていない。すなわち、高温で変質する食品 、医薬品などの冷却、人間の生活空間、特に居住室の空調のニーズは存在し続け ている。

請求の範囲 １．−次冷却回路の気化器（１）が、太陽熱集熱器（１２）としての吸収器の吸 収ダクト（２６）に接続されており、吸収ダクト（２６）が、入射態様光線に対 面しているガラス層（１５）の下に、該ガラス層（１Ｂ）に対して平行に配置さ れている太陽熱集熱器構体（１２）内に設けられており、吸収器の反対側の面に 断熱層（３Ｂ）が設けられており、夜間に冷媒を吸い込む冷媒吸収化合物が該吸 収ダクト（２５）に含まれており、二次自己循環冷却回路の気化ダクト（２９） が、凝縮器（２０、３４）に接続されており、−次冷却回路の吸収ダクト（２６ ）に伝熱接触しており、該二次回路を選択的に作動させることによって一次冷却 回路の冷却能力を増強する、太陽熱集熱吸収冷却（冷房）システムにて、−次回 路の吸収器を、２枚の板材を押圧結合して２つの隣接波形容とした少なくとも１ つのシート溶接吸収パネルとし、二次回路の吸収ダクトを、熱伝導率の高い材料 で作り、断熱層に対面させて吸収パネルの谷の中に定置したことを特徴とするシ ステム。

２、断熱層（３６）が、吸収パネル（２４，２５）の、ガラス層（１５）と反対 側の面と太陽熱集熱器構体（１２）の底（１３）との間の空間をほぼ完全に埋め 尽くしていることを特徴とする請求の範囲第（１）項に記載の太陽熱集熱吸収冷 却（冷房）システム。

３、太陽熱集熱器の吸収パネル（２４，２５）がほぼ同じ面内に位置しており、 各パネルに各々複数の平行吸収ダクト（２６）が備えられており、該ダクト（２ ６）の端部が各々吸収パネルの縁に沿って設けられている給配ダクト（２７）に 接続されており、パネルの一方の側において一次回路の気化器（１）の共通マニ ホルド（２８）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第（１）項または 第（２）項に記載の太陽熱集熱吸収冷却（冷房）システム。

４、二次回路の凝縮器（３４）が太陽熱集熱器構体（１２）に近接しており、流 入管（３２）と流出管（３３）を介して太陽熱集熱器構体（１２）の平行側縁に 沿って渡されている二次回路の気化ダクト（２９）に対する給配ダクト（３０， ３１）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第（１）〜（３）項のいず れかに記載の太陽熱集熱吸収冷却（冷房）システム。

手続補正書（方式） １、事件の表示 ＰＯＴ／ＤＫ　８８１０　ＯＯ６３ ２、発明の名称 太陽熱集熱吸収冷却システム ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住所テンマーク王国８５４３　ホルンスレト。

ソルテヴエイ　３０ 名　称　　サブローエ・ダンマルク・アクチーゼルスカベット４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号平成２年６月２６日　（発送日 ） ６、補正の対象

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．一次冷却回路の気化器（１）が、太陽熱集熱器（１２）としての吸収器の吸 収ダクト（２６）に接続されており、吸収ダクト（２６）が、入射態様光線に対 面しているガラス層（１５）の下に、該ガラス層（１６）に対して平行に配置さ れている太陽熱集熱器構体（１２）内に設けられており、吸収器の反対側の面に 断熱層（３６）が設けられており、夜間に冷媒を吸い込む冷媒吸収化合物が該吸 収ダクト（２５）に含まれており、二次自己循環冷却回路の気化ダクト（２９） が一次冷却回路の吸収ダクト（２６）に伝熱接触しており、一次冷却回路の冷却 能力を増強する働きをする、太陽熱集熱吸収冷却（冷房）システムにて、一次回 路の吸収器を、２枚の板材を押圧結合して２つの隣接波形容とした少なくとも１ つのシート溶接吸収パネルとし、二次回路の吸収ダクトを、熱伝導率の高い材料 で作り、断熱層に対面させて吸収パネルの谷の中に定置したことを特徴とするシ ステム。
2. ２．断熱層（３６）が、吸収パネル（２４，２５）の、ガラス層（１５）と反対 側の面と太陽熱集熱器構体（１２）の底（１３）との間の空間をほぼ完全に埋め 尽くしていることを特徴とする、請求の範囲第（１）項に記載の太陽熱集熱吸収 冷却（冷房）システム。
3. ３．太陽熱集熱器の吸収パネル（２４，２５）がほぼ同じ面内に位置しており、 各パネルに各々複数の平行吸収ダクト（２６）が備えられており、該ダクト（２ ６）の端部が各々吸収パネルの縁に沿って設けられている給配ダクト（２７）に 接続されており、パネルの一方の側において一次回路の気化器（１）の共通マニ ホルド（２８）に接続されていることを特徴とする、請求の範囲第（１）項また は第（２）項に記載の太陽熱集熱吸収冷却（冷房）システム。
4. ４．二次回路の凝縮器（３４）が太陽熱集熱器構体（１２）に近接しており、短 い流入管（３２）と流出管（３３）を介して太陽熱集熱器構体（１２）の平行側 線に沿って渡されている二次回路の気化ダクト（２９）に対する給配ダクト（３ ０，３１）に接続されていることを特徴とする、請求の範囲第（１）〜（３）項 のいずれかに記載の太陽熱集熱吸収冷却（冷房）システム。