JPS6051016B2

JPS6051016B2 - 放熱装置としても使用可能な自然熱吸熱装置

Info

Publication number: JPS6051016B2
Application number: JP57144781A
Authority: JP
Inventors: 智弘山口
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1982-08-23
Filing date: 1982-08-23
Publication date: 1985-11-12
Also published as: JPS5935750A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、暖冷房及び給湯を行なうことができる空気調
和給湯装置に用いられる、放熱装置としても使用可能な
自然熱吸熱装置に関する。

近年、冷凍回路を利用して槽内の熱媒を加温したり冷却
したりする熱交換装置が着目されている。

そして、従来、この熱交換装置を用いて、暖冷房及び給
湯を行なうことができるようにした第１図のような空気
調和給湯装置が提案されている。以下、第１図を参照し
て、この従来の空気調和給湯装置を説明する。冷凍回路
１９を構成する圧縮機１０の駆動源として、内燃機関１
１が用いられている。

内燃機関１１は、第１の槽（高温槽）内の熱媒中に配置
される。冷凍回路１９を構成する凝縮器９は、第２の槽
（中温槽）７内の熱媒中に配置される。冷凍回路１９の
蒸発器１４は、第３の槽（低温槽）１６内の熱媒中に配
置される。冷凍回路１９は、膨張弁１８をも備え、冷媒
の圧縮、凝縮、膨張及ひ蒸発を繰り返し行なう。第２の
槽７内の熱媒中には更に、入口をシスターン１７からの
水道水に接続された第１の熱交換器（給湯用熱交換器）
８が配置される。

また、第１の槽１２内の熱媒中には更に、第１の熱交換
器８の出口に入口を接続され、出口を給湯管２０に接続
された第２の熱交換器（給湯用熱交換器）１３が配置さ
れる。第３の槽１６内の熱媒中には更に、相変化を利用
した蓄熱材１５か配置される。Ｊまた、第１図中、１
は冬は吸熱器として作用させ、夏は放熱器として作用さ
せる吸放熱器、２はΞ方弁、３及び４はポンプ、５は第
１の槽１２又は第２の槽７内の熱媒が通されることによ
つて暖房を行なう暖房器、６は第３の槽１６内の熱媒が
ｉ通されることによつて冷房を行なう冷房器である。内
燃機関１１の運転によつて、第１の槽１２内は例えは８
５℃に、第２の槽７内は例えば４５℃に、第３の槽１６
内は例えば０〜１０℃に保たれる。

この空気調和給湯装置は、給湯管２０を利用して給湯を
行なうことができ、第１の槽１２又は第２の槽７内の熱
媒を利用して暖房を行なうことがてき、第３の槽１６内
の熱媒を利用して冷房を行なうことができる。冬等にお
ける暖房運転は次のように行なわれる。

第３の槽（抵温槽）１６内の熱媒をポンプ４及び三方弁
２によつて、吸熱器１中を通るように循環させる。これ
によつて、外気の熱が低温槽１６内の相変化を利用した
蓄熱材１５に供給される。もちろん、蓄熱材１５の相変
化の臨界温度は外気の温度より低く設定されている。通
常暖房時は、第２の槽（中温槽）７内の熱媒を三方弁２
及びポンプ３によつて、暖房器５中を通るように循環さ
せる。

又、急速暖房を行なう場合は、第１の槽（高温槽）１２
内の熱媒を三方弁２及びポンプ３によつて、暖房器５中
を通るように循環させる。夏等における冷房運転は次の
ように行なわれる。

低温槽１６内の熱媒を三方弁２及びポンプ４によつて、
冷房器６中を通るように循環させる。冷房器６からの加
温された熱媒は、低温槽１６内の蒸発器１４によつて冷
却され、再び冷房器６に導かれる。この際、冷房負荷に
対応するように蒸発器１４の能力を決めておけは、低温
槽１６内の蓄熱材１５は相変化することはない。この冷
房運転時には、中温槽７内の熱媒は凝縮器９により必要
以上に加熱され、凝縮温度が上昇し、冷凍回路１９の運
転効率が悪くなる。

このため、中温槽７内の熱媒を三方弁２及びポンプ３に
よつて、放熱器１中を通るように循環させて、放熱器１
より放熱させる。冬等における給湯時は、暖房運転時と
運転状態は同じである。

シスターン１７よりの水道水は、中温槽７内の中温用熱
交換器８と高温槽１２内の高温用熱交換器１３を通るこ
とによつて加温されて給湯管２０に導かれる。夏等にお
ける給湯時には、低温槽１６内の熱媒を、ポンプ４及び
三方弁２によつて、吸放熱器１中を通るように循環させ
て加温しながら、冷凍回路１９を運転する。

他は、冬等の給湯時の運転と同じである。なお、吸熱器
１は、冬等に低温槽１６内の蓄熱材１５に充分蓄熱され
るようにコントロールされている。

このような空気調和給湯装置において、吸放熱器１は、
上述の如く冷房時等には、放熱器として作用させ、暖房
時等には吸熱器として作用させなければならない。

本発明の目的は、上述したような空気調和給湯装置にお
ける吸放熱器として用いることができ、冷房時等には放
熱器として作用させることがで易き、暖房時等には吸熱
器として作用させることができる吸放熱装置を提供する
ことにある。

本発明の別の目的は、太陽熱等の自然熱を効率良く吸熱
できる自然熱吸熱装置であつて、切換弁の切換によつて
放熱装置としても使用可能とした自然熱吸熱装置を提供
することにある。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第２図Ａ及びＢ及び第３図を参照すると、本発明の一実
施例に係る、放熱装置としても使用可能な自然熱吸熱装
置が示されている。

本実施例においては、屋根２９上に、熱吸収率の高い上
板２８を有する送風路３０が設けられ、該送風路３０の
吹出口には吸出風路２６が連結されている。この吹出風
路２６の吹出口には、内部を伝熱媒体が通る熱交換器２
７が設けられている。また、吹出風路２６中には、熱交
換器２７に向う空気の流れを形成可能な送風機２５が配
置される。そして、送風路３０と吹出風路２６との間に
は、送風路３０及ひ吹出風路２６間の接続を開閉するこ
とか可能な第１の切換弁２１及び２３が設けられている
。また、吹出風路２６には、吹出風路２６の外気に対す
る接続を開閉することが可能な第２の切換弁２２及び２
４が設けられている。本実施例ては、特に、屋根３３上
にも、上板３１を有する送風路３２が形成されており、
第２の切換弁２２及び２４を開状態にすれば、送風路３
２を介して吹出風路２６が外気に対して接続されるよう
になされている。

屋根の南面側には、熱吸収率の高い材料からなる（ある
いは熱吸収率の高い材料を表面に処理した）上板２８を
設けて、太陽熱１００を効率良く吸収できるようにする
。

一方、屋根の北面側に設けられる上板３１には、上述の
如き熱吸収性をもたせない。また、上板３１は設けなく
てもよい。暖房時等の場合は、切換弁のうち、南面側の
第１の切換弁２１及ひ２３を開き、北面側の第２の切換
弁２２及び２４を閉じて、送風機２５を運転する。する
と、太陽熱により加熱された空気が送風路３０を通つて
、吹出風路２６に吸い込まれ、熱交換器２７に向つて送
られる。この時、熱交換器２７内には、第１図の第３の
槽（低温槽）１６を通つて循環している低温の熱媒が流
れており、熱は熱媒に吸熱される。しかも、太陽熱によ
り加熱された空気から熱を得ているので、吸熱量は多く
、第３の槽１６内における集熱量も多くなる。一方、冷
房時等の場合は、切換弁のうち、北面側の第２の切換弁
２２及び２４を開き、南面側の第１の切換弁２１及び２
３を閉じて、送風機２５を運転する。すると、加熱され
てない空気が送風路３２を通つて、吹出風路２６に吸い
込まれ、熱交換器２７に向つて送られる。この時、熱交
換器２７内には、第１図の第２の槽（中温槽）７内の高
温の熱媒が通つており、熱交換器２７において放熱され
る。この際、冷却用の空気は、南面側の送風路３０とは
、切換弁２１及び２３によつて断たれているので、放熱
能力の低下は起こらない。以上説明したように、本発明
によれば、冷房時等には放熱装置として作用させること
がてき、暖房時等には吸熱装置として作用させることが
てきる吸放熱装置が得られる。更に、本発明によれば、
太陽熱等の自然熱を効率良く吸熱できる自然熱吸熱装置
であつて、切換弁の切換によつて放熱装置としても使用
可能とした自然熱吸熱装置が得られる。特に、本発明は
、冬季等の外気温度の低い場合に効果的である。なお、
本発明は、上述した実施例に限定されす、該実施例に設
計変更を施したものをも含むことはもとろんである。

例えば、第２図における熱交換器２７は、第２図Ｂに示
したプレート型熱交換器に限定されず、フインチユーブ
型、バイブオンシート型等、どのような形式のものでも
かまわない。また、第２図では、送風機２５によつて上
方に吹出す構造となつているが、横方向に吹出すように
する等種々の変形が可能である。また、上記実施例では
、本発明を第１図の如き空気調和給湯装置の吸放熱器と
して利用する場合を示したが、本発明はその他の熱交換
装置の吸放熱器としても利用できることはもちろんてあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和給湯装置を示した系統図である
。第２図及び第３図は、第１図の空気調和給湯装置の吸放
熱器１として使用可能は本発明の一実施例を示した図て
、第２図Ａは断面図、第２図Ｂは第２図Ａ（７）Ｂ−Ｂ
断面図、第３図は熱交換器２７を外した状態にて示した
斜視図である。１・・・・・・吸放熱器、２・・・・・
・三方弁、３及び４・・・・ポンプ、５・・・・・・暖
房器、６・・・・・・冷房器、７・・・・・・第２の槽
（中温槽）、８・・・・・・第１の熱交換器、９・・・
・・凝縮器、１０・・・・・・圧縮機、１１・・・・・
・内燃機関、１２・・・・・・第１の槽（高温槽）、１
３・・・・・・第２の熱交換器、１４・・・・・・蒸発
器、１５・・・・・・蓄熱材、１６・・・・第３の槽（
低温槽）、１７・・・・・・シスターン、１８・・・・
・・膨張弁、１９・・・・・・冷凍回路、２０・・・・
・・給湯管、２１及び２３・・・・・・第１の切換弁、
２２及び２４・・・・・・第２の切換弁、２５・・・・
・送風機、２６・・・・・吹出風路、２７・・・・・・
熱交換器、２８・・・・・・熱吸収ノ率の高い上板、２
９・・・・・屋根、３０・・・・・・送風路、３１・・
・・・・上板、３２・・・・・・送風路、３３・・・・
・屋根、１００・・・・・・太陽熱。

Claims

【特許請求の範囲】

１屋根上に、熱吸収率の高い上板を有する送風路を設
け、該送風路の吹出口に連結された吹出風路の吹出口に
、内部を伝熱媒体が通る熱交換器を設け、前記吹出風路
中に、前記熱交換器に向う空気の流れを形成可能な送風
機を配置し、前記送風路と前記吹出風路との間には、該
送風路及び該吹出風路間の接続を開閉することが可能な
第１の切換弁を設け、前記吹出風路には、該吹出風路の
外気に対する接続を開閉することが可能な第２の切換弁
を設け、前記第１の切換弁を開き前記第２の切換弁を閉
じて前記送風機を運転することにより、太陽熱により前
記上板を介して加熱された前記送風路内の空気の熱を、
前記熱交換器内の前記伝熱媒体に吸熱させ、前記第１の
切換弁を閉じ前記第２の切換弁を開いて前記送風機を運
転することにより、外気により前記熱交換器内の前記伝
熱媒体からの放熱を促進させることを特徴とする放熱装
置としても使用可能な自然熱吸熱装置。