JPH049977B2 - - Google Patents
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- JPH049977B2 JPH049977B2 JP59165912A JP16591284A JPH049977B2 JP H049977 B2 JPH049977 B2 JP H049977B2 JP 59165912 A JP59165912 A JP 59165912A JP 16591284 A JP16591284 A JP 16591284A JP H049977 B2 JPH049977 B2 JP H049977B2
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- Japan
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- heat
- water
- fins
- heat collector
- hot water
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 15
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 241000287227 Fringillidae Species 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
- F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
- F24S10/75—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
- F24S10/753—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations the conduits being parallel to each other
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は太陽熱および大気熱などの自然エネル
ギーからの熱を有効に集熱する集熱装置に関す
る。
ギーからの熱を有効に集熱する集熱装置に関す
る。
従来例の構成とその問題点
従来のこの種の集熱装置の例として第１〜３図
に示すよう、圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３、集
熱器４を冷媒循環回路５として接続し、給水口６
と出湯口７を有した貯湯槽８、水循環ポンプ９、
水加熱器１０を水循環回路１１として接続し、前
記凝縮器２と水加熱器１０とが伝熱関係を形成
し、さらに平板状の集熱フイン１２を前記集熱器
４に設けていた。
に示すよう、圧縮機１、凝縮器２、膨張弁３、集
熱器４を冷媒循環回路５として接続し、給水口６
と出湯口７を有した貯湯槽８、水循環ポンプ９、
水加熱器１０を水循環回路１１として接続し、前
記凝縮器２と水加熱器１０とが伝熱関係を形成
し、さらに平板状の集熱フイン１２を前記集熱器
４に設けていた。
上記構成において、圧縮機１を駆動することに
より、高温高圧に圧縮された冷媒ガスは凝縮器２
に流入する。ここでこの凝縮器２と伝熱関係にあ
る水加熱器１０を水循環ポンプ９の作用により流
動する給湯水に放熱し、凝縮液化する、次いで膨
張弁３にて減圧され低温となり集熱器４に流入し
蒸発する。ここで冷媒の蒸発温度を大気温度より
低く設定しているので、太陽熱および大気熱から
吸熱し、蒸発熱化し再び圧縮機１に吸入される。
一方水加熱器７で加熱された給湯水は貯湯槽５に
順次貯湯される。第８図、第９図に示すように、
太陽熱や大気熱を直接受熱する集熱器４が垂直設
置された場合で無風時であると、周囲の空気が集
熱器４の集熱フイン１２の吸熱作用によつて冷気
となつてドラフト現象で冷気が降下し集熱器４の
下部になるほど冷気の影響が出て集熱器４の能力
を低下させる。図中の矢印の大なるほど冷気度合
が強いことを示す。なお図中の輪かく線は冷気の
等温線を示している。すなわち、外気温をt0、冷
媒温度をtRとすると、その間の温度はt1，t2…、
t5，t6の等温線で結ぶことができる。そしてこれ
らの温度間にはt0＞t1＞t2＞t3＞t4＞t5＞t6＞tRの
関係がある。また太矢印は新しい空気の流れを示
す。能力が低下すると冷媒の循環が不安定とな
り、圧縮機１に負担をかけることとなる。また多
数の集熱フイン１２をある一定の隙間を設けてい
るため、集熱フイン１２の平面と平行になる位置
付近に太陽が来た時には集熱フイン１２のスキ間
を太陽光が通り過ぎるかあるいは集熱フイン１２
の表面に少しだけ太陽光が当つた後にほとんど全
部が反射して有効に集熱されないで通過してしま
うことがある。図中の矢印は太陽光を示す。図示
していないが全面が１枚ものの集熱面にした場
合、太陽光に対して効果あるが、無風時、有風時
の大気熱集熱に対して逆効果となるなどの問題点
を有していた。
より、高温高圧に圧縮された冷媒ガスは凝縮器２
に流入する。ここでこの凝縮器２と伝熱関係にあ
る水加熱器１０を水循環ポンプ９の作用により流
動する給湯水に放熱し、凝縮液化する、次いで膨
張弁３にて減圧され低温となり集熱器４に流入し
蒸発する。ここで冷媒の蒸発温度を大気温度より
低く設定しているので、太陽熱および大気熱から
吸熱し、蒸発熱化し再び圧縮機１に吸入される。
一方水加熱器７で加熱された給湯水は貯湯槽５に
順次貯湯される。第８図、第９図に示すように、
太陽熱や大気熱を直接受熱する集熱器４が垂直設
置された場合で無風時であると、周囲の空気が集
熱器４の集熱フイン１２の吸熱作用によつて冷気
となつてドラフト現象で冷気が降下し集熱器４の
下部になるほど冷気の影響が出て集熱器４の能力
を低下させる。図中の矢印の大なるほど冷気度合
が強いことを示す。なお図中の輪かく線は冷気の
等温線を示している。すなわち、外気温をt0、冷
媒温度をtRとすると、その間の温度はt1，t2…、
t5，t6の等温線で結ぶことができる。そしてこれ
らの温度間にはt0＞t1＞t2＞t3＞t4＞t5＞t6＞tRの
関係がある。また太矢印は新しい空気の流れを示
す。能力が低下すると冷媒の循環が不安定とな
り、圧縮機１に負担をかけることとなる。また多
数の集熱フイン１２をある一定の隙間を設けてい
るため、集熱フイン１２の平面と平行になる位置
付近に太陽が来た時には集熱フイン１２のスキ間
を太陽光が通り過ぎるかあるいは集熱フイン１２
の表面に少しだけ太陽光が当つた後にほとんど全
部が反射して有効に集熱されないで通過してしま
うことがある。図中の矢印は太陽光を示す。図示
していないが全面が１枚ものの集熱面にした場
合、太陽光に対して効果あるが、無風時、有風時
の大気熱集熱に対して逆効果となるなどの問題点
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有
効集熱利用を図ることを目的とする。
効集熱利用を図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、圧縮機、
凝縮器、膨張弁、集熱器を冷媒循環回路として接
続し、給水口と出湯口を有した貯湯槽、水循環ポ
ンプ、水加熱器を水循環回路として接続し、前記
凝縮器と水加熱器とが伝熱関係を形成し、さらに
フインチユーブ式の前記集熱器の集熱フインをコ
の字と逆コの字状に交互に折曲げ加工し、折曲げ
線をフインの中心線に対して傾斜角をもたせたも
のである。
凝縮器、膨張弁、集熱器を冷媒循環回路として接
続し、給水口と出湯口を有した貯湯槽、水循環ポ
ンプ、水加熱器を水循環回路として接続し、前記
凝縮器と水加熱器とが伝熱関係を形成し、さらに
フインチユーブ式の前記集熱器の集熱フインをコ
の字と逆コの字状に交互に折曲げ加工し、折曲げ
線をフインの中心線に対して傾斜角をもたせたも
のである。
この構成によつて集熱器を垂直設置した場合の
無風時において、集熱器上部の周囲の空気は集熱
フインの吸熱作用によつて、冷気になるが、集熱
フインを傾斜角を成すようにコの字状に折曲げて
あるので集熱フイン間に間仕切を設けたのと同じ
で、さらにこの折曲げ部分を傾斜角を有している
ので傾斜面に沿つて集熱フイン間の冷気は片側へ
流下する。このドラフトにより、他方側から新し
い空気が流入することになる。集熱器の下部でも
冷気の降下による影響を少なくすると共に、さら
にこの折曲げ面は太陽光を素通しさせることなく
受光面として働き集熱を高める。
無風時において、集熱器上部の周囲の空気は集熱
フインの吸熱作用によつて、冷気になるが、集熱
フインを傾斜角を成すようにコの字状に折曲げて
あるので集熱フイン間に間仕切を設けたのと同じ
で、さらにこの折曲げ部分を傾斜角を有している
ので傾斜面に沿つて集熱フイン間の冷気は片側へ
流下する。このドラフトにより、他方側から新し
い空気が流入することになる。集熱器の下部でも
冷気の降下による影響を少なくすると共に、さら
にこの折曲げ面は太陽光を素通しさせることなく
受光面として働き集熱を高める。
実施例の説明
以下、本発明の実施例について図面を用いて説
明する。
明する。
第４図、第５図は本発明の一実施例を示し、圧
縮機１、凝縮器２、膨張弁３、集熱器４を冷媒循
環回路５として接続し、給水口６と出湯口７を有
した貯湯槽８、水循環ポンプ９、水加熱器１０を
水循環回路１１として接続し、前記凝縮器２と水
加熱器１０とが伝熱関係を形成し、さらに第６
図、第７図においてフインチユーブ式の前記集熱
器４のフイン１２をコの字１３と逆コの字状１４
に交互に折曲げ加工し、折曲げ線１５をフイン１
２の中心線１６に対して任意の角度αを有させて
構成されている。なお前述と同番号は同部材を示
す。
縮機１、凝縮器２、膨張弁３、集熱器４を冷媒循
環回路５として接続し、給水口６と出湯口７を有
した貯湯槽８、水循環ポンプ９、水加熱器１０を
水循環回路１１として接続し、前記凝縮器２と水
加熱器１０とが伝熱関係を形成し、さらに第６
図、第７図においてフインチユーブ式の前記集熱
器４のフイン１２をコの字１３と逆コの字状１４
に交互に折曲げ加工し、折曲げ線１５をフイン１
２の中心線１６に対して任意の角度αを有させて
構成されている。なお前述と同番号は同部材を示
す。
上記構成において、圧縮機１を駆動することに
より、高温高圧に圧縮された冷媒ガスは凝縮器２
に流入し、水加熱器１０を水循環ポンプ９の作用
により流動する給湯水に放熱し、凝縮液化する。
次いで循環冷媒は膨張弁３にて減圧され低温とな
り集熱器４に流入し蒸発する。冷媒の蒸発温度は
大気温度より低く設定しているので、太陽熱およ
び大気熱を吸熱し、蒸発熱化し再び圧縮機１に吸
入される。一方水加熱器７で加熱された給湯水は
貯湯槽５順次貯湯される。第１０図に示すように
集熱器４を垂直設置した場合の無風時において、
集熱器４上部の周囲の空気は集熱フイン１２の吸
熱作用によつて、冷気になるが、集熱フイン１２
を傾斜角αを成すようにコの字１３と逆コの字１
４状に、集熱フイン１２の中心線１６と折り曲げ
線１５とは傾斜角αを有して折り曲げられている
ので、傾斜面に沿つて集熱フイン１２間の冷気は
片側へ流下する。図中の矢印の大なるほど冷気度
合が強いことを示す。なお図中の輪かく線は冷気
の等温線を示している。すなわち外気温をt0、冷
媒温度をtRとすると、その間の温度はt1，t2…、
t5の等温線で結ぶことができる。そしてこれらの
温度間にはt0＞t1＞t2＞t3＞t4＞t5＞tRの関係があ
る。また太矢印は新しい空気の流れを示す。この
ドラフト効果により、他方側から新しい空気が流
入することにより、集熱器４の下部でも冷気によ
る影響を少なくし、さらに第１１図に示すように
この折曲げによつて生じた傾斜面は集熱フイン１
２間の隙間を太陽光が通過するのを防ぎ、受光面
として働き集熱を高める。図中の矢印は太陽光線
を示す。なお、集熱器には、ドラフト効果により
片面側から新しい外気が必ず流入するので、冷気
によつておおわれることが少なくなる。したがつ
てこの冷気によつて発生するフインの着霜が防止
され集熱量が向上するので、冬季における運転時
間を延長することができる。
より、高温高圧に圧縮された冷媒ガスは凝縮器２
に流入し、水加熱器１０を水循環ポンプ９の作用
により流動する給湯水に放熱し、凝縮液化する。
次いで循環冷媒は膨張弁３にて減圧され低温とな
り集熱器４に流入し蒸発する。冷媒の蒸発温度は
大気温度より低く設定しているので、太陽熱およ
び大気熱を吸熱し、蒸発熱化し再び圧縮機１に吸
入される。一方水加熱器７で加熱された給湯水は
貯湯槽５順次貯湯される。第１０図に示すように
集熱器４を垂直設置した場合の無風時において、
集熱器４上部の周囲の空気は集熱フイン１２の吸
熱作用によつて、冷気になるが、集熱フイン１２
を傾斜角αを成すようにコの字１３と逆コの字１
４状に、集熱フイン１２の中心線１６と折り曲げ
線１５とは傾斜角αを有して折り曲げられている
ので、傾斜面に沿つて集熱フイン１２間の冷気は
片側へ流下する。図中の矢印の大なるほど冷気度
合が強いことを示す。なお図中の輪かく線は冷気
の等温線を示している。すなわち外気温をt0、冷
媒温度をtRとすると、その間の温度はt1，t2…、
t5の等温線で結ぶことができる。そしてこれらの
温度間にはt0＞t1＞t2＞t3＞t4＞t5＞tRの関係があ
る。また太矢印は新しい空気の流れを示す。この
ドラフト効果により、他方側から新しい空気が流
入することにより、集熱器４の下部でも冷気によ
る影響を少なくし、さらに第１１図に示すように
この折曲げによつて生じた傾斜面は集熱フイン１
２間の隙間を太陽光が通過するのを防ぎ、受光面
として働き集熱を高める。図中の矢印は太陽光線
を示す。なお、集熱器には、ドラフト効果により
片面側から新しい外気が必ず流入するので、冷気
によつておおわれることが少なくなる。したがつ
てこの冷気によつて発生するフインの着霜が防止
され集熱量が向上するので、冬季における運転時
間を延長することができる。
本実施例によれば次の効果が得られる。
(1) 集熱フインのコの字状折曲げによつてできた
傾斜面が冷気の流れ方向に一方通行にすること
ができ、集熱器下部が低温の冷気で包まれるこ
とを防ぐ。
傾斜面が冷気の流れ方向に一方通行にすること
ができ、集熱器下部が低温の冷気で包まれるこ
とを防ぐ。
(2) 集熱フインのコの字状折曲げによつてできた
傾斜面が太陽光の受熱面として利用することが
できる。
傾斜面が太陽光の受熱面として利用することが
できる。
(3) 折曲げ寸法を適当に選定することにより、折
曲げ高さを集熱フインの間隔を決めるためのス
ペーサー役となすので巾広い間隔も得られる。
曲げ高さを集熱フインの間隔を決めるためのス
ペーサー役となすので巾広い間隔も得られる。
発明の効果
以上のように本発明の集熱装置によれば次の効
果が得られる。
果が得られる。
(1) 集熱器全体をムラなく集熱することができ
る。
る。
(2) 太陽光の素通しを防ぐことにより太陽熱利用
率が高くなる。
率が高くなる。
(3) 有風時に対しても折り曲げが分が増えた分だ
け伝熱面積が増えることになり集熱効果が上が
る。
け伝熱面積が増えることになり集熱効果が上が
る。
(4) 冷気の垂直降下の流れを整えたため、新しい
空気を流入させることができるので集熱効果が
高まる。
空気を流入させることができるので集熱効果が
高まる。
第１図は従来の集熱装置の構成図、第２図は従
来の集熱器部分の断面図、第３図は従来の集熱フ
インの側面図、第４図は本発明の一実施例による
集熱器部分の断面図、第５図は本発明の集熱フイ
ンの側面図、第６図は本発明の集熱フインの折曲
げ加工前の平面図、第７図は本発明の集熱フイン
の折曲げ加工後の平面図、第８図および第９図は
第３図の作動状態を示す側面図、第１０図および
第１１図は第５図の作動状態を示す側面図であ
る。 ４……集熱器、５……冷媒循環回路、１２……
集熱フイン、１３……コの字、１５……折曲げ
線、α……傾斜角。
来の集熱器部分の断面図、第３図は従来の集熱フ
インの側面図、第４図は本発明の一実施例による
集熱器部分の断面図、第５図は本発明の集熱フイ
ンの側面図、第６図は本発明の集熱フインの折曲
げ加工前の平面図、第７図は本発明の集熱フイン
の折曲げ加工後の平面図、第８図および第９図は
第３図の作動状態を示す側面図、第１０図および
第１１図は第５図の作動状態を示す側面図であ
る。 ４……集熱器、５……冷媒循環回路、１２……
集熱フイン、１３……コの字、１５……折曲げ
線、α……傾斜角。
Claims (1)
- １ 圧縮機、凝縮器、膨張弁、ほぼ垂直に設置し
た集熱器を冷媒循環回路として接続し、給水口と
出湯口を有した貯湯槽、水循環ポンプ、水加熱器
を水循環回路として接続し、前記凝縮器と水加熱
器とが伝熱関係を形成し、さらにフインチユーブ
式の前記集熱器の集熱フインをコの字と逆コの字
状に交互に折曲げ加工し、折曲げ線をフインの中
心線に対して傾斜角をもたせた集熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165912A JPS6144249A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 集熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165912A JPS6144249A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 集熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6144249A JPS6144249A (ja) | 1986-03-03 |
| JPH049977B2 true JPH049977B2 (ja) | 1992-02-21 |
Family
ID=15821368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59165912A Granted JPS6144249A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 集熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6144249A (ja) |
-
1984
- 1984-08-08 JP JP59165912A patent/JPS6144249A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6144249A (ja) | 1986-03-03 |
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