JPS58148371A - 太陽熱利用冷凍装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、太陽熱の取得により固体吸着材に吸着する冷
媒【脱離した後これを凝縮液化し、この液化冷媒を固体
吸着材の冷却により吸収蒸発し、その蒸発潜熱により冷
凍作用が可能な太陽熱利用冷凍装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点３ 通常用いられる冷凍装置は、冷媒である、たとえはフロ
ンガスを圧縮、＃縮、膨張、蒸発の順に復製し、いわゆ
る冷凍ナイクルを構成する。

圧縮作用を行う圧縮様は、電動機部を一体に備え、電気
エネルギによって駆動される。このため特に夏季などは
上記電気エネルギの消費量が多大となり、電力事情を左
右する程になっている。そこで近時、他の動力源をもっ
て圧縮作用【行わせるための研究開発が盛んである。た
とえば光電式太陽電池を用いて太陽エネルｄｆｔ電気エ
ネルギに変換する手段、あるいはランキンサイクル機関
のごとく太陽エネルギを機械エネルギに変換し、これで
圧縮機【駆動する手段などがある。しかるＫこれらは、
高度なエネルギー縮技術あるいは複雑な太陽追跡技術な
しでは充分な効果を得ることができず、高効率化にはな
お時間が必要である。

また圧縮機自体複雑な機構であり製造コストゆ が高く、圧縮真率金向上させるため０種々の工夫がなさ
れているが即に限界に近い、冷媒を断熱膨張させる機構
も、圧縮状態に合せた正確なマツチング【とらなければ
ならず調整手間がかかる。長期の使用に亘れげガス不足
になるので適宜補充する必要があり、保守に手間がかか
る。

その他種々の不具合があるので、冷凍サイクルそのもの
の見直しがなされ、これに代る冷凍手段ノ出現化が要望
されている。

ところで近時、＊に米国において固体吸着材の一種であ
る「ゼオライト」が注目され、これｔ用いた冷凍実験が
なされるようになった。ゼオライトは、水蒸気、アンモ
ニア、炭酸ガス、７レオンのごとき冷却用気体【多量に
吸着できる性質を有する。ただ水の蒸発熱は他の一般の
気体よｐ大であるので、ゼオライト−水の組合せが最も
効率的である。ゼオライ）Ｋよる冷凍システムは、天然
産チャノ量サイトあるいはクリノブチルライ）１固体吸
着材に％また水蒸気を冷媒として用いられる。すなわち
太陽熱【吸収したゼオライトは、ここに吸着していた水
分【脱離（款出）する、水分は凝縮器に導びかれて凝縮
液化し、水となって貯溜される。夜間勢、太陽熱を取得
できなくなりゼオライトが冷却畜れると、上配水の吸着
作用が始まる。水は蒸発し、水蒸気に変ってゼオライト
に吸収される。

蒸発にともなりて周囲から蒸発潜熱【奪い、冷凍作用を
得る。この場合、太陽熱ｔ−取得できない時間のみ冷凍
作用が可能であるが、たとえば蓄冷槽を付加するととに
より、脣関の冷房作用が可能である。

したがって、冷凍サイクルのごとき複雑な圧縮機構や、
微妙なマ、チンダ【とる必畳がないとともに動力源が不
要で極めて簡単な構成ですむ、保守に手間がかからず、
ランニングコストがわずかで廉価に提供できるなどの効
果がある。

このようにシステム【利用して冷房作用【得ることがで
きるが、研究段階の友め我が国の家ｍＫ適合するような
具体的構成は未だ全く示されておらず、製品化が待たれ
ている。

〔発−の目的〕

本発明は、瞭価でランニングコストが低く、効率的な冷
凍作用【得る太陽熱利用冷ｌＩ１輪ａｔ提供しようとす
るものである。

〔発明の概要〕

本発明は、太陽熱を受ける固体吸着材充填筒体を集熱筐
体内に収容し、上記固体吸着材充填筒体と冷媒管【介し
て凝縮器および蒸発器【連通し、上記集熱筐体を傾けて
配置し、この傾斜と直交する方向に固体吸着材充填筒体
【設けたものである。

〔１！明の実施例〕 以下本発明の一＊施例を図面にもとづいて説明する。纂
１図ないし第３図は太陽熱利用冷凍装置【示す、１は集
熱筺体であり、これは上面（開口１ｉ）を強化ガラス板
２とたとえば／呟力４ネートフィルムなどの耐候性合成
フィルム１とｔ重ね合せて閉塞した矩形薄函状体である
。

この内部のＦｉＬ面には断熱材であるグラスウール４が
敷設され、長手方向の両側面に沿って木材中グラスウー
ルなどの断熱材５，５が設けられる。上記グラスウール
４上には断熱材であるガラスマット＃を介して長手方向
とは直交する方向に断面波形に曲成された集熱ダクト板
１が設けられる。この集熱ダクト板１０表面は太陽熱の
吸収効率【良くするために選択１収属旭思が施こされる
。集熱筐体１の長手方向両端面て上記集熱ダクト板１対
向部位は開口していて、複数の集熱筺体１【長手方向に
沿りて１ＩＩｋＬｌど１亙いＯＩＩ口郁８ａが過通する
ようになっている０集熱メクト板ｒ上には複数本０Ｆｊ
Ａ体１着材充填筒体Ｉ・・・（以下充填筒体という、）
が長手方向とは直交する方向に着設される。こ０充填筒
体８は一端部が閉塞されるガラス管や金属管などてあｐ
１内Ｓには約１−６ｍ＋／隅φ０ｉｊ１体吸着材である
ゼオライト粒子りが充填される。匍端郁は開放していて
フィルタ１０が嵌合している。各充填筒体−・・・の閉
成側端部は支持金具ＪＪＩ介して断熱材Ｓまえは幕熱筺
体ＩＫ支持され、倫端部は長手方向に沿って設けられた
チャンｚｆ　Ｉ　Ｊ　Ｋ過通する。このチャンバ１１〇
一端部底面には集熱筺体１０外ｊＥｉｌｉＫ延出する冷
護管ＩＪが接続される。集熱筐体１の外底面において冷
媒管１３は長手方向に沿っていて、ここに多数枚のフィ
ン１４・・・を狭小の間隙を存して備えた凝縮器１５が
設けられる。さらに冷媒管１１は下方へ折曲され、蒸発
器１６に連通ずる。この蒸発器１６は周面全断熱材で被
包される密閉容器であり、内部にはコイル状の熱交換器
１７が収容される。そして、充填筒体８、チャンバ１２
、冷媒管１３、＃縮器１５及び蒸発器１６ｄそれぞれ気
密状に接続され、これらの内部は真空に保持されている
。なお上記凝縮器１５の周囲は集熱筺体１の底面に取付
けられた導風板ＪＪＩＫ囲繞される。この導風板１８は
凝縮器１ｊの軸方向である集熱体１の長手方向に沿って
設けられ、さらにこの下面に上記蒸発器１６を固定する
取付具１９が設けられる。したがって集熱筐体１、凝縮
器１５および蒸発器１６は一体ユ二、ト化される。

このようにして構成される太陽熱利用冷凍装置１ｔｋた
とえばＩ！４図に示すように冷房／ステムとして用いる
。すなわち家屋の屋ｓＸＯ上Ｋ、複数台の装置Ｓ・・・
を配置する。なお説明すれば、屋根２０の傾斜に集熱筐
体１の長手方向を沿わせ、かつ互いの開口部８ｍが連通
ずるよう端面を密着する。集熱筺体１の長手方向を傾斜
に沿わせることにより、各充填筒体８・・・は傾斜とは
直交する方向となる。各装置ｉＳには、凝縮器ＩＪおよ
び蒸発器１６が一体ユ二、ト化されているから、これら
は屋根２０内に突出する。据付けはごく容易である。そ
れぞれの蒸発器１６・・・内の熱交換器１１は配管ｐｔ
−介して直列に、または並列またはリバースリターン方
式に接続するとよく、蓄冷槽２ノおよび循環ポンダ２２
と連通して蓄冷サイクル【＃Ｉ成する・上記蓄冷槽２１
は図示しない居室に配置され九放冷器と、循環ポンダ２
３【設けた配管を介して連通ずる・つぎに上記実施肯の
作用について説明する。

夏季の昼間など太陽光が照射する間は、強化ガラス板２
と耐候性合成フィルムｊ１介して照射する太陽光を充填
筒体Ｉが受ける。これに充填されるゼオライト粒子９は
太陽熱を吸収し、吸着していた水分が脱離する。この水
分は冷媒管ＪＪｉ介して凝縮器１５に導びかれ、ここで
導風板１１ｆ導通される空気と熱交換して凝縮液化する
。水分は安全に液体（水）に変り、蒸発器１５に集溜す
る。ゼオライト粒子９の吸着効率は高いから、太陽熱【
取得している間は継続して水分ｔＲ離する。したがって
蒸発器ＩＣ内の水量は時間の経過とともに増大する。

太陽光が照射しない、たとえば夜間轡になると、ゼオラ
イト粒子９の太陽光取得はなくなり、これからの水分の
脱離はない、逆にその性質上、蒸発器１ｉに集溜する水
分を吸収することになる。水分は蒸発し冷媒管ＩＪｆ介
してゼオライト粒子９に吸着される。水分は蒸発器１６
で蒸発する際、蒸発潜熱【奮って蒸発器ＩＣＣ湿温度０
℃以下にする。このとき循環ボンデ２２を駆動すれば、
熱交換器１７は冷却され蓄冷槽２１内にこの中に封入す
る気体や液体などによって冷気−または冷水、冷媒など
【蓄積する。昼間など必要に応じて循環Ｉンデ２３ｆ：
駆動し蓄冷槽２ノに連通した放冷器に冷気を循環すれば
、この冷房作用が可能となる。上記蓄冷状ｖＭＶｉ太陽
光が照射していない間継続される。再び太陽光が照射す
れば、上述のごとく水分がゼオライト粒子９から脱離す
ることとなる。

なお充填筒体８の軸方向は第５図に示すように屋根２０
の傾斜方向とは直交する方向に並設されるから、ゼオラ
イト粒子９が水分【吸着しても上部に空間ができるよう
粒子間が詰まる。

このためゼオライト粒子９の水分吸着効率が損われるこ
とはない。

〔発明の効果〕

本発明は、固体吸着材充填筒体を収容する集熱筐体と凝
縮器および蒸発器とを連通し、上記集熱筐体をたとえば
家屋の屋根に載設し、この傾斜と直交する方向に充填筒
体の軸方向を沿わせたので据付作業性が良く、我が国の
建築事情によく適合し、しかも構造が簡単で酸価に提供
でき、ランニングコストが低く、固体吸着材の水分収着
効率が良く、有効な冷凍作用を得るという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、１１１図は太陽熱利用
冷凍装置の一部切欠した平面図、第２図はその縦断正面
図、第３図は同じく縦断側面図、第４図は冷房作用説明
図、第５図は固体吸着材充填筒体の縦断面図である。 １・・・固体吸着材（ゼオライト）充填筒体、１・・・
集熱緻体、ＩＳ・・・冷媒管、１５・−・凝縮器、１１
・・・蒸発器。 出願人代理人　　弁理士　釣　江　武　彦第１図 第２図 第

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 太陽熱【受ける固体吸着材充填筒体を収容する集熱筐体
   と、上記固体吸着材充填筒体に冷媒管を介して連通ずる
   凝縮器および蒸発器とからなり、上記集熱筺体【家屋の
   外面１１ＩＫ傾斜して配設し、上記固体吸着材充填筒体
   の軸方向を集熱筐体の傾斜とは直交する方向に沿って設
   けたことｔ特徴とする太陽熱利用冷凍装置。