JPH11118247A - ヒートポンプ式ソーラ給湯システム - Google Patents
ヒートポンプ式ソーラ給湯システムInfo
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- JPH11118247A JPH11118247A JP28810897A JP28810897A JPH11118247A JP H11118247 A JPH11118247 A JP H11118247A JP 28810897 A JP28810897 A JP 28810897A JP 28810897 A JP28810897 A JP 28810897A JP H11118247 A JPH11118247 A JP H11118247A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽熱と大気熱を集熱して高温湯を沸き上げ
るとともに機器の信頼性向上をはかる。 【解決手段】 圧縮機１、凝縮器２、減圧手段３及び蒸
発器４からなる冷媒回路５と、凝縮器２と熱交換関係を
有する給湯熱交換器６、貯湯タンク７からなる給湯回路
９と、蒸発器４と熱交換関係を有する太陽熱放熱器１
０、太陽熱集熱板１１を接続した太陽熱集熱回路１５を
備え、太陽熱集熱板１１を介して太陽熱を集熱した媒体
で蒸発器４を流れる冷媒を蒸発ガス化させ、圧縮機１で
高温高圧ガスに圧縮し、凝縮器２を介して凝縮熱で貯湯
タンク７に接続された給湯熱交換器６の水を加熱してい
る。
るとともに機器の信頼性向上をはかる。 【解決手段】 圧縮機１、凝縮器２、減圧手段３及び蒸
発器４からなる冷媒回路５と、凝縮器２と熱交換関係を
有する給湯熱交換器６、貯湯タンク７からなる給湯回路
９と、蒸発器４と熱交換関係を有する太陽熱放熱器１
０、太陽熱集熱板１１を接続した太陽熱集熱回路１５を
備え、太陽熱集熱板１１を介して太陽熱を集熱した媒体
で蒸発器４を流れる冷媒を蒸発ガス化させ、圧縮機１で
高温高圧ガスに圧縮し、凝縮器２を介して凝縮熱で貯湯
タンク７に接続された給湯熱交換器６の水を加熱してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽熱利用のヒート
ポンプ式ソーラ給湯システムに関するものである。
ポンプ式ソーラ給湯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の太陽熱利用給湯システム
は第１の従来例として図１１に示す如きものが知られて
いる。図１１において、太陽熱を集熱板１１が集熱して
集熱管１３内の水を加熱し湯をつくる。そして、集熱板
１１の周囲に太陽光を透過する透過体（ガラスなど）５
５および外気への放熱防止のための断熱材５６が設けら
れている。また、第２の従来例として大気熱を利用した
ヒートポンプ給湯システムは特開平７ー２２５０６４号
公報など図１２に示す如きものが知られている。図１２
において、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒ガス
は凝縮器２に流入し、ここで給湯熱交換器６を介して、
貯湯タンク７の水を加熱する。一方、凝縮器２で凝縮液
化した冷媒は減圧手段３で減圧されて蒸発器４に流入
し、ここで大気熱を吸熱して蒸発ガス化して圧縮機１に
戻る。このサイクルを繰り返しながら貯湯タンク７に多
量の湯を貯湯する。
は第１の従来例として図１１に示す如きものが知られて
いる。図１１において、太陽熱を集熱板１１が集熱して
集熱管１３内の水を加熱し湯をつくる。そして、集熱板
１１の周囲に太陽光を透過する透過体（ガラスなど）５
５および外気への放熱防止のための断熱材５６が設けら
れている。また、第２の従来例として大気熱を利用した
ヒートポンプ給湯システムは特開平７ー２２５０６４号
公報など図１２に示す如きものが知られている。図１２
において、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒ガス
は凝縮器２に流入し、ここで給湯熱交換器６を介して、
貯湯タンク７の水を加熱する。一方、凝縮器２で凝縮液
化した冷媒は減圧手段３で減圧されて蒸発器４に流入
し、ここで大気熱を吸熱して蒸発ガス化して圧縮機１に
戻る。このサイクルを繰り返しながら貯湯タンク７に多
量の湯を貯湯する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような第１の従来例の太陽熱利用給湯システムは日射量
が少ない場合には高温湯が得られない。また、透過体お
よび断熱材を設けているため重量も大きい。一方、大気
熱を利用する従来例２のヒートポンプ給湯システムは高
密度コンパクト蒸発器で大気熱を集熱するため太陽熱を
ほとんど集熱できない。
ような第１の従来例の太陽熱利用給湯システムは日射量
が少ない場合には高温湯が得られない。また、透過体お
よび断熱材を設けているため重量も大きい。一方、大気
熱を利用する従来例２のヒートポンプ給湯システムは高
密度コンパクト蒸発器で大気熱を集熱するため太陽熱を
ほとんど集熱できない。
【０００４】本発明は上記課題を解決するもので、太陽
熱を利用して高温湯に沸き上げることを主目的とするも
のであり、かつ施工時の冷媒量調整、冷媒漏れなど、工
事のバラツキをなくし、信頼性の高い機器を提供するも
のである。
熱を利用して高温湯に沸き上げることを主目的とするも
のであり、かつ施工時の冷媒量調整、冷媒漏れなど、工
事のバラツキをなくし、信頼性の高い機器を提供するも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器からなる
冷媒回路と、凝縮器と熱交換関係を有する給湯熱交換
器、貯湯タンクからなる給湯回路と、蒸発器と熱交換関
係を有する太陽熱放熱器、太陽熱集熱板を接続した太陽
熱集熱回路を有するヒートポンプ式ソーラ給湯システム
であり、以上の構成により、太陽熱集熱板を介して太陽
熱を集熱した媒体で太陽熱放熱器を介して蒸発器を流れ
る冷媒を蒸発ガス化させ、圧縮機で高温高圧ガスに圧縮
して、凝縮器を介して凝縮熱で給湯熱交換器の水を加熱
する。よって、太陽熱を集熱し、ヒートポンプを利用し
て高温湯に沸き上げることができる。また、冷媒回路を
１つのユニットに収納して密閉回路を構成し、施工時の
冷媒配管工事レス化をはかることによって、施工時の冷
媒量の調整、冷媒漏れなど、工事のバラツキをなくし
て、機器の信頼性を向上させる。
本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器からなる
冷媒回路と、凝縮器と熱交換関係を有する給湯熱交換
器、貯湯タンクからなる給湯回路と、蒸発器と熱交換関
係を有する太陽熱放熱器、太陽熱集熱板を接続した太陽
熱集熱回路を有するヒートポンプ式ソーラ給湯システム
であり、以上の構成により、太陽熱集熱板を介して太陽
熱を集熱した媒体で太陽熱放熱器を介して蒸発器を流れ
る冷媒を蒸発ガス化させ、圧縮機で高温高圧ガスに圧縮
して、凝縮器を介して凝縮熱で給湯熱交換器の水を加熱
する。よって、太陽熱を集熱し、ヒートポンプを利用し
て高温湯に沸き上げることができる。また、冷媒回路を
１つのユニットに収納して密閉回路を構成し、施工時の
冷媒配管工事レス化をはかることによって、施工時の冷
媒量の調整、冷媒漏れなど、工事のバラツキをなくし
て、機器の信頼性を向上させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒回
路と、凝縮器と熱交換関係を有する給湯熱交換器、貯湯
タンクからなる給湯回路と、蒸発器と熱交換関係を有す
る太陽熱放熱器、太陽熱集熱板を接続した太陽熱集熱回
路を有するヒートポンプ式ソーラ給湯システムであり、
以上の構成により、太陽熱集熱板を介して太陽熱を集熱
した媒体で太陽熱放熱器を介して蒸発器を流れる冷媒を
蒸発ガス化させ、圧縮機で高温高圧ガスに圧縮して、凝
縮器を介して凝縮熱で給湯熱交換器の水を加熱する。そ
して、太陽熱放熱器で温度低下した太陽熱集熱回路の媒
体を太陽熱集熱板に流入させ、再度太陽熱を集熱する。
よって、太陽熱を集熱し、ヒートポンプを利用して高温
湯に沸き上げることができる。また、冷媒回路を１つの
ユニットに収納して密閉回路を構成し、施工時の冷媒配
管工事レス化をはかることによって、施工時の冷媒量の
調整、冷媒漏れなどの工事ミスもなくなり、信頼性が向
上する。
は、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒回
路と、凝縮器と熱交換関係を有する給湯熱交換器、貯湯
タンクからなる給湯回路と、蒸発器と熱交換関係を有す
る太陽熱放熱器、太陽熱集熱板を接続した太陽熱集熱回
路を有するヒートポンプ式ソーラ給湯システムであり、
以上の構成により、太陽熱集熱板を介して太陽熱を集熱
した媒体で太陽熱放熱器を介して蒸発器を流れる冷媒を
蒸発ガス化させ、圧縮機で高温高圧ガスに圧縮して、凝
縮器を介して凝縮熱で給湯熱交換器の水を加熱する。そ
して、太陽熱放熱器で温度低下した太陽熱集熱回路の媒
体を太陽熱集熱板に流入させ、再度太陽熱を集熱する。
よって、太陽熱を集熱し、ヒートポンプを利用して高温
湯に沸き上げることができる。また、冷媒回路を１つの
ユニットに収納して密閉回路を構成し、施工時の冷媒配
管工事レス化をはかることによって、施工時の冷媒量の
調整、冷媒漏れなどの工事ミスもなくなり、信頼性が向
上する。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、前述の構
成に加え、太陽熱集熱板を太陽熱と大気熱を集熱する構
成としたことにより、太陽熱集熱板を流れる水温を太陽
熱集熱板温度よりも低温で流し、太陽熱に加え、大気熱
も集熱できるようにして、集熱量の増大をはかるととも
に透過体（ガラスなど）および断熱材をなくして太陽熱
集熱板の軽量化を実現するとともに設置自由度が向上す
る。
成に加え、太陽熱集熱板を太陽熱と大気熱を集熱する構
成としたことにより、太陽熱集熱板を流れる水温を太陽
熱集熱板温度よりも低温で流し、太陽熱に加え、大気熱
も集熱できるようにして、集熱量の増大をはかるととも
に透過体（ガラスなど）および断熱材をなくして太陽熱
集熱板の軽量化を実現するとともに設置自由度が向上す
る。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、前述の構
成に加え、太陽熱集熱板に設けた太陽電池セルと、太陽
電池セルの温度を検出する温度検出手段と、温度検出手
段の信号をうけて圧縮機の運転制御をおこなう運転制御
手段を備え、太陽電池セルが所定温度に上昇した場合
に、圧縮機を運転して、集熱回路の媒体を介して太陽電
池セルを冷却し、太陽電池セルの効率と耐久性を向上さ
せる。
成に加え、太陽熱集熱板に設けた太陽電池セルと、太陽
電池セルの温度を検出する温度検出手段と、温度検出手
段の信号をうけて圧縮機の運転制御をおこなう運転制御
手段を備え、太陽電池セルが所定温度に上昇した場合
に、圧縮機を運転して、集熱回路の媒体を介して太陽電
池セルを冷却し、太陽電池セルの効率と耐久性を向上さ
せる。
【０００９】また、請求項４に記載の発明は、前述の構
成に加え、太陽電池セルと接続し、圧縮機を運転するイ
ンバータ制御手段と、太陽電池セルの出力を検出して、
出力が大きい場合にはインバータ制御手段に低周波数運
転の信号を発信する運転周波数制御手段を備え、太陽日
射量が多いことを太陽電池セルの出力で検出して、圧縮
機を低周波数で運転して、蒸発器を流れる冷媒温度を高
めて圧縮機の消費電力を削減する。従って、夏季など、
太陽日射量が多い時は冷房に電力が必要となるため、太
陽電池で得た電力の余剰電力を冷房に利用できる。
成に加え、太陽電池セルと接続し、圧縮機を運転するイ
ンバータ制御手段と、太陽電池セルの出力を検出して、
出力が大きい場合にはインバータ制御手段に低周波数運
転の信号を発信する運転周波数制御手段を備え、太陽日
射量が多いことを太陽電池セルの出力で検出して、圧縮
機を低周波数で運転して、蒸発器を流れる冷媒温度を高
めて圧縮機の消費電力を削減する。従って、夏季など、
太陽日射量が多い時は冷房に電力が必要となるため、太
陽電池で得た電力の余剰電力を冷房に利用できる。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、前述の構
成に加え、太陽熱集熱回路に流量制御型ポンプを備え、
太陽日射量の変化に対応して、太陽熱集熱板の循環水温
が絶えず太陽熱集熱板温度よりも低温となるように流量
制御をおこない、太陽熱に加え、常に大気熱も集熱する
信頼性の高いシステムを実現する。
成に加え、太陽熱集熱回路に流量制御型ポンプを備え、
太陽日射量の変化に対応して、太陽熱集熱板の循環水温
が絶えず太陽熱集熱板温度よりも低温となるように流量
制御をおこない、太陽熱に加え、常に大気熱も集熱する
信頼性の高いシステムを実現する。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、前述の構
成に加え、圧縮機の周波数を制御する周波数制御手段
と、太陽熱集熱板の表面温度を検出する集熱板温度検出
手段と、太陽熱集熱回路の流体温度を検出する流体温度
検出手段と、集熱板温度検出手段と流体温度検出手段の
信号に基づき周波数制御手段に信号を発信する運転制御
手段を備え、集熱板温度と流体温度を所定温度差にコン
トロールするように圧縮機の運転周波数を制御して、日
射量および外気温度に対応して給湯加熱量と高効率運転
を実現する。
成に加え、圧縮機の周波数を制御する周波数制御手段
と、太陽熱集熱板の表面温度を検出する集熱板温度検出
手段と、太陽熱集熱回路の流体温度を検出する流体温度
検出手段と、集熱板温度検出手段と流体温度検出手段の
信号に基づき周波数制御手段に信号を発信する運転制御
手段を備え、集熱板温度と流体温度を所定温度差にコン
トロールするように圧縮機の運転周波数を制御して、日
射量および外気温度に対応して給湯加熱量と高効率運転
を実現する。
【００１２】また、請求項７に記載の発明は、前述の構
成に加え、太陽熱集熱板の表面温度を検出する集熱板温
度検出手段あるいは太陽熱集熱回路内の媒体圧力を検出
する圧力検出手段と、集熱板温度検出手段あるいは圧力
検出手段の信号をうけて、圧縮機を運転開始する運転制
御手段を備え、太陽熱集熱板の異常温度上昇、あるいは
集熱回路内の圧力上昇を検知して圧縮機を運転し、太陽
熱集熱回路内の媒体および太陽熱集熱板を冷却する。従
って、太陽熱集熱回路内の媒体が漏れて封入量が少な
く、かつ日射量が多い場合、空焚きを防止できる。よっ
て、太陽熱集熱板の耐久性が向上する。
成に加え、太陽熱集熱板の表面温度を検出する集熱板温
度検出手段あるいは太陽熱集熱回路内の媒体圧力を検出
する圧力検出手段と、集熱板温度検出手段あるいは圧力
検出手段の信号をうけて、圧縮機を運転開始する運転制
御手段を備え、太陽熱集熱板の異常温度上昇、あるいは
集熱回路内の圧力上昇を検知して圧縮機を運転し、太陽
熱集熱回路内の媒体および太陽熱集熱板を冷却する。従
って、太陽熱集熱回路内の媒体が漏れて封入量が少な
く、かつ日射量が多い場合、空焚きを防止できる。よっ
て、太陽熱集熱板の耐久性が向上する。
【００１３】また、請求項８に記載の発明は、前述の構
成に加え、集熱回路の媒体温度を検出する温度検出手段
と、集熱回路に設けたバルブと、温度検出手段の信号を
うけてバルブを開放制御する低温運転制御手段を備え、
冬季の低外気温度時において、集熱回路内の媒体が凍結
近傍温度に達した時、バルブを開放して集熱回路内の媒
体を排出するようにして、太陽熱集熱板の凍結破壊を防
止する。
成に加え、集熱回路の媒体温度を検出する温度検出手段
と、集熱回路に設けたバルブと、温度検出手段の信号を
うけてバルブを開放制御する低温運転制御手段を備え、
冬季の低外気温度時において、集熱回路内の媒体が凍結
近傍温度に達した時、バルブを開放して集熱回路内の媒
体を排出するようにして、太陽熱集熱板の凍結破壊を防
止する。
【００１４】また、請求項９に記載の発明は、前述の構
成に加え、蒸発器と並列に設けた冷媒風呂熱交換器と、
冷媒風呂熱交換器と熱交換関係を有する風呂熱交換器、
浴槽からなる風呂回路を備え、低外気温度となる夜間時
間帯は、冷媒風呂熱交換器で浴槽残湯を集熱し、凝縮器
を介して湯をつくり、貯湯する。従って、日中は太陽熱
集熱板で太陽熱と大気熱を集熱し、夜間は浴槽残湯熱を
集熱して、貯湯熱量の増加と省エネ化を実現する。
成に加え、蒸発器と並列に設けた冷媒風呂熱交換器と、
冷媒風呂熱交換器と熱交換関係を有する風呂熱交換器、
浴槽からなる風呂回路を備え、低外気温度となる夜間時
間帯は、冷媒風呂熱交換器で浴槽残湯を集熱し、凝縮器
を介して湯をつくり、貯湯する。従って、日中は太陽熱
集熱板で太陽熱と大気熱を集熱し、夜間は浴槽残湯熱を
集熱して、貯湯熱量の増加と省エネ化を実現する。
【００１５】また、請求項１０に記載の発明は、前述の
構成に加え、圧縮機と凝縮器の配管途中に四方弁を設
け、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒回
路と、圧縮機、冷媒風呂熱交換器、減圧手段、蒸発器か
らなる冷媒風呂回路と、貯湯タンクの湯温を検出する残
湯温度検出手段と、残湯温度検出手段の信号に基づき四
方弁を切り替えて冷媒回路と冷媒風呂回路を選択する切
り替え制御手段を備え、日中、貯湯タンクへの沸き上げ
運転時において、貯湯タンクに所定湯量が確保される
と、四方弁を切り替えて、圧縮機の高温高圧冷媒を冷媒
風呂熱交換器に流して浴槽を沸き上げる。その際に、浴
槽沸き上げ温度を中温湯にして、低圧縮比運転で効率の
良い運転をする。従って、太陽熱を貯湯タンクの沸き上
げと浴槽の沸き上げに効果的かつ高効率で利用できる。
また、浴槽を貯湯タンクの一部として利用するため、貯
湯タンクの小型化、省スペース化が実現できる。
構成に加え、圧縮機と凝縮器の配管途中に四方弁を設
け、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒回
路と、圧縮機、冷媒風呂熱交換器、減圧手段、蒸発器か
らなる冷媒風呂回路と、貯湯タンクの湯温を検出する残
湯温度検出手段と、残湯温度検出手段の信号に基づき四
方弁を切り替えて冷媒回路と冷媒風呂回路を選択する切
り替え制御手段を備え、日中、貯湯タンクへの沸き上げ
運転時において、貯湯タンクに所定湯量が確保される
と、四方弁を切り替えて、圧縮機の高温高圧冷媒を冷媒
風呂熱交換器に流して浴槽を沸き上げる。その際に、浴
槽沸き上げ温度を中温湯にして、低圧縮比運転で効率の
良い運転をする。従って、太陽熱を貯湯タンクの沸き上
げと浴槽の沸き上げに効果的かつ高効率で利用できる。
また、浴槽を貯湯タンクの一部として利用するため、貯
湯タンクの小型化、省スペース化が実現できる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。なお、従来例および各実施例において、同じ
構成同じ動作をするものについては同一符号を付し、一
部説明を省略する。
説明する。なお、従来例および各実施例において、同じ
構成同じ動作をするものについては同一符号を付し、一
部説明を省略する。
【００１７】（実施例１）図１は本発明の実施例１のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図１
において、実線矢印は太陽熱集熱回路内の媒体流れ方向
を、点線矢印は冷媒回路の冷媒流れ方向を表わす。１は
圧縮機、２は凝縮器、３は減圧手段、４は蒸発器、５は
冷媒回路であり、圧縮機１、凝縮器２、減圧手段３、蒸
発器４が順次接続されている。６は給湯熱交換器であ
り、凝縮器２と熱交換関係を有する。７は貯湯タンク、
８は給湯ポンプ、９は給湯回路であり、給湯熱交換器
６、貯湯タンク７、給湯ポンプ８を備える。１０は太陽
熱放熱器であり、蒸発器４と熱交換関係を有する。１１
は太陽熱集熱板であり、集熱フイン１２と集熱管１３を
備える。１４は集熱ポンプ、１５は太陽熱集熱回路であ
り、太陽熱放熱器１０、太陽熱集熱板１１、集熱ポンプ
１４を備える。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図１
において、実線矢印は太陽熱集熱回路内の媒体流れ方向
を、点線矢印は冷媒回路の冷媒流れ方向を表わす。１は
圧縮機、２は凝縮器、３は減圧手段、４は蒸発器、５は
冷媒回路であり、圧縮機１、凝縮器２、減圧手段３、蒸
発器４が順次接続されている。６は給湯熱交換器であ
り、凝縮器２と熱交換関係を有する。７は貯湯タンク、
８は給湯ポンプ、９は給湯回路であり、給湯熱交換器
６、貯湯タンク７、給湯ポンプ８を備える。１０は太陽
熱放熱器であり、蒸発器４と熱交換関係を有する。１１
は太陽熱集熱板であり、集熱フイン１２と集熱管１３を
備える。１４は集熱ポンプ、１５は太陽熱集熱回路であ
り、太陽熱放熱器１０、太陽熱集熱板１１、集熱ポンプ
１４を備える。
【００１８】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。太陽熱を集熱した集熱フィン１２は集熱
管１３を流れる水を加熱する。そして、加温された水は
太陽熱放熱器１０へ流入し、ここで蒸発器４を流れる冷
媒を加熱する。そして、加熱された冷媒は蒸発ガス化
し、圧縮機１へ流入する。そして、高温高圧ガスとなっ
た冷媒は凝縮器２へ流入し、給湯ポンプ８から送られて
きた水を給湯熱交換器６で加熱する。そして、加熱され
た水は貯湯タンク７に貯湯される。一方、凝縮器２で放
熱して凝縮液化した冷媒は減圧装置３で減圧されて蒸発
器４へ流入して、再度蒸発作用をおこなう。また、太陽
熱放熱器１０で温度低下した太陽熱集熱回路１５の水は
再度、太陽熱集熱板１１に流入して太陽熱を集熱する。
よって、太陽熱を集熱し、ヒートポンプを利用して高温
湯に沸き上げることができる。また、冷媒回路５を１つ
のユニットに収納して密閉回路を構成し、施工時の冷媒
配管工事レス化をはかることによって、施工時の冷媒量
の調整、冷媒漏れなどの工事ミスもなくなり、信頼性が
向上する。
いて説明する。太陽熱を集熱した集熱フィン１２は集熱
管１３を流れる水を加熱する。そして、加温された水は
太陽熱放熱器１０へ流入し、ここで蒸発器４を流れる冷
媒を加熱する。そして、加熱された冷媒は蒸発ガス化
し、圧縮機１へ流入する。そして、高温高圧ガスとなっ
た冷媒は凝縮器２へ流入し、給湯ポンプ８から送られて
きた水を給湯熱交換器６で加熱する。そして、加熱され
た水は貯湯タンク７に貯湯される。一方、凝縮器２で放
熱して凝縮液化した冷媒は減圧装置３で減圧されて蒸発
器４へ流入して、再度蒸発作用をおこなう。また、太陽
熱放熱器１０で温度低下した太陽熱集熱回路１５の水は
再度、太陽熱集熱板１１に流入して太陽熱を集熱する。
よって、太陽熱を集熱し、ヒートポンプを利用して高温
湯に沸き上げることができる。また、冷媒回路５を１つ
のユニットに収納して密閉回路を構成し、施工時の冷媒
配管工事レス化をはかることによって、施工時の冷媒量
の調整、冷媒漏れなどの工事ミスもなくなり、信頼性が
向上する。
【００１９】（実施例２）図２は本発明の実施例２のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図２
において、１６は太陽熱集熱板であり、集熱フィン１７
と集熱管１８を備え、太陽熱と大気熱を集熱するため、
大気開放型の構成からなる。１９は集熱温度検出手段で
あり、集熱フィン１７の温度を検出して信号を発信す
る。２０は流体温度検出手段であり、太陽熱集熱回路１
５の流体温度を検出して信号を発信する。２１は比較部
であり、集熱温度検出手段１９の信号と流体温度検出手
段２０の信号を比較して、圧縮機１あるいは集熱ポンプ
１４へ信号を発信する。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図２
において、１６は太陽熱集熱板であり、集熱フィン１７
と集熱管１８を備え、太陽熱と大気熱を集熱するため、
大気開放型の構成からなる。１９は集熱温度検出手段で
あり、集熱フィン１７の温度を検出して信号を発信す
る。２０は流体温度検出手段であり、太陽熱集熱回路１
５の流体温度を検出して信号を発信する。２１は比較部
であり、集熱温度検出手段１９の信号と流体温度検出手
段２０の信号を比較して、圧縮機１あるいは集熱ポンプ
１４へ信号を発信する。
【００２０】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。太陽熱集熱板１６において、太陽熱集熱
回路１５の流体温度と集熱フィン１７の温度を検出し、
太陽熱集熱回路１５の流体温度が集熱フィン１７の温度
よりも低温となるように比較部２１は圧縮機１あるいは
集熱ポンプ１４を制御する。従って、太陽熱集熱板１６
は太陽熱に加え、大気熱も集熱するため、日射が少ない
場合でも集熱が可能であり、集熱量が増大するとともに
太陽熱集熱板をガラス、断熱材などで覆う必要もないた
め、太陽熱集熱板の軽量化が実現でき、壁掛け設置など
設置自由度が向上する。なお、集熱フィン１７の温度の
代わりに外気温度を検出しても同じ効果が得られる。
いて説明する。太陽熱集熱板１６において、太陽熱集熱
回路１５の流体温度と集熱フィン１７の温度を検出し、
太陽熱集熱回路１５の流体温度が集熱フィン１７の温度
よりも低温となるように比較部２１は圧縮機１あるいは
集熱ポンプ１４を制御する。従って、太陽熱集熱板１６
は太陽熱に加え、大気熱も集熱するため、日射が少ない
場合でも集熱が可能であり、集熱量が増大するとともに
太陽熱集熱板をガラス、断熱材などで覆う必要もないた
め、太陽熱集熱板の軽量化が実現でき、壁掛け設置など
設置自由度が向上する。なお、集熱フィン１７の温度の
代わりに外気温度を検出しても同じ効果が得られる。
【００２１】（実施例３）図３は本発明の実施例３のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図３
において、２２は太陽電池セルであり、太陽熱集熱板１
１、１６と熱交換するように設けられている。２３は温
度検出手段であり、太陽電池セル２２の温度を検出し
て、信号を発信する。２４は運転制御手段であり、温度
検出手段２３の信号をうけて圧縮機１を運転制御する。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図３
において、２２は太陽電池セルであり、太陽熱集熱板１
１、１６と熱交換するように設けられている。２３は温
度検出手段であり、太陽電池セル２２の温度を検出し
て、信号を発信する。２４は運転制御手段であり、温度
検出手段２３の信号をうけて圧縮機１を運転制御する。
【００２２】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。太陽電池セル２２が所定温度に上昇した
ことを温度検出手段２３で検出し、運転制御手段２４は
圧縮機１を運転する。そして、圧縮機１によるヒートポ
ンプサイクルで運転をおこない、蒸発器４で太陽熱放熱
器１０を介して太陽熱集熱回路１５の媒体を冷却する。
そして、冷却した太陽熱集熱回路１５の媒体は太陽熱集
熱板１１へ流入し、太陽電池セル２２を冷却する。従っ
て、太陽電池セルの効率と耐久性が向上する。
いて説明する。太陽電池セル２２が所定温度に上昇した
ことを温度検出手段２３で検出し、運転制御手段２４は
圧縮機１を運転する。そして、圧縮機１によるヒートポ
ンプサイクルで運転をおこない、蒸発器４で太陽熱放熱
器１０を介して太陽熱集熱回路１５の媒体を冷却する。
そして、冷却した太陽熱集熱回路１５の媒体は太陽熱集
熱板１１へ流入し、太陽電池セル２２を冷却する。従っ
て、太陽電池セルの効率と耐久性が向上する。
【００２３】（実施例４）図４は本発明の実施例４のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図４
において、２５はインバータ制御手段であり、太陽電池
セル２２と接続され、圧縮機１の運転周波数制御をおこ
なう。２６は運転周波数制御手段であり、太陽電池セル
２２の出力を検出して、出力が大きい場合にはインバー
タ制御手段２５に低周波数運転の信号を発信する。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図４
において、２５はインバータ制御手段であり、太陽電池
セル２２と接続され、圧縮機１の運転周波数制御をおこ
なう。２６は運転周波数制御手段であり、太陽電池セル
２２の出力を検出して、出力が大きい場合にはインバー
タ制御手段２５に低周波数運転の信号を発信する。
【００２４】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。太陽日射量が多いことを太陽電池セル２
２の出力で検出して、圧縮機１を低周波数で運転する。
そのため、蒸発器を流れる冷媒温度は高くなるが、太陽
熱集熱回路内の循環媒体温度も高いため、充分集熱でき
る。よって、圧縮機１を低圧縮比で運転するため、貯湯
運転時の消費電力が少なくなる。従って、夏季など、太
陽日射量が多い時は冷房に電力が必要となるが、太陽電
池で得た電力の余剰電力を給湯以外の冷房などに利用で
きる。
いて説明する。太陽日射量が多いことを太陽電池セル２
２の出力で検出して、圧縮機１を低周波数で運転する。
そのため、蒸発器を流れる冷媒温度は高くなるが、太陽
熱集熱回路内の循環媒体温度も高いため、充分集熱でき
る。よって、圧縮機１を低圧縮比で運転するため、貯湯
運転時の消費電力が少なくなる。従って、夏季など、太
陽日射量が多い時は冷房に電力が必要となるが、太陽電
池で得た電力の余剰電力を給湯以外の冷房などに利用で
きる。
【００２５】（実施例５）図５は本発明の実施例５のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図５
において、２７は流量制御型ポンプであり、太陽熱集熱
回路１５に設けられている。２８は流体温度検出手段で
あり、太陽熱集熱板１１の流体入口温度を検出し、信号
を発信する。２９は流量制御手段であり、集熱温度検出
手段１９の信号と流体温度検出手段２８の信号をうけ
て、流体温度検出手段２８の信号が集熱温度検出手段１
９の信号よりも低温かつ温度差が一定となるよう流量制
御型ポンプ２７を制御する。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図５
において、２７は流量制御型ポンプであり、太陽熱集熱
回路１５に設けられている。２８は流体温度検出手段で
あり、太陽熱集熱板１１の流体入口温度を検出し、信号
を発信する。２９は流量制御手段であり、集熱温度検出
手段１９の信号と流体温度検出手段２８の信号をうけ
て、流体温度検出手段２８の信号が集熱温度検出手段１
９の信号よりも低温かつ温度差が一定となるよう流量制
御型ポンプ２７を制御する。
【００２６】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。最初に太陽熱日射量が高い場合について
説明する。この場合は、太陽熱集熱板１１から流出する
流体温度は上昇して太陽熱集熱板１１との温度差が少な
くなり、太陽熱集熱板１１の面積が有効に寄与しない。
そのため、太陽熱集熱板１１から流出する流体温度を検
出して流量制御型ポンプ２７の流量を増加して出口温度
を下げ、太陽熱集熱板１１の面積を有効に利用して集熱
量増加をはかる。次に太陽熱日射量が少なくなった場合
について説明する。この場合には、太陽熱集熱板１１か
ら流出する流体は温度を下げて太陽熱放熱器１０へ流入
する。そのため、蒸発器４を流れる冷媒温度は低下して
圧縮機１へ流入し、冷凍能力、加熱能力が減少する。そ
のため、太陽熱放熱器１０での放熱量減少にともない、
出口流体温度低下は少なくなって太陽熱集熱板１１に流
入するため、太陽熱集熱板１１の表面温度との温度差が
小さくなる。そして、流量制御手段２９は流量制御型ポ
ンプ２７の循環流量を上げて、太陽熱放熱器１０の出口
温度および太陽熱集熱板１１の流体入口温度を下げる制
御をおこない、集熱量が増加する。従って、太陽日射量
の変化に対応して、太陽熱集熱板の循環水温が絶えず太
陽熱集熱板温度よりも低温かつ所定温度差となるように
流量制御をおこない、太陽熱に加え、常に大気熱も集熱
する信頼性の高いシステムを実現する。
いて説明する。最初に太陽熱日射量が高い場合について
説明する。この場合は、太陽熱集熱板１１から流出する
流体温度は上昇して太陽熱集熱板１１との温度差が少な
くなり、太陽熱集熱板１１の面積が有効に寄与しない。
そのため、太陽熱集熱板１１から流出する流体温度を検
出して流量制御型ポンプ２７の流量を増加して出口温度
を下げ、太陽熱集熱板１１の面積を有効に利用して集熱
量増加をはかる。次に太陽熱日射量が少なくなった場合
について説明する。この場合には、太陽熱集熱板１１か
ら流出する流体は温度を下げて太陽熱放熱器１０へ流入
する。そのため、蒸発器４を流れる冷媒温度は低下して
圧縮機１へ流入し、冷凍能力、加熱能力が減少する。そ
のため、太陽熱放熱器１０での放熱量減少にともない、
出口流体温度低下は少なくなって太陽熱集熱板１１に流
入するため、太陽熱集熱板１１の表面温度との温度差が
小さくなる。そして、流量制御手段２９は流量制御型ポ
ンプ２７の循環流量を上げて、太陽熱放熱器１０の出口
温度および太陽熱集熱板１１の流体入口温度を下げる制
御をおこない、集熱量が増加する。従って、太陽日射量
の変化に対応して、太陽熱集熱板の循環水温が絶えず太
陽熱集熱板温度よりも低温かつ所定温度差となるように
流量制御をおこない、太陽熱に加え、常に大気熱も集熱
する信頼性の高いシステムを実現する。
【００２７】（実施例６）図６は本発明の実施例６のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図６
において、３０は周波数制御手段であり、圧縮機１の運
転周波数を制御する。３１は集熱板温度検出手段であ
り、太陽熱集熱板１１の表面温度を検出する。３２は流
体温度検出手段であり、太陽熱集熱回路１５の流体温度
を検出する。３３は運転制御手段であり、集熱板温度検
出手段３１と流体温度検出手段３２の信号に基づき周波
数制御手段３０に信号を発信する。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図６
において、３０は周波数制御手段であり、圧縮機１の運
転周波数を制御する。３１は集熱板温度検出手段であ
り、太陽熱集熱板１１の表面温度を検出する。３２は流
体温度検出手段であり、太陽熱集熱回路１５の流体温度
を検出する。３３は運転制御手段であり、集熱板温度検
出手段３１と流体温度検出手段３２の信号に基づき周波
数制御手段３０に信号を発信する。
【００２８】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。最初に太陽熱日射量あるいは外気温度が
高い場合について説明する。この場合は、太陽熱集熱板
１１から流出する流体温度は上昇して太陽熱放熱器１０
へ流入する。そのため、蒸発器４を流れる冷媒温度は上
昇し、冷凍能力および加熱能力が増加する。そして、太
陽熱放熱器１０の出口流体温度は低下して太陽熱集熱板
１１に流入するため、集熱量がさらに増加する。そのた
め、太陽熱集熱板１１の流体入口温度が下がり太陽熱集
熱板１１の表面温度との温度差が大きくなったことを検
知して圧縮機１の運転周波数を下げて運転をおこない、
冷凍能力を下げて蒸発器４を流れる冷媒温度を高めて高
効率運転する。次に太陽熱日射量あるいは外気温度が低
い場合について説明する。この場合には、太陽熱集熱板
１１から流出する流体は温度を下げて太陽熱放熱器１０
へ流入する。そのため、蒸発器４を流れる冷媒温度は低
下して圧縮機１へ流入する。そのため、冷凍能力、加熱
能力が減少して太陽熱放熱器１０の出口流体温度は上昇
して太陽熱集熱板１１に流入し、集熱量がさらに低下す
る。そのため、太陽熱集熱板１１の流体入口温度が上昇
し太陽熱集熱板１１の表面温度との温度差が小さくなっ
たことを検知して圧縮機１の運転周波数を上げて運転を
おこない、冷凍能力、加熱能力を上げて高能力運転をお
こなう。従って、日射量および外気温度に対応した給湯
加熱量と高効率運転を実現する。また、日射量および外
気温度が高い場合に生じる冷媒回路の高圧の異常上昇を
防止することもできるため、機器の信頼性が向上する。
いて説明する。最初に太陽熱日射量あるいは外気温度が
高い場合について説明する。この場合は、太陽熱集熱板
１１から流出する流体温度は上昇して太陽熱放熱器１０
へ流入する。そのため、蒸発器４を流れる冷媒温度は上
昇し、冷凍能力および加熱能力が増加する。そして、太
陽熱放熱器１０の出口流体温度は低下して太陽熱集熱板
１１に流入するため、集熱量がさらに増加する。そのた
め、太陽熱集熱板１１の流体入口温度が下がり太陽熱集
熱板１１の表面温度との温度差が大きくなったことを検
知して圧縮機１の運転周波数を下げて運転をおこない、
冷凍能力を下げて蒸発器４を流れる冷媒温度を高めて高
効率運転する。次に太陽熱日射量あるいは外気温度が低
い場合について説明する。この場合には、太陽熱集熱板
１１から流出する流体は温度を下げて太陽熱放熱器１０
へ流入する。そのため、蒸発器４を流れる冷媒温度は低
下して圧縮機１へ流入する。そのため、冷凍能力、加熱
能力が減少して太陽熱放熱器１０の出口流体温度は上昇
して太陽熱集熱板１１に流入し、集熱量がさらに低下す
る。そのため、太陽熱集熱板１１の流体入口温度が上昇
し太陽熱集熱板１１の表面温度との温度差が小さくなっ
たことを検知して圧縮機１の運転周波数を上げて運転を
おこない、冷凍能力、加熱能力を上げて高能力運転をお
こなう。従って、日射量および外気温度に対応した給湯
加熱量と高効率運転を実現する。また、日射量および外
気温度が高い場合に生じる冷媒回路の高圧の異常上昇を
防止することもできるため、機器の信頼性が向上する。
【００２９】（実施例７）図７は本発明の実施例７のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図７
において、３４は集熱板温度検出手段であり、太陽熱集
熱板１１の表面温度を検出する。３５は圧力検出手段で
あり、太陽熱集熱回路１５内の圧力を検出する。３６は
運転制御手段であり、集熱板温度検出手段３４あるいは
圧力検出手段の信号をうけて、圧縮機１を運転開始す
る。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図７
において、３４は集熱板温度検出手段であり、太陽熱集
熱板１１の表面温度を検出する。３５は圧力検出手段で
あり、太陽熱集熱回路１５内の圧力を検出する。３６は
運転制御手段であり、集熱板温度検出手段３４あるいは
圧力検出手段の信号をうけて、圧縮機１を運転開始す
る。
【００３０】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。太陽熱集熱板の異常温度上昇を検知して
圧縮機を運転する。そして、蒸発器４を介して太陽熱放
熱器１０を流れる媒体を冷却し、冷却された媒体は太陽
熱集熱板１１を冷却する。従って、太陽熱集熱回路内の
媒体が漏れて封入量が少なくなり、かつ日射量が多い場
合に生じる空焚きを防止するため、太陽熱集熱板の耐久
性が向上する。なお、集熱板温度検出手段３４の代わり
に圧力検出手段３５を用いて、高温時に太陽熱集熱回路
内の圧力を検出して、圧縮機１を運転開始しても同様の
効果が得られる。
いて説明する。太陽熱集熱板の異常温度上昇を検知して
圧縮機を運転する。そして、蒸発器４を介して太陽熱放
熱器１０を流れる媒体を冷却し、冷却された媒体は太陽
熱集熱板１１を冷却する。従って、太陽熱集熱回路内の
媒体が漏れて封入量が少なくなり、かつ日射量が多い場
合に生じる空焚きを防止するため、太陽熱集熱板の耐久
性が向上する。なお、集熱板温度検出手段３４の代わり
に圧力検出手段３５を用いて、高温時に太陽熱集熱回路
内の圧力を検出して、圧縮機１を運転開始しても同様の
効果が得られる。
【００３１】（実施例８）図８は本発明の実施例８のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図８
において、３７は温度検出手段であり、太陽熱集熱回路
１５の媒体温度を検出する。３８はバルブであり、太陽
熱集熱回路の最下位に設けられている。３９は低温運転
制御手段であり、温度検出手段３７の信号をうけて、バ
ルブ３８を開放制御するとともに圧縮機１を停止する。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図８
において、３７は温度検出手段であり、太陽熱集熱回路
１５の媒体温度を検出する。３８はバルブであり、太陽
熱集熱回路の最下位に設けられている。３９は低温運転
制御手段であり、温度検出手段３７の信号をうけて、バ
ルブ３８を開放制御するとともに圧縮機１を停止する。
【００３２】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。冬季の低外気温度時および太陽日射量が
ない場合において、運転中および運転停止時に太陽熱集
熱回路１５内の媒体が凍結近傍温度に達したことを温度
検出手段３７が検出して、低温運転制御手段３９はバル
ブ３８を開放して太陽熱集熱回路１５内の媒体を排出す
る。従って、太陽熱集熱板の凍結破壊を防止するため、
機器の信頼性が向上する。
いて説明する。冬季の低外気温度時および太陽日射量が
ない場合において、運転中および運転停止時に太陽熱集
熱回路１５内の媒体が凍結近傍温度に達したことを温度
検出手段３７が検出して、低温運転制御手段３９はバル
ブ３８を開放して太陽熱集熱回路１５内の媒体を排出す
る。従って、太陽熱集熱板の凍結破壊を防止するため、
機器の信頼性が向上する。
【００３３】（実施例９）図９は本発明の実施例９のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図９
において、実線矢印は浴槽残湯利用運転時の冷媒流れ方
向を表わし、破線矢印は太陽熱および大気熱利用運転時
の冷媒流れ方向を表わす。４０は冷媒風呂熱交換器であ
り、蒸発器４と並列に設けられている。４１は風呂熱交
換器であり、冷媒風呂熱交換器４０と熱交換関係を有す
る。４２は浴槽、４３は風呂ポンプ、４４は風呂回路で
あり、風呂熱交換器４１と浴槽４２、風呂ポンプ４３か
らなる。４５は太陽熱用開閉弁、４６は風呂用開閉弁、
４７は夜間運転設定手段であり、家族の入浴終了を検知
して手動あるいは自動で圧縮機１を運転するとともに太
陽熱用開閉弁４５を閉制御、風呂用開閉弁４６を開放制
御する。
ートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。図９
において、実線矢印は浴槽残湯利用運転時の冷媒流れ方
向を表わし、破線矢印は太陽熱および大気熱利用運転時
の冷媒流れ方向を表わす。４０は冷媒風呂熱交換器であ
り、蒸発器４と並列に設けられている。４１は風呂熱交
換器であり、冷媒風呂熱交換器４０と熱交換関係を有す
る。４２は浴槽、４３は風呂ポンプ、４４は風呂回路で
あり、風呂熱交換器４１と浴槽４２、風呂ポンプ４３か
らなる。４５は太陽熱用開閉弁、４６は風呂用開閉弁、
４７は夜間運転設定手段であり、家族の入浴終了を検知
して手動あるいは自動で圧縮機１を運転するとともに太
陽熱用開閉弁４５を閉制御、風呂用開閉弁４６を開放制
御する。
【００３４】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。家族の入浴終了後に夜間運転設定手段４
７の信号をうけて圧縮機１は運転し、冷媒を冷媒風呂熱
交換器４０に流し、ここで風呂ポンプ４３から送られて
きた浴槽４２の残湯を集熱する。そして、圧縮機１で高
温高圧に圧縮した冷媒の凝縮熱で凝縮器２を介して給湯
熱交換器６を流れる水を加熱して湯をつくり、貯湯タン
ク７に貯湯する。従って、日中は太陽熱集熱板で太陽熱
と大気熱を集熱し、夜間は着霜もなく、中温湯の浴槽廃
熱を利用するため高能力高効率集熱するため、貯湯熱量
の増加と省エネ化が実現できる。
いて説明する。家族の入浴終了後に夜間運転設定手段４
７の信号をうけて圧縮機１は運転し、冷媒を冷媒風呂熱
交換器４０に流し、ここで風呂ポンプ４３から送られて
きた浴槽４２の残湯を集熱する。そして、圧縮機１で高
温高圧に圧縮した冷媒の凝縮熱で凝縮器２を介して給湯
熱交換器６を流れる水を加熱して湯をつくり、貯湯タン
ク７に貯湯する。従って、日中は太陽熱集熱板で太陽熱
と大気熱を集熱し、夜間は着霜もなく、中温湯の浴槽廃
熱を利用するため高能力高効率集熱するため、貯湯熱量
の増加と省エネ化が実現できる。
【００３５】（実施例１０）図１０は本発明の実施例８
のヒートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。
図１０において、実線矢印は貯湯タンク沸き上げ運転時
の冷媒流れ方向を表わし、破線矢印は浴槽加熱運転時の
冷媒流れ方向を表わす。４８は四方弁であり、圧縮機１
と凝縮器２の配管途中に設けられている。４９は貯湯運
転冷媒回路であり、圧縮機１、四方弁４８、凝縮器２、
減圧手段３、蒸発器４からなる。５０は浴槽加熱冷媒回
路であり、圧縮機１、四方弁４８、冷媒風呂熱交換器４
０、減圧手段３、蒸発器４からなる。５１は残湯温度検
出手段であり、貯湯タンク７の湯温を検出する。５２は
切り替え制御手段であり、残湯温度検出手段５１の信号
を検出して、四方弁４８を切り替えて貯湯運転冷媒回路
４９と浴槽加熱冷媒回路５０を選択する。
のヒートポンプ式ソーラ給湯システムの構成図である。
図１０において、実線矢印は貯湯タンク沸き上げ運転時
の冷媒流れ方向を表わし、破線矢印は浴槽加熱運転時の
冷媒流れ方向を表わす。４８は四方弁であり、圧縮機１
と凝縮器２の配管途中に設けられている。４９は貯湯運
転冷媒回路であり、圧縮機１、四方弁４８、凝縮器２、
減圧手段３、蒸発器４からなる。５０は浴槽加熱冷媒回
路であり、圧縮機１、四方弁４８、冷媒風呂熱交換器４
０、減圧手段３、蒸発器４からなる。５１は残湯温度検
出手段であり、貯湯タンク７の湯温を検出する。５２は
切り替え制御手段であり、残湯温度検出手段５１の信号
を検出して、四方弁４８を切り替えて貯湯運転冷媒回路
４９と浴槽加熱冷媒回路５０を選択する。
【００３６】以上の構成において、その動作、作用につ
いて説明する。日中、貯湯タンク７への沸き上げ運転時
において、貯湯タンク７に所定湯量が確保されたことを
検出して、四方弁４８を切り替え、圧縮機１の高温高圧
冷媒を冷媒風呂熱交換器４０に流して浴槽４２を沸き上
げる。その際に、浴槽沸き上げ温度を中温湯にして、低
圧縮比運転で効率の良い運転をする。従って、太陽熱を
貯湯タンク７の沸き上げと浴槽４２の沸き上げに効果的
かつ高効率で利用できる。また、浴槽４２を貯湯タンク
７の一部として利用するため、貯湯タンクの小型化、省
スペース化が実現できる。
いて説明する。日中、貯湯タンク７への沸き上げ運転時
において、貯湯タンク７に所定湯量が確保されたことを
検出して、四方弁４８を切り替え、圧縮機１の高温高圧
冷媒を冷媒風呂熱交換器４０に流して浴槽４２を沸き上
げる。その際に、浴槽沸き上げ温度を中温湯にして、低
圧縮比運転で効率の良い運転をする。従って、太陽熱を
貯湯タンク７の沸き上げと浴槽４２の沸き上げに効果的
かつ高効率で利用できる。また、浴槽４２を貯湯タンク
７の一部として利用するため、貯湯タンクの小型化、省
スペース化が実現できる。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかのように、本発明
のヒートポンプ式ソーラ給湯システムによれば次の効果
を奏する。
のヒートポンプ式ソーラ給湯システムによれば次の効果
を奏する。
【００３８】請求項１記載の発明によれば、圧縮機、凝
縮器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒回路と、凝縮器と
熱交換関係を有する給湯熱交換器、貯湯タンクからなる
給湯回路と、蒸発器と熱交換関係を有する太陽熱放熱
器、太陽熱集熱板を接続した太陽熱集熱回路を備え、太
陽熱集熱板を介して太陽熱を集熱した媒体で太陽熱放熱
器を介して蒸発器を流れる冷媒を蒸発ガス化させ、圧縮
機で高温高圧ガスに圧縮して、凝縮器を介して凝縮熱で
給湯熱交換器の水を加熱する。よって、太陽熱を集熱
し、ヒートポンプを利用して高温湯に沸き上げることが
できる。また、冷媒回路を１つのユニットに収納して密
閉回路を構成し、施工時の冷媒配管工事レス化をはかる
ことによって、施工時の冷媒量の調整、冷媒漏れなど、
工事のバラツキをなくして、機器の信頼性を向上させ
る。
縮器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒回路と、凝縮器と
熱交換関係を有する給湯熱交換器、貯湯タンクからなる
給湯回路と、蒸発器と熱交換関係を有する太陽熱放熱
器、太陽熱集熱板を接続した太陽熱集熱回路を備え、太
陽熱集熱板を介して太陽熱を集熱した媒体で太陽熱放熱
器を介して蒸発器を流れる冷媒を蒸発ガス化させ、圧縮
機で高温高圧ガスに圧縮して、凝縮器を介して凝縮熱で
給湯熱交換器の水を加熱する。よって、太陽熱を集熱
し、ヒートポンプを利用して高温湯に沸き上げることが
できる。また、冷媒回路を１つのユニットに収納して密
閉回路を構成し、施工時の冷媒配管工事レス化をはかる
ことによって、施工時の冷媒量の調整、冷媒漏れなど、
工事のバラツキをなくして、機器の信頼性を向上させ
る。
【００３９】また、請求項２に記載の発明によれば、太
陽熱集熱板を太陽熱と大気熱を集熱する構成としたこと
により、太陽熱集熱板を流れる水温を太陽熱集熱板温度
よりも低温で流し、太陽熱に加え、大気熱も集熱できる
ようにして、集熱量の増大をはかるとともに透過体（ガ
ラスなど）および断熱材をなくして太陽熱集熱板の軽量
化と設置自由度を向上させる。
陽熱集熱板を太陽熱と大気熱を集熱する構成としたこと
により、太陽熱集熱板を流れる水温を太陽熱集熱板温度
よりも低温で流し、太陽熱に加え、大気熱も集熱できる
ようにして、集熱量の増大をはかるとともに透過体（ガ
ラスなど）および断熱材をなくして太陽熱集熱板の軽量
化と設置自由度を向上させる。
【００４０】また、請求項３に記載の発明によれば、太
陽熱集熱板に設けた太陽電池セルと、太陽電池セルの温
度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の信号をう
けて圧縮機の運転制御をおこなう運転制御手段を備え、
太陽電池セルが所定温度に上昇した場合、圧縮機を運転
して集熱回路の媒体を介して太陽電池セルを冷却し、太
陽電池セルの効率と耐久性を向上させる。
陽熱集熱板に設けた太陽電池セルと、太陽電池セルの温
度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の信号をう
けて圧縮機の運転制御をおこなう運転制御手段を備え、
太陽電池セルが所定温度に上昇した場合、圧縮機を運転
して集熱回路の媒体を介して太陽電池セルを冷却し、太
陽電池セルの効率と耐久性を向上させる。
【００４１】また、請求項４に記載の発明によれば、太
陽電池セルと接続し、圧縮機を運転するインバータ制御
手段と、太陽電池セルの出力を検出して、出力が大きい
場合にはインバータ制御手段に低周波数運転の信号を発
信する運転周波数制御手段を備え、太陽日射量が多いこ
とを太陽電池セルの出力で検出して、圧縮機を低周波数
で運転して、圧縮機の消費電力を削減する。従って、夏
季など、太陽日射量が多い時は冷房に電力が必要となる
ため、太陽電池で得た電力の余剰電力を冷房に利用でき
る。
陽電池セルと接続し、圧縮機を運転するインバータ制御
手段と、太陽電池セルの出力を検出して、出力が大きい
場合にはインバータ制御手段に低周波数運転の信号を発
信する運転周波数制御手段を備え、太陽日射量が多いこ
とを太陽電池セルの出力で検出して、圧縮機を低周波数
で運転して、圧縮機の消費電力を削減する。従って、夏
季など、太陽日射量が多い時は冷房に電力が必要となる
ため、太陽電池で得た電力の余剰電力を冷房に利用でき
る。
【００４２】また、請求項５に記載の発明によれば、太
陽熱集熱回路に流量制御型ポンプを備え、太陽日射量の
変化に対応して、太陽熱集熱板の循環水温が絶えず太陽
熱集熱板温度よりも低温となるように流量制御をおこな
い、太陽熱に加え、常に大気熱も集熱する信頼性の高い
システムを実現する。
陽熱集熱回路に流量制御型ポンプを備え、太陽日射量の
変化に対応して、太陽熱集熱板の循環水温が絶えず太陽
熱集熱板温度よりも低温となるように流量制御をおこな
い、太陽熱に加え、常に大気熱も集熱する信頼性の高い
システムを実現する。
【００４３】また、請求項６に記載の発明によれば、圧
縮機の周波数を制御する周波数制御手段と、太陽熱集熱
板の表面温度を検出する集熱板温度検出手段と、太陽熱
集熱回路の流体温度を検出する流体温度検出手段と、集
熱板温度検出手段と流体温度検出手段の信号に基づき周
波数制御手段に信号を発信する運転制御手段を備え、集
熱板温度と流体温度を所定温度差にコントロールするよ
うに圧縮機の運転周波数を制御して、日射量および外気
温度に対応して給湯加熱量と高効率運転を実現する。
縮機の周波数を制御する周波数制御手段と、太陽熱集熱
板の表面温度を検出する集熱板温度検出手段と、太陽熱
集熱回路の流体温度を検出する流体温度検出手段と、集
熱板温度検出手段と流体温度検出手段の信号に基づき周
波数制御手段に信号を発信する運転制御手段を備え、集
熱板温度と流体温度を所定温度差にコントロールするよ
うに圧縮機の運転周波数を制御して、日射量および外気
温度に対応して給湯加熱量と高効率運転を実現する。
【００４４】また、請求項７に記載の発明によれば、太
陽熱集熱板の表面温度を検出する集熱板温度検出手段あ
るいは太陽熱集熱回路内の媒体圧力を検出する圧力検出
手段と、集熱板温度検出手段あるいは圧力検出手段の信
号をうけて、圧縮機を運転開始する運転制御手段を備
え、太陽熱集熱板の異常温度上昇、あるいは集熱回路内
の圧力上昇を検知して圧縮機を運転し、太陽熱集熱回路
内の媒体および太陽熱集熱板を冷却する。従って、太陽
熱集熱回路内の媒体が漏れて封入量が少なく、かつ日射
量が多い場合に発生する空焚きを防止する。よって、太
陽熱集熱板の耐久性が向上する。
陽熱集熱板の表面温度を検出する集熱板温度検出手段あ
るいは太陽熱集熱回路内の媒体圧力を検出する圧力検出
手段と、集熱板温度検出手段あるいは圧力検出手段の信
号をうけて、圧縮機を運転開始する運転制御手段を備
え、太陽熱集熱板の異常温度上昇、あるいは集熱回路内
の圧力上昇を検知して圧縮機を運転し、太陽熱集熱回路
内の媒体および太陽熱集熱板を冷却する。従って、太陽
熱集熱回路内の媒体が漏れて封入量が少なく、かつ日射
量が多い場合に発生する空焚きを防止する。よって、太
陽熱集熱板の耐久性が向上する。
【００４５】また、請求項８に記載の発明によれば、集
熱回路の媒体温度を検出する温度検出手段と、集熱回路
に設けたバルブと、温度検出手段の信号をうけてバルブ
を開放制御する低温運転制御手段を備え、冬季の低外気
温度時において、集熱回路内の媒体が凍結近傍温度に達
した時、バルブを開放して集熱回路内の媒体を排出する
ようにして、太陽熱集熱板の凍結破壊を防止する。
熱回路の媒体温度を検出する温度検出手段と、集熱回路
に設けたバルブと、温度検出手段の信号をうけてバルブ
を開放制御する低温運転制御手段を備え、冬季の低外気
温度時において、集熱回路内の媒体が凍結近傍温度に達
した時、バルブを開放して集熱回路内の媒体を排出する
ようにして、太陽熱集熱板の凍結破壊を防止する。
【００４６】また、請求項９に記載の発明によれば、蒸
発器と並列に設けた冷媒風呂熱交換器と、冷媒風呂熱交
換器と熱交換関係を有する風呂熱交換器、浴槽からなる
風呂回路を備え、低外気温度となる夜間時間帯は、冷媒
風呂熱交換器で浴槽残湯を集熱し、凝縮器を介して湯を
つくり、貯湯する。従って、日中は太陽熱集熱板で太陽
熱と大気熱を集熱し、夜間は浴槽残湯熱を集熱して、貯
湯熱量の増加と省エネ化を実現する。
発器と並列に設けた冷媒風呂熱交換器と、冷媒風呂熱交
換器と熱交換関係を有する風呂熱交換器、浴槽からなる
風呂回路を備え、低外気温度となる夜間時間帯は、冷媒
風呂熱交換器で浴槽残湯を集熱し、凝縮器を介して湯を
つくり、貯湯する。従って、日中は太陽熱集熱板で太陽
熱と大気熱を集熱し、夜間は浴槽残湯熱を集熱して、貯
湯熱量の増加と省エネ化を実現する。
【００４７】また、請求項１０に記載の発明によれば、
圧縮機と凝縮器の配管途中に四方弁を設け、圧縮機、凝
縮器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒回路と、圧縮機、
冷媒風呂熱交換器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒風呂
回路と、貯湯タンクの湯温を検出する残湯温度検出手段
と、残湯温度検出手段の信号に基づき四方弁を切り替え
て冷媒回路と冷媒風呂回路を選択する切り替え制御手段
を備え、日中、貯湯タンクへの沸き上げ運転時におい
て、貯湯タンクに所定湯量が確保されると、四方弁を切
り替えて、圧縮機の高温高圧冷媒を冷媒風呂熱交換器に
流して浴槽を沸き上げる。その際に、浴槽沸き上げ温度
を中温湯にして、低圧縮比運転で効率の良い運転をす
る。従って、太陽熱を貯湯タンクの沸き上げと浴槽の沸
き上げに効果的かつ高効率で利用できる。また、浴槽を
貯湯タンクの一部として利用するため、貯湯タンクの小
型化、省スペース化が実現できる。
圧縮機と凝縮器の配管途中に四方弁を設け、圧縮機、凝
縮器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒回路と、圧縮機、
冷媒風呂熱交換器、減圧手段、蒸発器からなる冷媒風呂
回路と、貯湯タンクの湯温を検出する残湯温度検出手段
と、残湯温度検出手段の信号に基づき四方弁を切り替え
て冷媒回路と冷媒風呂回路を選択する切り替え制御手段
を備え、日中、貯湯タンクへの沸き上げ運転時におい
て、貯湯タンクに所定湯量が確保されると、四方弁を切
り替えて、圧縮機の高温高圧冷媒を冷媒風呂熱交換器に
流して浴槽を沸き上げる。その際に、浴槽沸き上げ温度
を中温湯にして、低圧縮比運転で効率の良い運転をす
る。従って、太陽熱を貯湯タンクの沸き上げと浴槽の沸
き上げに効果的かつ高効率で利用できる。また、浴槽を
貯湯タンクの一部として利用するため、貯湯タンクの小
型化、省スペース化が実現できる。
【図１】本発明の実施例１のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図２】本発明の実施例２のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図３】本発明の実施例３のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図４】本発明の実施例４のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図５】本発明の実施例５のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図６】本発明の実施例６のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図７】本発明の実施例７のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図８】本発明の実施例８のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図９】本発明の実施例９のヒートポンプ式ソーラ給湯
システムの構成図
システムの構成図
【図１０】本発明の実施例１０のヒートポンプ式ソーラ
給湯システムの構成図
給湯システムの構成図
【図１１】従来の太陽熱利用ヒートポンプシステムの構
成図
成図
【図１２】従来の大気熱利用のヒートポンプ給湯システ
ムの構成図
ムの構成図
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 減圧手段 ４ 蒸発器 ５ 冷媒回路 ６ 給湯熱交換器 ７ 貯湯タンク ８ 給湯ポンプ ９ 給湯回路 １０ 太陽熱放熱器 １１、１６ 太陽熱集熱板 １２、１７ 集熱フィン １３、１８ 集熱管 １４ 集熱ポンプ １５ 太陽熱集熱回路 １９ 集熱温度検出手段 ２０ 流体温度検出手段 ２１ 比較部 ２２ 太陽電池セル ２３ 温度検出手段 ２４ 運転制御手段 ２５ インバータ制御手段 ２６ 運転周波数制御手段 ２７ 流量制御型ポンプ ２８ 流体温度検出手段 ２９ 流量制御手段 ３０ 周波数制御手段 ３１、３４ 集熱板温度検出手段 ３２ 流体温度検出手段 ３３、３６ 運転制御手段 ３５ 圧力検出手段 ３７ 温度検出手段 ３８ バルブ ３９ 低温運転制御手段 ４０ 冷媒風呂熱交換器 ４１ 風呂熱交換器 ４２ 浴槽 ４３ 風呂ポンプ ４４ 風呂回路 ４５ 太陽熱用開閉弁 ４６ 風呂用開閉弁 ４７ 夜間運転設定手段 ４８ 四方弁 ４９ 貯湯運転冷媒回路 ５０ 浴槽加熱冷媒回路 ５１ 残湯温度検出手段 ５２ 切り替え手段
Claims (10)
- 【請求項１】圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器から
なる冷媒回路と、前記凝縮器と熱交換関係を有する給湯
熱交換器、貯湯タンクからなる給湯回路と、前記蒸発器
と熱交換関係を有する太陽熱放熱器、太陽熱集熱板を接
続した太陽熱集熱回路とを備えたヒートポンプ式ソーラ
給湯システム。 - 【請求項２】太陽熱集熱板は太陽熱と大気熱を集熱する
構成とした請求項１記載のヒートポンプ式ソーラ給湯シ
ステム。 - 【請求項３】太陽熱集熱板に設けた太陽電池セルと、前
記太陽電池セルの温度を検出する温度検出手段と、前記
温度検出手段の信号をうけて圧縮機の運転制御をおこな
う運転制御手段を有する請求項１または２記載のヒート
ポンプ式ソーラ給湯システム。 - 【請求項４】太陽電池セルと接続し、圧縮機を運転する
インバータ制御手段と、前記太陽電池セルの出力を検出
し、出力が大きい場合には前記インバータ制御手段に低
周波数運転の信号を発信する運転周波数制御手段を有す
る請求項１、２または３記載のヒートポンプ式ソーラ給
湯システム。 - 【請求項５】太陽熱集熱回路に流量制御型ポンプを有す
る請求項１または２記載のヒートポンプ式ソーラ給湯シ
ステム。 - 【請求項６】圧縮機の周波数を制御する周波数制御手段
と、太陽熱集熱板の表面温度を検出する集熱板温度検出
手段と、太陽熱集熱回路の流体温度を検出する流体温度
検出手段と、前記集熱熱板温度検出手段と前記流体温度
検出手段の信号に基づき前記周波数制御手段に信号を発
信する運転制御手段を有する請求項１または２記載のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システム。 - 【請求項７】太陽熱集熱板の表面温度を検出する集熱板
温度検出手段あるいは太陽熱集熱回路内の媒体圧力を検
出する圧力検出手段と、前記集熱板温度検出手段あるい
は前記圧力検出手段の信号をうけて、前記圧縮機を運転
開始する運転制御手段を有する請求項１または２記載の
ヒートポンプ式ソーラ給湯システム。 - 【請求項８】太陽熱集熱回路の媒体温度を検出する温度
検出手段と、前記太陽熱集熱回路に設けたバルブと、前
記温度検出手段の信号をうけ、前記バルブを開放制御す
る低温運転制御手段を有する請求項１または２記載のヒ
ートポンプ式ソーラ給湯システム。 - 【請求項９】蒸発器と並列に設けた冷媒風呂熱交換器
と、前記冷媒風呂熱交換器と熱交換関係を有する風呂熱
交換器、浴槽からなる風呂回路を有する請求項１〜４の
いづれか１項記載のヒートポンプ式ソーラ給湯システ
ム。 - 【請求項１０】圧縮機と凝縮器の配管途中に四方弁を設
け、前記圧縮機、前記凝縮器、減圧手段及び蒸発器から
なる冷媒回路と、前記圧縮機、冷媒風呂熱交換器、前記
減圧手段、前記蒸発器からなる冷媒風呂回路と、貯湯タ
ンクの湯温を検出する残湯温度検出手段と、前記残湯温
度検出手段の信号に基づき前記四方弁を切り替えて前記
冷媒回路と前記冷媒風呂回路を選択する切り替え制御手
段を有する請求項１〜５のいづれか１項記載のヒートポ
ンプ式ソーラ給湯システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28810897A JP3758334B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | ヒートポンプ式ソーラ給湯システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28810897A JP3758334B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | ヒートポンプ式ソーラ給湯システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118247A true JPH11118247A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3758334B2 JP3758334B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=17725915
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28810897A Expired - Fee Related JP3758334B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | ヒートポンプ式ソーラ給湯システム |
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|---|---|
| JP (1) | JP3758334B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340433A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽熱利用装置 |
| KR100777830B1 (ko) | 2007-01-23 | 2007-11-22 | 주식회사 강남 | 태양열과 대기열의 복합식 히트펌프 시스템 |
| JP2012098012A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Gastar Corp | 熱源装置 |
| CN103017273A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-03 | 西安工程大学 | 用于农村住宅的供热通风空调系统 |
| CN104596008A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-06 | 黄国和 | 一种全天候太阳能热泵空调系统 |
| CN107882708A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-04-06 | 北京工业大学 | 一种太阳能空气压缩机 |
| KR20180136767A (ko) * | 2017-06-15 | 2018-12-26 | 이해랑 | 발전효율을 향상시킨 태양열 전지판 |
| KR20190042901A (ko) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 주식회사 대린이엔텍 | 솔라 집열판 |
| CN111351109A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 大连民族大学 | 溴化锂热泵耦合太阳能的浮法玻璃余热回收供暖方法 |
| CN115127167A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-09-30 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种太阳能热水和空调一体系统及其控制方法、空调器 |
| WO2025001691A1 (zh) * | 2023-06-30 | 2025-01-02 | 国创移动能源创新中心(江苏)有限公司 | 一种废热回收系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN102042636A (zh) * | 2010-11-25 | 2011-05-04 | 大连熵立得传热技术有限公司 | 家用中央供暖热水装置 |
-
1997
- 1997-10-21 JP JP28810897A patent/JP3758334B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN103017273A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-03 | 西安工程大学 | 用于农村住宅的供热通风空调系统 |
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| WO2016116028A1 (zh) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 黄国和 | 一种全天候太阳能热泵空调系统 |
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| KR20190042901A (ko) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 주식회사 대린이엔텍 | 솔라 집열판 |
| CN107882708A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-04-06 | 北京工业大学 | 一种太阳能空气压缩机 |
| CN111351109A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 大连民族大学 | 溴化锂热泵耦合太阳能的浮法玻璃余热回收供暖方法 |
| CN115127167A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-09-30 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种太阳能热水和空调一体系统及其控制方法、空调器 |
| CN115127167B (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-25 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种太阳能热水和空调一体系统及其控制方法、空调器 |
| WO2025001691A1 (zh) * | 2023-06-30 | 2025-01-02 | 国创移动能源创新中心(江苏)有限公司 | 一种废热回收系统 |
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