JPS58200960A - 太陽エネルギ利用冷房装置 - 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】 本発明は太陽光エネルギを集光して冷房に用いる太陽エ
ネルギ利用冷房装置に関するっ従来の一般的な冷房装置
は圧縮冷凍機を用いているため、太１４エネルギで冷房
を行なうためには、太陽エネルギで加熱された温水を電
気等の別のエネルギにｆ換する必要がある。これに対し
て、吸収式冷凍機を用いる場合には、太陽光で加熱され
た温水を発生器へ直接導き、冷媒ガスを高温とすること
により冷房が可イしである。

しかし蓄熱材が水であるため、蓄熱材貯湯槽からの放熱
が大きく、長期間の蓄熱は不可能でめる。

また太陽光コレクタで温水を加熱する場合には、太陽光
のうち長波長域の光エネルギが比較的効率良く渠熱可能
であり、短波長域（０，１７〜０．３５μｍ）の光エネ
ルギはあまり効率良く巣熱されて２らず、限りれた効率
の太陽エネルギ利用手段となっているう 不発明は上記事実χ考慮し、太陽光の甲刀１ら広い波長
域に戻って光エネルギを利用町推であり、必要に応じて
長期間のエネルギ保存が可能な太陽エネルギ利用冷房装
置を得ることが目的である。

本発明に係る太陽エネルギ利用装置は、主として短波長
域の光エネルギにより高歪可能化合物を高歪化合物に変
化させる光エネルギ貯蔵化合物循環太陽光変換手段から
高歪化合物を吸収式冷凍機の発生器へ導き、この供給配
管に設けた触媒装置で高歪化合物に触媒熱反応を生じさ
せて発生器を加熱し、冷媒を気化させることにより短波
長域の光エネルギを利用可能としている。

以下本発明の実施例を図面に従い説明する。

第１図に示される如く本実施例に係る太陽エネルギ利用
冷房装置では太陽光コレクタ１０で集光した太陽エネル
ギを吸収式冷凍機１２へ導いて冷房を行なうようになっ
ている。この太陽光コレクタ１０は吸放熱材循環太陽光
加熱手段を兼用した水循環太陽光コレクタ部１４と光エ
ネルギ貯蔵化合物循環太陽光変換′手段を兼用したコレ
クタ部１６とを有している。（以下それぞれ水循環コレ
クタ部、化合物循環コレクタ部と称する） この太陽光コレクタ１０は各棟の形状が考えられるが、
この実施例では一例として第２図に示される具体的構造
が用いられている。この太陽光コレクタｌＯは上端が開
放し九箱体１８の開口部へ平凸レンズを構成する筒体２
０が固定されている。

この筒体２０の平凸断面空間２２は第１図の化合物循環
コレクタ部１６に相当し、その長手方向端部（第２図紙
面直角方向端部）が隣接する平凸断面空間２２の長手方
向端部と連通されている。これによって複数個の平凸断
面空間２２が４に直列に連通されている。この平凸断面
空間２２には尤エネルギ貯蔵化合物が流通されるように
なっており、矢印入方向に照射される太陽光のうち鉦と
して短波艇域の光を吸収して高歪化＆樽に変化するよう
になっている。

箱体１８の内部には筒体２０を通過する太陽光の集光部
に吸熱管２４が配置されて８ｇ１図の水循環コレクタ部
１４に相当している。従って吸熱管２４は太陽光のうち
平凸断面空間２２内の九エネルギ貯蔵化合物で吸収され
ない長波援尤な主として吸光するようになっている。吸
熱管２４１＝は集光部−の経時変化に備えて補助吸光板
２６が設けられている。これらの吸熱管２４及び補助吸
光板２６はその六向が選択吸収面とされていること力五
遣ましい。また箱体１８は断熱材等を付設して保温性を
向上するようになっている。

循環パイプ３４内を流れる光エネルギ貯蔵化合物として
本実施例では第３図に示されるノルボルナジェン（以下
Ｎ体と称する）が用いられている。

このＮ体は常温で流動性を有する高歪可能化合物でおり
、紫外縁領域の短波兼光を照射すると光異性化反応によ
り高歪化合物であるクワドリシクレン（以下９体と杯す
る）に変化する性質を有しており、このＱ体は触媒（コ
ノ（ルトテトラフェニルボリフイリン一体やコノくルト
フタロシアニ／錯体）内を通過させると、触媒熱反応を
生じてＮ体の状態に戻る性質がある。この時；二２２　
Ｋｃｍ４／ＭｏＬ　＝２４０　ｃａＬ／ｌ　模震の熱発
生を伴う。従って太陽光のうち王として短ｔＩＬ長光を
蓄積し、必！！（＝応じて熱エネルギとして放出可能で
ある。

第１図に基づいて太陽光コレクタ１０と吸収式冷凍８Ａ
１２との間の配管を説明する。化酋吻循鷹コレクタｓ１
６の一端は供給船″ｆ３６に介して９体貯留槽３８へ接
続されて化合物循環コレクタ部１６で生じた９体を貯留
するようになっている。

この９体貯留槽３８の出口部は供給船″ｗ１４０、ポン
プ４２を介して吸収式冷凍機１２の発生器４４へ接続さ
れている。

この吸収式冷凍機１２は第４図に示される如く発生器４
４８分で供給配管４０がＵ字状に屈曲されて戻り配管４
６の一端に接続されている。この戻り配ｆ４６．の他端
は第１図に示される如くＮ体貯貿槽４Ｂへ接続されてお
り、Ｎ体貯城槽４８の出口部が戻り配管５０及びポンプ
５２をブ「して化合物循環コレクタ部１６の他端へ接続
されている。

吸収式冷凍機１２の発生６４４で反転される供給船−＃
４０には内周部に触媒ｆｊｔｆ５４が設けられている。

従って供給配置１４０内を送られるＱ体ｒよこの触媒５
４と反応して８体に復帰すると共に醍媒熱反応を生じて
発生器４４を加熱するようになっている。

吸収式冷凍機１２ａ発生器４４の他に蒸発器５６、吸収
器５８及び凝縮器６０が設けられている。蒸発器５６と
吸収器５８とは同一室内に配設されており、冷媒（例え
ばアンモニアガス）は吸収器５８で希４溶＄６２（例え
ばアンモニア水）へ溶解するようになっており、冷媒ガ
スを吸収した１ｌｌｌ溶液６２はポンプ６４、配管６６
を介して発生器４４へ接続されている。発生器４４へ供
給された濃溶液は供給配管４０で加熱されること（′−
より冷媒ガスを発生して希薄化されるようになっており
、凝縮器６０の凝＃液７０は配管７２で蒸発器５６へ接
続されている。また吸収器５８及び凝縮器６０には冷却
水配管７４が、蒸発器５６（＝は冷却対象でるる冷水配
管７６が設けられている。さらに配管６６には濃溶液６
８から希薄溶ｇ６２へ戻る配管によって熱交換器７８が
設けられ、発生器４４の希薄溶液６８の一部はオーバー
フロー管８０によって吸収器５８と連通されているう 従ってこの吸収式冷凍機１２では、蒸発器５６で発生し
た冷媒ガスが冷却水配管７４で冷却されながら希４尋液
に吸収され、その結果濃溶液６２が形成され、それがポ
ンプ６４、配管６６で送られ、熱交換器７８で加熱され
た後（二発生器４４へ至る。この発生器４４では供給配
管４Ｇで更に加熱されて冷媒ガスとなり凝縮器６０へ至
る。この凝縮器６０では冷却水配管７４で冷却されて凝
縮し凝縮液７０となる。この凝縮液７０は蒸発器５６で
蒸発して冷水配管７６から蒸発熱を奪いこの冷却された
冷水配管７６内の冷水により冷房を行なうことができる
。

この冷房能力は冷水配管７６に設けられた温度上／す８
２とこの温度センサ８２によって制御される供給配管４
０の制＠９ｆ”８４によって自動制御される。

第１図に示されるクロく水循環コレクタ部１４からの供
給配管８６は貯湯槽８８へ妥続き几ている。

この貯湯４Ｗ８８は水循環ゴレクタ部１４で加熱された
吸牧熱材である漏水を貯留し、必妥に応じて給湯配管９
０から取り出すようになっている、この貯湯槽８８から
給湯配ｆｉ９Ｑで消費される水１にな禰なうために給水
源へ接続される給水配管９２及び貯４４１１８８と水循
環コレクタ部１４の入口とを接続する供給船［９４が設
けられており、ｃの配ｆ中１＝ポンプ９６が介在されて
いる。

供給配管８６には分岐配管９８が連通されており、この
分牡配′＃９８は熱交換′ａ１００１ｋ介して尿り配室
１０２へ接続されており、この戻り配管１０２は供給配
管９４を介して水循環コレクタ部１４へ尿る工うになっ
ている。この熱交換器１００は水循環コレクタ部１４か
らの温水で配管４０内の９体を加熱するようになってｓ
’　り　％　これによって発生器４４における発熱が東
に高温となるように配慮されている。

前記貯＃慴８８には９体貯留槽３８の供給配管４０から
の分岐配ｆ４１がポンプ４３を介して挿入されて２す、
供給配管４０の場合と同様に貯湯槽８８内で触媒装置に
より９体を８体へＯｉ帰させるｐＢ媒熟熱反応生じさせ
、貯湯槽８Ｂ内の温水を所粛諷度まで加熱できるように
なっている。発生したＮ体は戻り配常４７で８体貯留槽
４８へ失される。

次に本実施例の作動を説明する。

第２図（二示さｎる人湯元コレクタ１０で太陽光のうち
王として長波長光の照射により加熱された温水は配管８
６乞通って貯湯槽８８で蓄積さｒ１必要に応じて＠湯配
管９０を通って消費さｎる。

一方化合物傭壇コレクタ部１６は太陽光のうち短波長光
を受けて光エネルギ貯蔵化合物を９体に変化させる。こ
の９体は供給配管３６を通って９体貯留槽３８へ＃遺さ
れるが９体は単独ではＮ体に復帰しないのでエネルギの
長期保存が可能である。この９体貯留１’ｌ！３８内の
９体は必要に応じてポンプ４２で供給配管４０内を吸収
式冷凍機１２の発生器４４へと送られる発生器４４では
触媒装置５４により９体がＮ体へ復４する触媒反応が生
じるので発生器４４が加熱され濃溶液から冷媒が分離し
て気化する。この気化した冷媒は凝縮器６０で冷却さｎ
て礎＠液７０となり、蒸発器５６で薫元して気化熱によ
り冷水配管７６を冷却する。この冷水によって冷房が行
なわれる。ここで、発生６４４へ至る供給配ｆ４０内の
９体は熱交換器ｌＯＯで、分岐配−＃９８の温水熱のた
めに加熱されているので、発生器４４における発熱効率
が高くなっている。

発生器４４のＦ！！Ｉ媒装置５４で発生したＮ体は戻り
配管４６を通ってＮ体貯貿槽４８内へ蓄償される。この
Ｎ体は必要に応じ°Ｃポンプ５２で戻り配電５０内を化
＆吻循鷹コレクタ部１６の入口へと送られる。

この装＃を用いて暖＃を行なうには貯湯槽８８内の温水
を直接暖房機へ用いることも可能であり、また吸収式冷
凍機１２の冷却水配管７４内へ温水を通せばこの温水が
吸収器５８及び凝縮器６０で加熱されるのでこれによっ
ても暖房が可能である。

次に第５図には本発明の第２実施渕が示されている。こ
の実施例では太陽光コレクタと化合物循環変換手段とを
分醸し、太陽光コレクタ１１０へ光エネルギ貯蔵化合物
を供給しない構造となっている。卯ち太１−光コレクタ
１１０ではレンズ１１２で複数体の光ファイバ１１４の
一端へ太陽光を集光し、これらの光ファイバ１１４を束
ねたバンドル光フアイバケーブル１１６を化合物循環変
換手段であるＮ−Ｑ置換槽１１８へ導き、この変換槽１
１８内のＮ体ｆｔＱ体へ変化させるようになっている。

このＮ−Ｑ置換槽１１８は９体貯留槽１２０と９体配管
１２２及びＮ体配管１２４で連通されており、Ｎ体配管
１２４の中間部にポンプ１２６が設けられている。これ
によってＱ体貯留ｆｉ１２０内のＮ体はポンプ１２６で
Ｎ−Ｑ変換憎１１８へ送られ、Ｎ−Ｑ変換槽１１８内で
発生したＱ体ｅよ貯＠＠１２０へ戻されるようになって
いる。

またこの９体貯留槽１２０はＮ、タンク１２８と連通さ
れて輩素ガスによって９体が３〜４４／ｃｊＧに加圧さ
れている。このように不活性ガスで加圧され九Ｑ体の触
媒反応発生温度は１２０〜１２５℃に同上する。またこ
のＱ体貯槽ｔ′ｉ整流板による層流型貯槽として貯留効
率が向上されていｂｏこのＱ体貯ｖＩ櫂１２０は中間部
にポンプ１３０を有した供帖配曾１３２及び尿り配管１
３４で吸収式冷凍機１２へと連通されている。

第６図に示される妬くこの実施例の吸収式冷凍機は＃配
実厖例の発生器が第２発生器１３６とされ、ここに５１
１１発生６１３８が設けられた二重効用型となっている
。この第１発生器１３８は溶液ポンプ６４からの濃溶液
が配管１３９を介して供給されるようになっており、Ｕ
字型に折抄返されて戻り配ｆ１３４と連通される供給配
管１３２に触媒装置１４０が設けられて高圧触媒熱交換
器となっている。この第１発生８ａ１３Ｂで生ずる冷媒
ガスは配管１４２を介して凝縮器６０へ連通されている
。また＠１発生器１３８の半一溶液が配管１４４によっ
て熱交換器１４６へ導かれ、配管１３９内のａ溶液を加
熱するようになっている。

従ってこの実施例では圧力上昇され九Ｑ体が触ｍ装置１
４０へ至り、偽温度の触媒熱反応を生じるので、゛前記
実施例と比較して更に高効率の冷房な行なうことができ
るようになっている。

またこの実施例では太陽光コレクタ１１０がパンドル元
ファイバケーブル１１６を介してＮ　−Ｑ変換４１１８
へ接続さ几る構造であるため、太陽光コレクタ１１０を
産物屋上へ取り付け、光エネルギ貯衰化合勿の循環路／
ｉ謹吻の地下等へ収容することかでさ、光エネルギ貯蔵
化合物が可燃性である場合にも安全な配置とすることが
できる。

第７図は＄２実施例の装置を用いて暖房を行なう場合の
配管である。この場合には吸収式冷凍機の冷却水配管７
４へ」水を供給し、吸収器５８、凝縮器６０でさらに加
熱された高温水を暖房に用いるようになっている。

なおこの実施例の駆動方式は、９体貯留槽１２０内のＮ
体が全てＱ体に変換された後にこのＱ体を冷凍機１２へ
送るバツヂ処理とすることができるが、Ｑ本貯留漕内を
隔壁でＱ体貯留部とＮ体貯留部に分け、Ｑ体貯留部を配
管１２２，１３２と、Ｎ体貯留部を配管１２４，１３４
と連通してもよい。この場合の隔壁は貯留するＮ体、Ｑ
体の量に応じて移動する構成とすることができる。さら
にこの９央！４例のＱ本貯留哨１２０（グ複数個設けて
それぞれ太陽光コレクタ１１０と連結可能とすると共に
一個の貯留槽から冷凍機１２へＱ体を送りＮ体を他の貯
留槽へ戻すようにしてもよい。

次に第８図には本発明の第３実飛例が示されている。こ
の実施例でｒｉ第１実施列の分岐配管９８が直接に（吸
収式冷凍ｄ１２の発生器４４へと導かれて、太陽光で加
熱された温水及び光エネルギ貯蔵化合物の触媒熱反応の
双方で直接に発生器４４を加熱するようになっている。

従って発生器４４の発生熱量、発生温度を広範囲に設定
することができる。

上記実施例では光エネルギ貯蔵化合物としてノルボルナ
ジェンを使用し友が、本発明は可逆的光異性化反応によ
って光エネルギの吸収と熱エネルギの放出を反覆し侍る
流動性の光エネルギ貯蔵化合物でめれば全て適用可能で
あり、アゼピン等の他の化合物も使用できる。このアゼ
ピンは短波長光を受けて高歪化合物であるジクロブテノ
ジヒドロビロールに変化し、触媒の存在下で再び高歪９
馳化合物であるアセビンに復帰すると共に熱発生を伴う
ようになっている。ｔｉその他本＠明では元エネルギ貯
蔵化合物をスラリ状としても使用でき、流動性を有する
状態であれば全て適用可能である。

また上記実施例では吸放熱材として水を用いたが、この
水は純水に限らず、防錆剤、凍結防止剤等の適宜の添加
物が含まれ丸物でも良い。また吸放熱材は水星外にも太
陽エネルギを熱エネルギとして吸収放出するものであれ
ば全て適用０工能であり、グリコール類、炭化水嵩系、
ハロゲン１ヒ炭化水素系等でも良いう 以上説明した如く本発明に係る太陽エネルギ利用冷房装
置は光エネルギ貯蔵化合物で吸収式冷凍機の発生器を加
熱するので、太陽光の短波長域の光エネルギをも有効に
利用することができると共にエネルギの長期間の蓄積が
可能となる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る太陽エネルギ利用冷ＰＭ装置の第
１実施例を示す系統図、＠２図は＠１実施例に用いる太
陽光コレクタな示す一部値断斜視図第３図は本爽厖例に
用いる光エネルギ貯蔵化合物を示す化学反応式、第４図
は吸収式冷凍機を示す系統図、第５図は本発明の第２実
施例を示す系統図、第６図、第７図は第２実施例に用い
る吸収式冷凍機の系統図、第８図は本発明の第３実施例
を不す系統図である。 １０・・・太陽光コレクタ、　　１２・・・吸収式冷凍
機、１４・・・水循噴太陽光コレクタ部、 １６・・・光エネルギ貯賦化合物循櫃太陽光コレクタ部
、　　３６．４０・・・供給配管、　　４４・・・発生
器、５４・・・触媒装置、　　５６・・・蒸発器、　５
８・・・吸収器、　６０・・・凌縮器、　　１１８・・
・Ｎ−Ｑ変換槽、１３６・・・第２発生器、　１３８・
・・第１発生器。 代壇人　升埋士　　中　島　　　淳 第　　６　　１’ス１ ７を 第７図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　高歪可能化合物を太陽光で高歪化合物に変化
   させる光エネルギ貯蔵化合物循環太陽光変換手段と、＠
   射光エネルギ貯蔵化合物循環太陽光変換手段と供給配管
   を介して連通される発生器を備え発生器で気化した冷媒
   を凝縮器を介して蒸発器へ送る吸収式冷凍機と、前記供
   給配管へ設けらち高歪化合物が高歪可能化合物へ変化す
   る触媒熱反応女生じさせる触媒裂８直と、を有する太陽
   エネルギ利用冷房装置。
2. （２）高歪可能化合物を太陽光で高歪化合物に変化させ
   ろ丸エネルギ貯斌化合物傭項太陽光変換手段と、熱エネ
   ルギの吸収と放出を反復し得る流動性の吸放熱材を匁：
   易尤で９日熱する吸放熱材循項太陽丸加熱手没と、前記
   光エネルギ貯蔵化合物遁１太陽光変換＋段と供給配管を
   介して４通さ几る発生講ヤ備え全主惜で気化した冷媒を
   礎縮器をパ「シてＡ＠器へ送る吸収式冷凍機と、前記供
   給配管へ設けられ高歪化合切が高歪可能化合物へ変化す
   る触媒熱反応を生じさせる触ｔｓ装置と、前記供給配管
   へ設けられ吸放熱材循積太陽光加熱手段からの吸放熱材
   で簡歪化合物を加熱する熱交換器と、を噌えたことを待
   機とする太陽エネルギ利則冷房装置。
3. （３）　　鳩歪ｏＴ能化合物を太陽光で高金化合物に変
   化させる光エネルギ貯蔵化合物循環太陽光変換手段と、
   熱エネルギの吸収と放出を反復し得る流動性の吸放熱材
   を太陽光で加熱する吸放熱材循墳太陽光加熱手段と、前
   記光エネルギ貯絨化合物循積太陽を変換平波及び吸放熱
   材循壇太陽光加熱手段とそれぞ斗供給配管を介して連通
   される発生器を備え発生器で蒸発した冷媒な凝ｌｉＩ器
   を介して蒸発器へ送る吸収式冷凍機と、前記元エネルギ
   貯蔵化合物儂虐太陽光′＆換手段からの供給配管へ設け
   られ尚歪化合物が高歪可能化合物へ変化する触媒熱反応
   を生じさせる触媒装置と、な有することを特徴とした太
   陽エネルギ利用冷房装（Ｋ。