JP2005257140A - Solar heat pump system and operation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ手段を用いた太陽光熱利用のソーラーヒートポンプシステムおよびその運転方法に関する。 The present invention relates to a solar heat pump system using solar heat using a heat pump means and an operation method thereof.
従来から、太陽熱を集熱して給湯等に利用するソーラーシステムが実用化されている。また、近年同様の構成を応用し、太陽電池パネルと太陽熱集熱器を複合化したハイブリッドコレクターも実用化されている。 Conventionally, solar systems that collect solar heat and use it for hot water supply have been put into practical use. In recent years, a hybrid collector in which a solar cell panel and a solar heat collector are combined has been put into practical use by applying the same configuration.
この種の太陽光熱を利用するソーラーシステムやハイブリッドコレクターでは、太陽光熱集熱器で集めた熱を、温水または不凍液等の作動流体を用いて熱搬送する顕熱熱搬送形態を採っており、この搬送された熱を一旦蓄熱槽に蓄熱し、給湯等の熱源として利用する構造が提示され、一部実用化されている(例えば、特許文献1参照)。この構成では、太陽電池パネルを冷却する効果もあり、日射による温度上昇で太陽電池パネルの発電効率が低下することをある程度抑制する効果もある。 Solar systems and hybrid collectors that use this type of solar heat take the form of sensible heat transfer, in which the heat collected by the solar heat collector is transferred using a working fluid such as hot water or antifreeze. A structure in which the transported heat is once stored in a heat storage tank and used as a heat source for hot water supply or the like has been proposed and partially put into practical use (for example, see Patent Document 1). This configuration also has an effect of cooling the solar cell panel, and also has an effect of suppressing to some extent a decrease in power generation efficiency of the solar cell panel due to a temperature rise due to solar radiation.
また、太陽熱を上記と同様に水により輸送して蓄熱槽に貯蔵し、それを熱源として利用したヒートポンプで給湯や暖房を行う構成も示されている(例えば、特許文献2参照)。 Moreover, the structure which transports solar heat with water similarly to the above, stores it in a heat storage tank, and performs hot water supply and heating with the heat pump using it as a heat source is also shown (for example, refer patent document 2).
また、従来より水や不凍液などの顕熱を用いずに、例えば水蒸気などの気化潜熱を利用した熱搬送方式も、特に冷凍等を主目的として開発されている(例えば、非特許文献1参照)。この太陽熱利用吸着冷凍装置は、例えば図13に示す基本構成をとっており、昼間時には、太陽光照射される集熱部70に接して設けられた吸着材71に吸着した水を日射時の熱によって脱離させ、経路で放熱をさせながら水を凝縮して凝縮器72で貯蔵する。一方、吸着材71を乾燥状態とし、夜間には吸着材71が冷却されるため、凝縮された水が蒸発して吸着材71側に移行すると同時に、凝縮器72の凝縮水が気化潜熱によって冷却される。そして、この冷却熱を昼間などに利用する。
しかしながら、特許文献1に記載のソーラーシステムでは、水を熱媒体として用いるために、一般住宅の屋根に設置される集熱パネルと貯湯タンク間の配管による圧力損失で、搬送動力を要するという問題点があった。 However, in the solar system described in Patent Document 1, in order to use water as a heat medium, there is a problem in that a conveyance power is required due to a pressure loss caused by piping between a heat collection panel installed on a roof of a general house and a hot water storage tank. was there.
また、この構成で太陽電池パネルの冷却の目的に用いた場合は、水または不凍液等の作動流体を用いて熱搬送する顕熱熱搬送形態を取っているため、太陽電池パネルから熱を回収するとともに、作動流体の温度上昇が生じることになる。そのため、太陽電池パネルには、作動流体の流路に沿って上流側から下流側にかけて温度分布が生じるようになる。温度が異なる太陽電池パネルを並列に接続すると、最大電力が大きく内部インピーダンスが小さいパネルに近い発電電圧となり、最大電力が小さいパネルからは最大電力よりも小さい電力しか取り出せず、システム全体の発電効率は低下してしまうという問題があった。 In addition, when the solar cell panel is used for the purpose of cooling in this configuration, heat is recovered from the solar cell panel because it takes a sensible heat transfer mode in which heat is transferred using a working fluid such as water or antifreeze. At the same time, the temperature of the working fluid rises. Therefore, the solar cell panel has a temperature distribution from the upstream side to the downstream side along the flow path of the working fluid. If solar panels with different temperatures are connected in parallel, the generated voltage will be close to that of a panel with a large maximum power and a small internal impedance, and only a power smaller than the maximum power can be extracted from a panel with a small maximum power. There was a problem of being lowered.
また、図13に示す構成を用いた場合には、蒸気の移動に伴う熱の移動が集熱部70と凝縮器72の間で行われることになるため、搬送動力を減らす効果はあるが、集熱部70で集めた熱は給湯等に供するには温度が十分ではない。また、気候による変動を補うために、別途貯湯タンクに対して電気ヒータなどの補助熱源で加熱する必要がある。これらのいずれの場合も、かかるエネルギーを削減することが望まれていた。
In addition, when the configuration shown in FIG. 13 is used, the movement of the heat accompanying the movement of the steam is performed between the
また、図13に示す構成を用いる場合は、気候条件の変動などの中で安定した熱収集動作を行えるように、凝縮器72と集熱部70の圧力差を十分に制御する必要があった。
When the configuration shown in FIG. 13 is used, it is necessary to sufficiently control the pressure difference between the
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、低搬送動力で効率よく太陽集熱を行い、集熱された太陽熱を必要分のみ利用することができる、ソーラーヒートポンプシステムおよびその運転方法を提供することを目的とする。また、本発明は、太陽電池パネルの均一な冷却も行える、ソーラーヒートポンプシステムおよびその運転方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a solar heat pump system and a method for operating the solar heat pump system that can efficiently collect solar heat with low transport power and use only the necessary amount of collected solar heat. The purpose is to do. Another object of the present invention is to provide a solar heat pump system and a method for operating the solar heat pump system that can uniformly cool the solar battery panel.
上述した課題を解決するために、第1の本発明は、
太陽熱を集熱する集熱器、前記集熱器に熱的に接続され揮発性媒体を吸着し前記揮発性媒体の蒸気を内部に流通させる吸放熱器、前記蒸気を凝縮して貯蔵する貯蔵部、前記吸放熱器と前記貯蔵部を接続する揮発性媒体流路、を有する吸放熱サイクル装置と、
圧縮機、放熱器、膨張弁、前記貯蔵部と熱的に接続されている蒸発器、を有するヒートポンプサイクル装置とを備えた、ソーラーヒートポンプシステムである。
In order to solve the above-described problem, the first aspect of the present invention provides:
A heat collector that collects solar heat, a heat absorber that is thermally connected to the heat collector and adsorbs a volatile medium and distributes the vapor of the volatile medium therein, and a storage unit that condenses and stores the vapor , A heat-absorbing / dissipating cycle device having a volatile medium flow path connecting the heat-absorbing / dissipating radiator and the storage unit;
A solar heat pump system comprising a compressor, a heat radiator, an expansion valve, and a heat pump cycle device having an evaporator thermally connected to the storage unit.
第2の本発明は、
前記集熱器は、板状であり、
前記吸放熱器は、前記集熱器の裏面の熱が、吸着した前記揮発性媒体に伝わるように配置されており、
前記吸放熱サイクル装置は、さらに、前記集熱器の表面に熱的に接続されている太陽電池パネルを有する、第1の本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The second aspect of the present invention
The heat collector is plate-shaped,
The heat absorber is arranged so that heat on the back surface of the heat collector is transferred to the adsorbed volatile medium,
The said heat absorption / radiation cycle apparatus is a solar heat pump system of 1st this invention which has further the solar cell panel thermally connected to the surface of the said heat collector.
第3の本発明は、
前記貯蔵部に貯蔵された前記揮発性熱媒体は、前記吸放熱器の内部と前記貯蔵部の内部の圧力差によって、気化して前記吸放熱器に移動し、前記吸放熱器において吸着または凝縮される、第1または第2の本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The third aspect of the present invention provides
The volatile heat medium stored in the storage unit is vaporized by the pressure difference between the heat absorber and the storage unit and moves to the heat absorber, and is absorbed or condensed in the heat absorber. The solar heat pump system according to the first or second aspect of the present invention.
第4の本発明は、
前記貯蔵部は、日射時には前記吸放熱器よりも低温になり、非日射時には前記吸放熱器よりも高温になる位置に配置されている、第1乃至第3のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The fourth invention relates to
The solar heat pump according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the storage unit is disposed at a position where the temperature is lower than that of the heat sink / heat radiator during solar radiation and higher than that of the heat sink / heat radiator during non-sunlight. System.
第5の本発明は、
さらに、前記吸放熱器の温度または外気の温度を測定する第1の温度測定手段と、
前記貯蔵部内部の温度を測定する第2の温度測定手段と、
前記揮発性媒体流路に設けられ、前記揮発性媒体流路の前記蒸気の流通を制御する制御バルブとを備え、
前記制御バルブは、前記吸放熱器または前記外気の温度と前記貯蔵部内部の温度の差に基づいて開閉し、前記蒸気の流通を制御する、第1乃至第4のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The fifth aspect of the present invention relates to
A first temperature measuring means for measuring the temperature of the heat sink / radiator or the temperature of the outside air;
Second temperature measuring means for measuring the temperature inside the storage unit;
A control valve provided in the volatile medium flow path for controlling the flow of the vapor in the volatile medium flow path;
The solar control valve according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the control valve opens and closes based on a difference between the temperature of the heat absorber or the outside air and the temperature inside the storage unit, and controls the flow of the steam. It is a heat pump system.
第6の本発明は、
前記制御バルブは、前記吸放熱器または前記外気の温度が前記貯蔵部内部の温度よりも高く、かつこれらの温度差が所定値よりも大きくなった場合に開き、前記揮発性媒体流路内の前記蒸気を流通させる、第5の本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The sixth invention relates to
The control valve opens when the temperature of the heat absorber / external air or the outside air is higher than the temperature inside the storage unit and the temperature difference is larger than a predetermined value, and the control valve opens in the volatile medium flow path. It is the solar heat pump system of 5th this invention which distribute | circulates the said vapor | steam.
第7の本発明は、
さらに、前記吸放熱器の内部と前記貯蔵部の内部の圧力差を調整する圧力制御手段を備えている、第1乃至第4のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The seventh invention relates to
Furthermore, it is the solar heat pump system according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, further comprising pressure control means for adjusting a pressure difference between the inside of the heat sink / radiator and the inside of the storage unit.
第8の本発明は、
前記圧力制御手段は、前記ヒートポンプサイクルの運転動力量を制御することにより、前記吸放熱器の内部と前記貯蔵部の内部の圧力差を調整する、第7の本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The eighth invention relates to
The pressure control means is a solar heat pump system according to a seventh aspect of the present invention, which adjusts a pressure difference between the inside of the heat sink / radiator and the inside of the storage unit by controlling an operation power amount of the heat pump cycle.
第9の本発明は、
さらに、前記吸放熱器の温度または外気の温度を測定する第1の温度測定手段と、
前記貯蔵部内部の温度を測定する第2の温度測定手段を備え、
前記圧力制御手段は、前記吸放熱器または前記外気の温度と前記貯蔵部内部の温度の差が所定値よりも小さい場合には、前記揮発性熱媒体の流路の圧力を減じて、前記吸放熱器における前記揮発性熱媒体の蒸発速度を増加させる、第7または第8の本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The ninth invention relates to
A first temperature measuring means for measuring the temperature of the heat sink / radiator or the temperature of the outside air;
Second temperature measuring means for measuring the temperature inside the storage unit,
When the difference between the temperature of the heat sink or the outside air and the temperature inside the storage unit is smaller than a predetermined value, the pressure control means reduces the pressure in the flow path of the volatile heat medium to reduce the suction. It is a solar heat pump system according to the seventh or eighth aspect of the present invention, which increases the evaporation rate of the volatile heat medium in the radiator.
第10の本発明は、
さらに、前記太陽電池パネルの発電量を計測する発電量計測手段を備え、
前記圧力制御手段は、前記太陽電池パネルの発電量に基づいて、前記揮発性熱媒体の流路の圧力を変更し、前記吸放熱器における前記揮発性熱媒体の蒸発速度を調整する、第7乃至第9のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The tenth aspect of the present invention is
Furthermore, it comprises a power generation amount measuring means for measuring the power generation amount of the solar cell panel,
The pressure control means changes the pressure of the flow path of the volatile heat medium based on the power generation amount of the solar cell panel, and adjusts the evaporation rate of the volatile heat medium in the heat sink. The solar heat pump system according to any one of the ninth to ninth aspects of the present invention.
第11の本発明は、
さらに、前記外気の湿度を検出する手段を備え、
前記圧力制御手段は、前記吸放熱器の温度、前記外気の温度、前記貯蔵部内部の温度のいずれかの温度と、前記外気の湿度に基づいて、前記揮発性熱媒体の流路の圧力を調整する、第9または第10の本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The eleventh aspect of the present invention is
Furthermore, a means for detecting the humidity of the outside air is provided,
The pressure control means adjusts the pressure of the flow path of the volatile heat medium based on any one of the temperature of the heat sink / radiator, the temperature of the outside air, the temperature inside the storage unit, and the humidity of the outside air. The solar heat pump system of the ninth or tenth aspect of the present invention to be adjusted.
第12の本発明は、
前記ヒートポンプサイクル装置を逆転運転させて前記蒸発器から放熱させることにより、前記貯蔵部を加熱し、前記吸放熱器の内部よりも前記貯蔵部の内部の圧力を高める、第1乃至第11のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The twelfth aspect of the present invention is
The heat pump cycle device is operated in reverse to dissipate heat from the evaporator, thereby heating the storage unit and increasing the pressure inside the storage unit higher than the inside of the heat sink / radiator. This is the solar heat pump system of the present invention.
第13の本発明は、
前記貯蔵部は、前記放熱器と熱的に接続されており、前記放熱器の放熱する熱により加熱される、第1乃至第12のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The thirteenth aspect of the present invention is
The storage unit is the solar heat pump system according to any one of the first to twelfth aspects of the present invention, which is thermally connected to the radiator and is heated by heat radiated from the radiator.
第14の本発明は、
さらに、前記放熱器および前記貯蔵部のいずれにも熱的に接続され、前記放熱器から放熱される熱を貯蔵し、その熱により前記貯蔵部を加熱する、蓄熱部を備えた、第1乃至第12のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The fourteenth aspect of the present invention is
Further, the first to thirteenth thermal storage units are provided that are thermally connected to both the radiator and the storage unit, store heat radiated from the radiator, and heat the storage unit by the heat. A solar heat pump system according to any one of the twelfth aspects of the present invention.
第15の本発明は、
前記ヒートポンプサイクル装置は、さらに室内機を有し、
前記ヒートポンプサイクル装置において、冷房運転時の前記室内機の排熱は、前記貯蔵部の加熱に利用される、第1乃至第14のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムである。
The fifteenth aspect of the present invention is
The heat pump cycle device further includes an indoor unit,
In the heat pump cycle device, the exhaust heat of the indoor unit during cooling operation is the solar heat pump system according to any one of the first to fourteenth aspects of the present invention, which is used for heating the storage unit.
第16の本発明は、
第5の本発明のソーラーヒートポンプシステムの運転方法において、
日射時に、前記集熱器の温度が所定の温度以上になった際には、前記吸放熱器に吸着している前記揮発性熱媒体を気化させて、前記揮発性媒体流路を通じて前記貯蔵部に移動させるように、前記制御バルブを開くステップと、
実質的な非日射時に、前記吸放熱器内部の温度が前記貯蔵部内部の温度よりも所定の温度差以上に低くなった際には、前記貯蔵部に凝縮させて貯蔵している前記揮発性熱媒体を気化させて、前記揮発性媒体流路を通じて前記吸放熱器に移動させるように、前記制御バルブを開くステップとを備えた、ソーラーヒートポンプシステムの運転方法である。
The sixteenth aspect of the present invention
In the operation method of the solar heat pump system of the fifth aspect of the present invention,
When the temperature of the heat collector becomes equal to or higher than a predetermined temperature during solar radiation, the storage unit is vaporized through the volatile medium flow path by vaporizing the volatile heat medium adsorbed on the heat absorber. Opening the control valve to move to
When the temperature inside the heat sink / radiator becomes lower than the temperature inside the storage unit by a predetermined temperature difference or more during substantially non-sunlight, the volatile property is stored in the storage unit after being condensed. And a step of opening the control valve so that the heat medium is vaporized and moved to the heat sink / radiator through the volatile medium flow path.
第17の本発明は、
第9の本発明のソーラーヒートポンプシステムの運転方法において、
前記吸放熱器または前記外気の温度と前記貯蔵部内部の温度の差が所定値よりも小さい場合には、前記吸放熱器における前記揮発性熱媒体の蒸発速度を増加させるように、前記揮発性熱媒体の流路の圧力を減じるステップを備えた、ソーラーヒートポンプシステムの運転方法である。
The seventeenth aspect of the present invention provides
In the operation method of the solar heat pump system of the ninth aspect of the present invention,
When the difference between the temperature of the heat absorber or the outside air and the temperature inside the storage unit is smaller than a predetermined value, the volatile property is increased so as to increase the evaporation rate of the volatile heat medium in the heat absorber. It is the operating method of a solar heat pump system provided with the step which reduces the pressure of the flow path of a heat carrier.
第18の本発明は、
第7乃至第11のいずれかの本発明のソーラーヒートポンプシステムの、前記圧力制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
The eighteenth aspect of the present invention is
A program for causing a computer to function as the pressure control means of the solar heat pump system according to any of the seventh to eleventh aspects of the present invention.
第19の本発明は、
第18の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータで利用可能な記録媒体である。
The nineteenth aspect of the present invention provides
A recording medium carrying the program of the eighteenth aspect of the present invention, which can be used by a computer.
本発明により、低搬送動力で効率よく太陽集熱を行い、集熱された太陽熱を必要分のみ利用することができる、ソーラーヒートポンプシステムおよびその運転方法を提供できる。また、本発明は、太陽電池パネルの均一な冷却も行える、ソーラーヒートポンプシステムおよびその運転方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar heat pump system and an operation method thereof capable of efficiently collecting solar heat with low conveyance power and using only the necessary amount of collected solar heat. Moreover, this invention can provide the solar heat pump system which can also cool a solar cell panel uniformly, and its operating method.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
はじめに、図1〜図4を主として参照しながら、本発明の実施の形態1におけるソーラーヒートポンプシステムの構成について説明する。ただし、従来から広く採用されている公知の手段については、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 1)
First, the configuration of the solar heat pump system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIGS. However, detailed descriptions of known means that have been widely employed are omitted.
図1は、本実施の形態1におけるソーラーヒートポンプシステムの構成図を示している。 FIG. 1 shows a configuration diagram of a solar heat pump system according to the first embodiment.
図1において、集熱パネル1の裏側に、気化部19と揮発性熱媒体(ここでは水を使用)の蒸気流路21(図2参照)を配設した吸放熱器2が備えられている。そして、揮発性熱媒体の貯蔵部5が、配管3により吸放熱器2と接続されている。配管3には、バルブ4が設けられており、これらにより吸放熱サイクル装置が形成されている。また、温度センサ25が、集熱パネル1の周囲の日射面側に設けられている。また、気化部19には温度センサ27が、貯蔵部5の内部には温度センサ28が、それぞれ設けられている。また、図1のSは、太陽の日射を表している。
In FIG. 1, on the back side of the heat collecting panel 1, there is provided a heat sink /
なお、集熱パネル1、配管3、バルブ4が、それぞれ本発明の、集熱器、揮発性媒体流路、制御バルブの一例である。また、温度センサ27、温度センサ28が、それぞれ本発明の、第1の温度測定手段、第2の温度測定手段の一例である。
The heat collection panel 1, the
また、蒸発器6、圧縮機7、放熱部8、膨張弁9が、冷媒流路10で接続されてヒートポンプサイクル装置を形成している。ここで、蒸発器6は貯蔵部5内部と熱交換するように配置されている。そして、制御装置30が、圧縮機7の動力を変化させて、このヒートポンプサイクルにおける冷媒の循環流量を調整する。なお、放熱部8、制御装置30が、それぞれ本発明の、放熱器、圧力制御手段の一例である。
Moreover, the
また、放熱部8から放熱される熱を蓄熱するための蓄熱部11が備えられている。図1に示すように、この蓄熱部11を貯湯タンクとする場合は、水供給口13から温水形成流路12を通して放熱部8と熱交換を行い、蓄熱部11で温水を貯蔵する。蓄熱部11で貯蔵された温水は、温水供給口14から排出されて、給湯や暖房に利用される。そして、蓄熱部11内部の異なる所定位置に、2つの温度センサ42、43が設けられている。
Moreover, the
そして、熱交換器47が、貯蔵部5内を加熱するように、貯蔵部5と熱的に接続されて設けられている。蓄熱部11の水供給側の配管には三方バルブ49が、温水排出側には三方バルブ48が、それぞれ設けられている。そして、これらの三方バルブ48、49から、バイパス46によって熱交換器47に接続されており、蓄熱部11の温水が熱交換器47に供給されるようになっている。
And the
ここで、図1のヒートポンプサイクル部分に示す実線矢印は、冷媒の流れを表している。また、圧縮機7の運転には商用電力を電源として用いている。また、ここでは冷媒に二酸化炭素を用いている。
Here, the solid line arrow shown in the heat pump cycle portion of FIG. 1 represents the flow of the refrigerant. The
図2は、集熱パネル1と一体化された吸放熱器2の構成を示している。
FIG. 2 shows the configuration of the heat absorber /
集熱パネル1の裏側に、集熱パネル1と略平行に伝熱板18が密着して設けられ、伝熱板18に吸着剤33(図4参照、ここでは特殊活性炭を使用)が固定されてなる気化部19が設けられている。ここで用いる伝熱板18は、集熱パネル1と同一であっても構わない。また、吸着剤33は、粉末の一次成型物を伝熱板18に密着して設けられているが、金属メッシュなどで補強しても構わない。そして、気化部19との間に空間が設けられるように断熱板20が設けられており、その空間が蒸気流路21を形成している。
A
図3は、図2に示す吸放熱器2の流路方向の、a−a’断面図を示しており、図4は、図3のb−b’断面図を示している。
3 shows an a-a ′ cross-sectional view of the heat sink /
図3および図4に示すように、吸放熱器2の側面は、外枠17で囲まれている。そして、図2に示すように、上端部と下端部はシール部39によって密閉されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the side surface of the heat sink /
伝熱板18には、図3に示すようにフィン22が形成されており、フィン22は、略平行に設けられて蒸気流路方向を決定しており、吸放熱器2が設置される屋根などの傾斜に対して、平行になるようにしている。蒸気流路21は、複数のフィン22で簡易分割されており、絞り部23に形成されている絞り部出口26の部分で配管3と接続されている。なお、ここでフィン22は下方の断熱板20まで到達していてもよく、また本実施の形態1ではプレート状フィンを用いているが、矩形状、山形でもよく、この形状に限定されない。
As shown in FIG. 3,
また、図2に示すように、吸放熱器2の傾斜方向の下部には凝縮状態の揮発性媒体の液溜め24が設けられるよう下端が密閉されており、液溜め24には吸着剤33が浸漬されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, the lower end of the
次に、本実施の形態1におけるソーラーヒートポンプシステムの動作について説明する。 Next, the operation of the solar heat pump system in the first embodiment will be described.
(1)日射時の運転
本実施の形態1におけるソーラーヒートポンプシステムの日射時の運転を、図1〜図4に基づいて説明する。
(1) Operation at the time of solar radiation An operation at the time of solar radiation of the solar heat pump system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
制御装置30は、集熱パネル1周囲の温度が設定値(ここでは20〜30℃)以上になったことを温度センサ25が検知すると、バルブ4を開放し、吸放熱器2と貯蔵部5が実質的に連結される。集熱パネル1の温度上昇に伴い、伝熱板18によって熱が気化部19に伝えられ、気化部19に設けられた吸着剤33に吸着保持されている揮発性熱媒体が蒸発を開始し、蒸発潜熱を集熱パネル1から奪うことで集熱パネル1より集熱することができる。なお、ここで、バルブ4を開放するための判断に用いた集熱パネル1周囲の温度の設定値が、本発明の、吸放熱器または外気の温度と貯蔵部内部の温度との温度差に対する所定値の一例である。
When the
また、蒸気流路21の圧力が一定の場合、ほぼ一定温度で蒸発が生じるため、集熱パネル1の面方向を、各部の温度分布に合わせて同一温度で冷却することが可能となる。気化された揮発性熱媒体は、気化部19と貯蔵部5内の圧力差によってフィン22によって形成された流路方向に沿って上側に移動し、絞り部23から絞り部出口26を経由して配管3を流れて貯蔵部5に到達する。
Further, when the pressure of the
一方、ヒートポンプサイクルは、圧縮機7等を作動し、冷媒流路10内で冷媒を循環させる。循環する冷媒は、膨張弁9で低温低圧状態になるため、蒸発器6で貯蔵部5内部より熱を奪うことになる。したがって、貯蔵部5内部は冷却されて圧力が低下するため、揮発性熱媒体は、吸放熱器2内部との圧力差を利用して吸放熱器2から貯蔵部5に移動し、一部蒸発器6に熱を与えながら凝縮されて貯蔵される。
On the other hand, the heat pump cycle operates the
ここで、日射の状態、気温の状態等によって吸放熱器2と貯蔵部5の間の圧力差が変動するために、揮発性熱媒体の輸送速度が影響を受ける。
Here, since the pressure difference between the heat sink /
そこで、本実施の形態1のソーラーヒートポンプシステムでは、制御装置30が、温度センサ27で吸放熱器2の内部の温度と、温度センサ28で貯蔵部5の内部の温度をそれぞれ検知することによって、本動作時には常に貯蔵部5の内部が吸放熱器2の内部よりも低温となるように、圧縮機7の動力を変化させてヒートポンプサイクルにおける冷媒の循環流量を調整するようになっている。したがって、制御装置30は、吸放熱器2の温度と貯蔵部5の内部の温度との温度差が所定値以下になったと判断した場合に、貯蔵部5の内部の温度を下げるようにヒートポンプサイクルを運転させるように制御する。
Therefore, in the solar heat pump system of the first embodiment, the
このようにして、蒸発器6による貯蔵部5内の冷却速度を調整することにより、吸放熱器2の内部と貯蔵部5の内部の圧力差を調整し、集熱パネル1の集熱作用を安定して行うことを可能としている。また、この時、蒸発器6を流通する冷媒の温度が冷媒固有の超臨界温度(二酸化炭素の場合約31℃)以下になるように制御することにより、高い熱交換特性を確保することができる。
In this way, by adjusting the cooling rate in the
そして、制御装置30は、気化部19の温度センサ27と貯蔵部5の温度センサ28の検知温度が同一になった場合には、平衡になったと判断し、バルブ4を閉じるように制御する。
Then, when the temperature detected by the
なお、上記で吸放熱器2と貯蔵部5の間の圧力差を検知する手段として、本実施の形態1では、気化部19の置かれている温度環境の判断を温度センサ27で行うようにしている。このようにすると、より精度よく圧力差を判断することができるが、温度センサ27を温度センサ25で共用したり、外気温度を測定する手段を別個に用いるようにしても日射の強度が反映されるため、間接的に判断することが可能である。
As a means for detecting the pressure difference between the heat sink /
そして、吸放熱器2と貯蔵部5内部の温度差が小さい場合、あるいは外気温などにより小さくなると推定された場合には、制御装置30は、ヒートポンプサイクルの運転動力量を増加させて蒸発器6による貯蔵部5内の冷却速度を増加させ、貯蔵部5内の温度を低下させる。このようにして、揮発性熱媒体の輸送速度を増加させるように制御することが可能となる。
When the temperature difference between the heat sink /
一方、吸放熱器2と貯蔵部5内部の温度差が大きい場合には、圧力差によって十分揮発性熱媒体は輸送されるため、制御装置30は、ヒートポンプサイクルの運転動力量を減少させることにより、蒸発器6による冷却速度を低下させることができる。
On the other hand, when the temperature difference between the heat sink /
また、このとき、ヒートポンプサイクルの放熱部8では、いわゆるヒートポンプ式給湯機と同様に高温の冷媒(二酸化炭素)を放熱し、温水形成流路12を流通する水を加熱してお湯を形成させる。形成されたお湯は、蓄熱部11で貯蔵され、給湯や暖房に用いることができる。
At this time, the
以上のような構成にすると、集熱パネル1は、温度レベルや温度分布の影響を少なくしながら低減された動力で集熱することができる。それとともに、ヒートポンプサイクルの蒸発器6における熱源温度を、集熱パネル1の集熱分を利用することによって比較的高めに設定できることから、ヒートポンプサイクルの成績効率COPを向上させることができる。
With the above configuration, the heat collecting panel 1 can collect heat with reduced power while reducing the influence of the temperature level and temperature distribution. At the same time, the heat source temperature in the
また、制御装置30は、蓄熱部11内部の2つの温度センサ42、43の温度情報から蓄熱量を算出するようになっている。制御装置30は、その算出した蓄熱量に基づいて蓄熱部11の熱量が需要に対して十分になったことを判断すると、ヒートポンプの動作を終了させるようになっている。なお、この蓄熱量の判断は、この方式によらなくてもよい。
In addition, the
蓄熱部11は、需要に対してある程度の余裕度を見た程度の量、すなわち必要量以上に蓄熱量を増加させる必要はない。本実施の形態1では、ヒートポンプサイクルの制御装置30が、蓄熱部11の温度センサ42、43の温度情報に基づいて熱需要量を演算し、日々のその演算結果から必要蓄熱量を推定するいわゆる学習機能を有しており、それに基づいて貯蔵部5からの汲み上げ熱量を判断するようになっている。
It is not necessary for the
ヒートポンプ停止後は、吸放熱器2から貯蔵部5への揮発性熱媒体の移動が、貯蔵部5内が吸放熱器2と平衡になるまでさらに進行し、貯蔵部5の温度を上昇させ、逆動作、すなわち非日射時における貯蔵部5から吸放熱器2への揮発性熱媒体の移動を、圧力差によってスムーズに行わせることができる。なお、貯蔵部5の温度を高くするために、ヒートポンプの停止は、段階的に冷媒循環量を減少させ、汲み上げ熱量を減少させながら行われるようにしてもよい。
After the heat pump is stopped, the movement of the volatile heat medium from the heat sink /
(2)非日射時の運転
本実施の形態1におけるソーラーヒートポンプシステムの非日射時の運転について、図1〜図4に基づいて説明する。
(2) Operation during non-sunlight The operation during non-sunlight of the solar heat pump system according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
上記で説明したように、日射時において揮発性熱媒体を貯蔵部5に移動させているため、次の日射時の動作のために、実質的な非日射時において貯蔵部5から気化部19に、揮発性熱媒体を移動させる必要がある。
As described above, since the volatile heat medium is moved to the
そこで、非日射時には、制御装置30は、温度センサ27によって検知される気化部19の温度が、放射冷却などにより温度センサ28によって検知される貯蔵部5内の温度よりも十分低くなったのを判断した時点で、再びバルブ4を開くように制御する。すなわち、貯蔵部5と気化部19の温度の違いによって生じる圧力差によって、揮発性熱媒体を気相状態で輸送することができる。
Therefore, during non-sunlight, the
このようにして、凝縮されていた揮発性熱媒体は、貯蔵部5から、配管3を経由して、気化部19に設けられた吸着剤33に移動するようになる。また、吸着剤33に吸着しきれない分の揮発性熱媒体は、液溜め24に輸送される。気化部19における揮発性熱媒体の吸着や液溜め24における凝縮によって、揮発性熱媒体の凝縮潜熱が放出され、外気で冷却されている集熱パネル1を放熱板として利用して放熱する。
In this way, the condensed volatile heat medium moves from the
以上のように動作することにより、ほとんど動力を要することなく、次の日射時の運転のために揮発性熱媒体を気化部19に戻すことができる。
By operating as described above, the volatile heat medium can be returned to the
ここで、例えば気象条件などによって、低外気温時の場合、日射が少なかった場合、著しく熱需要があった場合などは、貯蔵部5内部の温度が揮発性熱媒体を吸放熱器2に輸送するのに十分でない場合も生じる。このような場合には、揮発性熱媒体を輸送するのに十分な、貯蔵部5内部と吸放熱器2との圧力差を確保する必要がある。
Here, for example, when the temperature is low due to weather conditions, when there is little solar radiation, or when there is a significant heat demand, the temperature inside the
そのため、本実施の形態1のソーラーヒートポンプシステムでは、圧力調整手段を設けている。この圧力調整手段には、蓄熱部11を用い、バイパス46を経由して貯蔵部5内を加熱するようにしている。すなわち、蓄熱部11からの温水によって貯蔵部5内部を熱交換器47で加熱することによって、貯蔵部5内部の圧力を増加させる。一方、吸放熱器2は集熱パネル1を通じて放射冷却されているため、その内部圧力が低くなる。このようにして実現される貯蔵部5と吸放熱器2の圧力差を利用して、揮発性熱媒体を輸送するようになっている。この動作は、特に集熱パネル1が冷却されている時間帯に行われることが望ましい。
Therefore, the solar heat pump system according to the first embodiment is provided with a pressure adjusting means. As the pressure adjusting means, the
また、上記の貯蔵部5を加熱する方法として、蓄熱部11の熱を利用するかわりに、四方弁(図示せず)を切り替えることによってヒートポンプサイクルを逆転運転し、蒸発器6を凝縮器として用いて加熱してもよい。または、放熱部8から別途バイパスを形成させ、蓄熱部11を利用する場合と同様に貯蔵部5を加熱する経路を設けても構わない。このような操作を行う場合でも、深夜時間帯であれば、電力会社が設定する安価な深夜料金体系が利用できるため、ユーザに対する経済的な負担を軽減できる。
Further, as a method of heating the
また、温度差を利用する以外の手段による圧力の調整手段としては、単純にもうひとつ圧縮機を設けるなどの方法をとることも可能であるが、上記の温度差を利用する方法で行う方が、圧力差による熱的駆動力が利用できるため経済的である。 Further, as a means for adjusting the pressure by means other than using the temperature difference, it is possible to simply adopt another method such as providing a compressor. However, the method using the above temperature difference is preferable. It is economical because the thermal driving force due to the pressure difference can be used.
なお、本実施の形態1の構成で用いられる揮発性熱媒体には、例えば、水、低級アルコールなどを用いることが可能であり、使用温度範囲内で、蒸発または吸着剤からの脱離が可能なのものであれば使用することができる。使用温度域は、例えば、蒸発は10〜30℃の範囲で行えるものが好ましく、減圧等によって調整することが可能である。また、使用する吸着剤についても、揮発性熱媒体が上記の条件を満たすように選択すればよく、例えば、活性炭、グラファイト、吸着性ポリマー、シリカ、無機塩類などを用いることができる。また、気化部19に用いられる材料としては、上記の吸着剤に限定されず、例えば、メッシュ状、焼結金属などの、ヒートパイプ技術に用いられるいわゆるウィックであってもよい。
The volatile heat medium used in the configuration of the first embodiment can be, for example, water or lower alcohol, and can be evaporated or desorbed from the adsorbent within the operating temperature range. Anything can be used. The operating temperature range is preferably, for example, that evaporation can be performed in the range of 10 to 30 ° C., and can be adjusted by reducing the pressure. Also, the adsorbent to be used may be selected so that the volatile heat medium satisfies the above conditions. For example, activated carbon, graphite, adsorptive polymer, silica, inorganic salts and the like can be used. Moreover, as a material used for the
また、フィン22と吸着剤33との位置関係は、図4に示すような、吸着剤33がフィン22の間に充填される形状以外に、例えば、フィン22に沿って吸着剤33の塗膜を形成して用いるなどしてもよい。
Further, the positional relationship between the
また、本実施の形態1で用いられるヒートポンプサイクルは、図1に示すような構成に限定されるものではなく、貯蔵部5と蒸発器6を機能させ、一方で温熱を発生させる温度域の合致したヒートポンプサイクルであれば、上記と同様の効果が得られるものである。
In addition, the heat pump cycle used in the first embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and the temperature range that causes the
また、本実施の形態1の構成で用いられる伝熱板18は、少なくとも吸着剤33よりも熱良導性の材料であれば効果があり、特にカーボン、Al、Cuなどを用いることが好ましい。
In addition, the
また、本実施の形態1の構成で用いられる各温度センサは、それぞれ非冷却時における、温度センサ25が集熱パネル1の温度を、温度センサ27が吸放熱器2の温度を、温度センサ28が貯蔵部5内の温度を、それぞれ直接または間接的に判断できればよく、設置場所について図面で限定するものではない。
Further, each temperature sensor used in the configuration of the first embodiment has a
なお、貯蔵部5内部の温度が吸放熱器2の温度に対して、日射時には相対的に低温になり、非日射時に相対的に高温になる部分に貯蔵部5を設置することで、本質的に日射時には揮発性熱媒体が貯蔵部5側へ、深夜などの非日射時には吸放熱器2側へ移動するような環境とすることができ、熱の輸送に係る運転動力をさらに減少させることができる。
In addition, it is essential that the
なお、ヒートポンプサイクルの動力用の電力は、本実施の形態1では一般商用電力を利用することにしているが、別途設けた蓄電手段によって貯蔵された電力を使っても良い。 The power for driving the heat pump cycle uses general commercial power in the first embodiment, but power stored by a separately provided power storage unit may be used.
(実施の形態2)
次に、図5、図6を主として参照しながら、本発明の実施の形態2におけるソーラーヒートポンプシステムの構成について説明する。ただし、従来から広く採用されている公知の手段、また実施の形態1で同様な構成を有し同様な動作を行う部分については、詳細な説明を省略する。また、図5、図6においては、図1、図2と同じ構成要素については同じ符号を用いる。
(Embodiment 2)
Next, the configuration of the solar heat pump system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIGS. However, detailed descriptions of well-known means that have been widely used in the past and portions that have the same configuration and perform the same operations in the first embodiment are omitted. 5 and 6, the same reference numerals are used for the same components as those in FIGS. 1 and 2.
図5は、本実施の形態2におけるソーラーヒートポンプシステムの構成図を示している。 FIG. 5 shows a configuration diagram of the solar heat pump system in the second embodiment.
図5において、太陽電池パネル44の裏側に、気化部19と揮発性熱媒体(ここでは水を使用)の蒸気流路21(図6参照)を配設した吸放熱器2が備えられている。そして、揮発性熱媒体の貯蔵部5が、配管3により吸放熱器2と接続されている。配管3には、バルブ4が設けられている。また、太陽電池パネル44の発電量を計測する電力計測部29が、太陽電池パネル44に接続されている。また、外気の湿度を検知する湿度センサ45が、吸放熱器2の外枠17に設けられている。湿度センサ45は、温度センサ25と一体となっている。なお、電力計測部29、湿度センサ45は、それぞれ本発明の、発電量計測手段、湿度を検出する手段の一例である。
In FIG. 5, on the back side of the
また、ヒートポンプサイクルは、図1に示す実施の形態1と同様の構成であるが、圧縮機7の運転の電源には、日射量がある場合には、少なくとも太陽電池パネル44で発電した電力を、また日射量がない場合には商用電力を用いている。また、ここでは冷媒に二酸化炭素を用いている。
In addition, the heat pump cycle has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1, but when the power source for operation of the
図6は、太陽電池パネル44と一体化された吸放熱器2の構成を示している。太陽電池パネル44は、カバーガラス15、太陽電池セル16(ここでは結晶系シリコンを使用)、および基板、電極等からなる一般的な構成である。太陽電池セル16の基板の裏側に、太陽電池パネル44と略平行に伝熱板18が密着して設けられ、伝熱板18に吸着剤(ここでは特殊活性炭を使用)が固定されてなる気化部19が設けられている。また、温度センサ25が、太陽電池パネル44の周囲の日射面側に設けられている。なお、その他の吸放熱器2の構成は、図3および図4に記載の構成における集熱パネル1が太陽電池パネル44に置き換わった構成なので、説明を省略する。
FIG. 6 shows the configuration of the heat sink /
次に、本実施の形態2におけるソーラーヒートポンプシステムの動作について説明する。 Next, the operation of the solar heat pump system in the second embodiment will be described.
(1)日射時の運転
本実施の形態2におけるソーラーヒートポンプシステムの日射時の運転を、図5、図6、図3に基づいて説明する。図6に示す吸放熱器2の流路方向の、a−a’断面図は、実施の形態1と同様の構成であり、図3に示す通りである。
(1) Operation at the time of solar radiation An operation at the time of solar radiation of the solar heat pump system according to the second embodiment will be described based on FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 6 is a configuration similar to that of the first embodiment, as shown in FIG. 3.
制御装置30は、太陽電池パネル44周囲の温度が設定値(ここでは20〜30℃)以上になったことを温度センサ25が検知すると、バルブ4を開放し、吸放熱器2と貯蔵部5が実質的に連結される。太陽電池パネル44の温度上昇に伴い、伝熱板18によって熱が気化部19に伝えられ、気化部19に設けられた吸着剤に吸着保持されている揮発性熱媒体が蒸発を開始し、蒸発潜熱を太陽電池パネル44から奪うことで太陽電池パネル44を冷却する。
When the
また、蒸気流路21の圧力が一定の場合、ほぼ一定温度で蒸発が生じるため、太陽電池パネル44の面方向を、各部の温度分布に合わせて同一温度で冷却することが可能となる。気化された揮発性熱媒体は、フィン22によって形成された流路方向に沿って上側に移動し、絞り部23から絞り部出口26を経由して配管3を流れて貯蔵部5に到達する。
Further, when the pressure of the
一方、ヒートポンプサイクルは、太陽電池パネル44で発生する電力を主体的に使用しながら圧縮機7等を作動させ、冷媒流路10内で冷媒を循環させる。循環する冷媒は、膨張弁9で低温低圧状態になるため、蒸発器6で貯蔵部5内部より熱を奪うことになる。したがって、貯蔵部5内部は冷却されて圧力が低下するため、揮発性熱媒体は、吸放熱器2から貯蔵部5に移動して、一部蒸発器6に熱を与えながら凝縮されて貯蔵される。
On the other hand, the heat pump cycle operates the
また、このとき、ヒートポンプサイクルの放熱部8は、実施の形態1と同様に高温の冷媒(二酸化炭素)を放熱し、温水形成流路12を流通する水を加熱してお湯を形成する。形成されたお湯は、蓄熱部11で貯蔵し、給湯や暖房に用いることができる。
At this time, the
以上のような構成にすると、太陽電池パネル44は均一に冷却されるため、単に水などの顕熱媒体で冷却するよりも発電効率を向上させることが可能になる。それとともに、ヒートポンプサイクルの蒸発器6における熱源温度を、太陽電池パネル44の冷却熱を利用することによって比較的高めに設定できることから、ヒートポンプサイクルの成績効率COPを向上させることができる。
With the above configuration, the
ここで、本実施の形態2では、太陽電池パネル44の発電量算出手段として、電力計測部29を用い、日射量と密接な関係のある太陽電池パネル44の発電電力量を算出する。そして、制御装置30は、電力計測部29で算出された発電電力量から求められる日射の強度に応じて、日射時の動作時には、常に貯蔵部5の内部が吸放熱器2の内部よりも低温となるように、圧縮機7を制御してヒートポンプサイクルにおける冷媒の循環流量を調整する。このようにして、貯蔵部5内の圧力調整を行い、太陽電池パネル44の冷却作用を安定して行うことを可能としている。
Here, in this
また、太陽電池パネル44に対する吸熱は、発電効率を向上させながらも太陽電池パネル44の内部の絶縁性を確保できるように、結露しない程度で可能な限り低温まで吸熱することが好ましい。
Moreover, it is preferable that the heat absorption with respect to the
そこで、本実施の形態2のソーラーヒートポンプシステムでは、太陽電地パネル44内の結露を防ぐ手段として、外気の湿度を検知する湿度センサ45を、吸放熱器2の外枠17に設けている。そして、制御装置30は、湿度センサ45の情報によって外気の露点を算出し、気化部19に設けられた温度センサ27の温度が露点以下にならないように、ヒートポンプサイクルの運転動力量を制御するようになっている。
Therefore, in the solar heat pump system of the second embodiment, a humidity sensor 45 that detects the humidity of the outside air is provided in the
このようにすることで、太陽電池パネル44の絶縁性を確保しながら、できるだけ太陽電池パネル44の温度を低下させて発電量を増加させることが可能になるとともに、集熱量を増加させることができる。また、本実施の形態2では、湿度の状態を湿度センサ45で検知して得るようにしているが、天気予報などの気象情報から予測される数値を情報ネットワークで取得して利用しても構わない。
By doing in this way, while ensuring the insulation of the
また、制御装置30は、実質的に太陽光発電の期待できない非日射時になったことを電力計測部29で計測される太陽電池パネル44の発電量から判断すると、バルブ4を閉じて蒸気の流路を遮断し、ヒートポンプサイクルも停止するように制御する。
In addition, when the
ここで、制御装置30では、非日射時の判断は、日毎形成されている日没時間テーブルを基本として判断する。さらに、別途作成された日毎発電電力予測テーブルより求められた推定最高出力に比べて、太陽電池パネル44の発電電力が所定電力値以下(ここでは5%以下に設定)で、かつ1時間前からの低下傾向が検出される場合に、停止の判断が下されるようになる。
Here, in the
なお、上記では、非日射時の判断を行ってからヒートポンプサイクルの停止を行っているが、これに限定されるものではない。例えば、日射が減少してきたことを上記手段や温度センサ25などによって判断すると、バルブ4を開放したままでヒートポンプサイクルを先に停止する制御を行うことも可能である。
In the above description, the heat pump cycle is stopped after the determination at the time of non-sunlight, but the present invention is not limited to this. For example, if it is determined by the above means, the
ヒートポンプ停止後は、吸放熱器2から貯蔵部5への揮発性熱媒体の移動が、貯蔵部5内が吸放熱器2と平衡になるまでさらに進行し、貯蔵部5の温度を上昇させ、非日射時における貯蔵部5から吸放熱器2への揮発性熱媒体の移動をよりスムーズに行わせることができる。また、貯蔵部5の温度を上昇させるために、段階的に冷媒循環量を減少させ、汲み上げ熱量を減少させながら、ヒートポンプの停止を行ってもよい。
After the heat pump is stopped, the movement of the volatile heat medium from the heat sink /
なお、ヒートポンプの動力分の電力量を太陽電池パネル44による発電電力量が上回る場合は、太陽電池パネル44による発電電力をその他の電気機器で使用してもよく、さらにその余剰分は系統で売電し、下回る場合は買電するようになっている。
If the amount of power generated by the
(2)非日射時の運転
本実施の形態2におけるソーラーヒートポンプシステムの非日射時の運転について、図5、図6に基づいて説明する。
(2) Operation during non-sunlight The operation during non-sunlight of the solar heat pump system according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
上記で説明したように、日射時において揮発性熱媒体を貯蔵部5に移動させているため、次の日射時の動作のために、実質的に太陽光発電の期待できない非日射時には、貯蔵部5から気化部19に揮発性熱媒体を移動させる必要がある。また、同時に貯蔵部5には余剰の熱量が貯蔵されているため、その熱を放熱させる必要がある。
As described above, since the volatile heat medium is moved to the
そこで、非日射時には、制御装置30は、実施の形態1と同様に、温度センサ27によって検知される気化部19の温度が、温度センサ28によって検知される貯蔵部5内の温度よりも十分低くなったのを判断した時点で、再びバルブ4を開くように制御する。すなわち、貯蔵部5と気化部19の温度の違いによって生じる圧力差によって、揮発性熱媒体を気相状態で輸送することができる。
Therefore, at the time of non-sunlight, the
このようにして、凝縮されていた揮発性熱媒体は、貯蔵部5から、配管3を経由して、気化部19に設けられた吸着剤に移動するようになる。また、吸着剤に吸着しきれない分の揮発性熱媒体は、液溜め24に輸送される。気化部19における揮発性熱媒体の吸着や液溜め24における凝縮によって、揮発性熱媒体の凝縮潜熱が放出され、外気で冷却されている太陽電池パネル44を放熱板として利用して放熱する。
In this manner, the condensed volatile heat medium moves from the
以上のように動作することにより、ほとんど動力を要することなく、次の日射時の運転のために揮発性熱媒体を気化部19に戻すことができるとともに、貯蔵部5内の余剰熱を外部に放熱することが可能となり、翌日の太陽電池パネル44の冷却に揮発性熱媒体を用いることが可能となる。
By operating as described above, the volatile heat medium can be returned to the
また、貯蔵部5内に貯蔵された熱量が、揮発性熱媒体を輸送するのに対して少ない場合には、四方弁(図示せず)によって冷媒の流通方向を逆転させ、蓄熱部11の熱を放熱部8を経由して輸送することが可能な構成とすることにより、貯蔵部5を加熱することが可能である。この際、蓄熱部11から放熱部8への熱伝達は、温水形成流路12の循環流路を逆転させるなどの手段によって行うことが可能である。また、実施の形態1と同様に、蓄熱部11の熱によって貯蔵部5を加熱する構成とすることも可能である。
When the amount of heat stored in the
(実施の形態3)
次に、図7〜図9を主として参照しながら、本発明の実施の形態3におけるソーラーヒートポンプシステムの構成および動作について説明する。ただし、従来から広く採用されている公知の手段、また実施の形態1、2と同様な構成を有し同様な動作を行う部分については、詳細な説明を省略する。また、図7〜図9においては、図5と同じ構成要素については同じ符号を用いる。
(Embodiment 3)
Next, the configuration and operation of the solar heat pump system according to
図7は、本実施の形態3におけるソーラーヒートポンプシステムの構成図を示している。 FIG. 7 shows a configuration diagram of the solar heat pump system according to the third embodiment.
本実施の形態3のソーラーヒートポンプシステムは、実施の形態2とは、ヒートポンプサイクルにおける冷媒流路10が、バイパス53、バイパス60、バイパス51、およびバイパス58によって分岐されており、膨張弁52および室内機50が設けられている点が異なっている。また、バルブ55、56、59、64、および三方バルブ54、57が設けられており、これらのバルブの開閉制御により、冷媒の流路が制御されるようになっている。なお、各バルブは、制御装置30によって制御されるが、図7では、制御装置30と各バルブとの接続の記載は省略している。
The solar heat pump system according to the third embodiment is different from the second embodiment in that the
すなわち、圧縮機7の動作で、蒸発器6を動作させるとともに、室内機50を利用して室内の冷暖房を行う流路を形成しており、室内機50を利用して室内を冷房した際の排熱を貯蔵部5内の温度および圧力の調整に用いるようになっている。また、実施の形態1と同様に蓄熱部11に設けられたバイパス46が設けられており、同様に動作する。
That is, the operation of the
次に、図8、図9を中心に、本実施の形態3におけるソーラーヒートポンプシステムの動作について説明する。 Next, the operation of the solar heat pump system according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
図8は、日射時の各条件における各バルブの状態を、図9は、非日射時の各条件における各バルブの状態を、それぞれ示している。図8および図9における、バルブ55、56、59、64、および三方バルブ54、57における黒塗りの▲は、そのバルブまたは三方バルブに接続される流路が閉じられていることを示し、白抜きの△は、そのバルブまたは三方バルブに接続される流路が開かれていることを示す。また、図8、図9に示す実線矢印は、各条件における冷媒の流通方向を示している。
FIG. 8 shows the state of each valve under each condition during solar radiation, and FIG. 9 shows the state of each valve under each condition during non-sunlight. In FIGS. 8 and 9, black ▲ in the
(日射時の動作)
放熱部8、膨張弁9、蒸発器6、圧縮機7で構成されるヒートポンプサイクルの基本動作は、バルブ55、バルブ64が開かれていることで、実施の形態2と同様に蒸発器6が貯蔵部5内から熱をくみ上げるようになり、貯蔵部5内の温度と圧力を調整するようになっている。
(Operation during solar radiation)
The basic operation of the heat pump cycle including the
夏季期間中などに冷房を行う場合は、図8(a)に示すようにバルブおよび三方バルブが制御される。バルブ59が開かれ、三方バルブ57をバイパス58方向を閉じて、膨張弁52からの冷媒がバイパス51方向に流れ、バイパス51に位置する室内機50を経由するように制御される。そして、冷媒が、室内機50で冷房対象の室内から熱を奪い、バイパス53を経由して圧縮機7、放熱部8に至るように、三方バルブ54、バルブ56が制御される。室内から汲み上げられた熱量は、別途蒸発器6で汲み上げられた貯蔵部5内部の熱と合わせて、放熱部8を経由して、大気に放出せずに蓄熱部11に貯蔵することができる。
When performing cooling during the summer season, the valve and the three-way valve are controlled as shown in FIG. The
ここで、室内の冷房負荷に対して、バルブ59の開度や圧縮機7の運転動力量等が、蒸発器6側の冷媒流量に配慮しながら調整されるようになっている。
Here, the opening degree of the
そして、本実施の形態3では、室内機50を利用した冷暖房を必要としない場合は、図8(b)に示す流路のように、バルブ59を閉じて三方バルブ54がバイパス51とバイパス53の連通を閉じることによって、バイパス51に冷媒が流れないように制御されるようになっている。
And in this
また、暖房を必要とする冬期などの場合は、図8(c)に示す流路のように、バルブ59を閉じ、バルブ56を開き、三方バルブ57および三方バルブ54を調整して、室内機50と放熱部8が並列となるように制御される。このようにして、蒸発器6で汲み上げた熱量を、室内機50では暖房に、放熱部8では蓄熱部11での貯蔵に、それぞれ用いられる。
In the winter season when heating is required, the indoor unit is adjusted by closing the
(非日射時の動作)
実施の形態1または2と同様に、実質的な非日射時を判断した後は、揮発性熱媒体を貯蔵部5から吸放熱器2に輸送する必要がある。
(Operation during non-sunlight)
Similar to the first or second embodiment, after determining the substantial non-sunlight time, it is necessary to transport the volatile heat medium from the
本実施の形態3のソーラーヒートポンプシステムでは、太陽電池パネル44から回収した熱量に加え、さらに不要とされて通常大気に放出されている冷房排熱の熱量も蓄熱部11に貯蔵しているため、蓄熱部11に貯蔵されている熱量を貯蔵部5に対して、バイパス46を経由して、実施の形態1と同様に十分に供給することが可能となる。そのため、本実施の形態3では、夏季などで吸放熱器2の温度が比較的高い場合でも、主に夏季特有の冷房排熱を利用することで、貯蔵部5を揮発性熱媒体の輸送が十分に可能となるレベルまで加熱することができる。
In the solar heat pump system of the third embodiment, in addition to the amount of heat recovered from the
そして、制御装置30は、温度センサ27で検知される吸放熱器2の温度よりも、温度センサ28で検知される貯蔵部5内の揮発性熱媒体の温度が十分高くなったことを判断すると、バルブ4を開くように制御し、揮発性熱媒体を輸送させることができる。
Then, the
また、夜間においても冷房を行う場合は、図9(a)に示すようにバルブ64を閉じて蒸発器6を経由しないヒートポンプサイクルにする。このように制御することで、室内機50の熱を蓄熱部11に貯蔵し、さらにバイパス46により貯蔵部5内部の加熱に用いることが可能となる。
Further, in the case of cooling at night, as shown in FIG. 9A, the
また、蓄熱部11に熱量を供給する必要のない場合は、ヒートポンプサイクルを逆転運転させ、冷媒流路を図9(b)に示す流路とする。この場合、蒸発器6は放熱器として機能し、室内機50で汲み上げた熱が、蒸発器6で放熱されて貯蔵部5で用いられる。このように、室内機50で汲み上げた熱が、揮発性熱媒体を輸送するための熱量として用いられる。
Moreover, when it is not necessary to supply heat quantity to the
また、図7において室内機50を利用した冷暖房を必要としない場合は、バルブ59を閉じ、三方バルブ54がバイパス51とバイパス53の連通を閉じて、図9(c)に示す流路になるように制御され、バイパス51に冷媒が流れないようになっている。
Further, in FIG. 7, when air conditioning using the
また、暖房を必要とする場合は、図9(d)に示す流路のように、バルブ55、バルブ59を閉じ、圧縮機7からバイパス60を経由して、室内機50、膨張弁9、蒸発器6から圧縮機7となるヒートポンプサイクルを形成させる。このヒートポンプサイクルにより、蒸発器6が貯蔵部5から吸熱した熱が、室内機50で暖房として利用される。すなわち、蓄熱部11によって加熱された貯蔵部5の熱を利用して暖房ができるようになっている。
Further, when heating is required, the
以上の構成とすることで、特に外気温の高い夏場において、図5に示した実施の形態2に記載の基本構成のソーラーヒートポンプシステムに加え、同一の圧縮機7の動力で室内の冷房時に汲み上げられる排熱量を貯蔵部5に供給することが可能となる。したがって、貯蔵部5の圧力を吸放熱器2よりも高くして、揮発性熱媒体の輸送をより経済的に行うことが可能となる。
With the above configuration, in the summertime when the outside air temperature is particularly high, in addition to the solar heat pump system having the basic configuration described in the second embodiment shown in FIG. It becomes possible to supply the amount of exhausted heat to the
なお、本実施の形態3における、その他の部分の運転制御については、実施の形態1、2に記載の方法と同様に行うことができる。 It should be noted that the operation control of other parts in the third embodiment can be performed in the same manner as the method described in the first and second embodiments.
(実施の形態4)
次に、図10〜12を主として参照しながら、本発明の実施の形態4におけるソーラーヒートポンプシステムの構成について説明する。ただし、従来から広く採用されている公知の手段、また各実施の形態と同様な構成を有し同様な動作を行う部分については、詳細な説明を省略する。また、図10〜図12においては、図5および図7と同じ構成要素については同じ符号を用いる。
(Embodiment 4)
Next, the configuration of the solar heat pump system according to
図10は、本実施の形態4におけるソーラーヒートポンプシステムの構成図を示している。 FIG. 10 shows a configuration diagram of a solar heat pump system according to the fourth embodiment.
本実施の形態4のソーラーヒートポンプシステムは、図5に示す実施の形態2におけるヒートポンプサイクルが分岐されて、室内機50がバイパス51を経由して設けられている点は実施の形態3と同じであるが、蒸発器6に対して、室内機50の利用によって室内の冷房排熱を供給できるようにヒートポンプサイクルを形成されるように、バイパス62などが設けられている点が異なっている。また、実施の形態3とは、図7に示す実施の形態3のバルブ59、64が無く、バイパス58の経路上にバルブ63を設けた点が異なっている。また、実施の形態3の膨張弁52とは異なる位置に、膨張弁65を設けている。なお、各バルブは、制御装置30によって制御されるが、図10では、制御装置30と各バルブとの接続の記載は省略している。
The solar heat pump system of the present fourth embodiment is the same as the third embodiment in that the heat pump cycle in the second embodiment shown in FIG. 5 is branched and the
次に、図11、図12を中心に、本実施の形態4におけるソーラーヒートポンプシステムの動作について説明する。 Next, the operation of the solar heat pump system according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
図11は、日射時の各条件における各バルブの状態を、図12は、非日射時の各条件における各バルブの状態を、それぞれ示している。図11および図12における、バルブ55、56、63、および三方バルブ54、57、61における黒塗りの▲は、そのバルブまたは三方バルブに接続される流路が閉じられていることを示し、白抜きの△は、そのバルブまたは三方バルブに接続される流路が開かれていることを示す。また、図11、図12に示す実線矢印は、各条件における冷媒の流通方向を示している。
FIG. 11 shows the state of each valve in each condition during solar radiation, and FIG. 12 shows the state of each valve in each condition during non-sunlight. In FIG. 11 and FIG. 12, black ▲ in the
(日射時の動作)
放熱部8、膨張弁9、蒸発器6、圧縮機7で構成されるヒートポンプサイクルの基本動作は、バルブ55が開かれていることで、実施の形態2と同様に蒸発器6が貯蔵部5内から熱をくみ上げるようになり、貯蔵部5内の温度と圧力を調整するようになっている。
(Operation during solar radiation)
The basic operation of the heat pump cycle composed of the
夏季期間中などに冷房を行う場合の日射時の動作は、図11(a)に示す流路となるように各バルブが制御され、主に放熱部8、膨張弁52、室内機50、圧縮機7を経由する流路が設けられる。そして、バイパス51に位置する室内機50は、実施の形態3と同様に、冷房対象の室内から熱を奪い、その熱量は、別途蒸発器6で汲み上げられた太陽熱と合わせて、放熱部8を経由して蓄熱部11に貯蔵される。
The operation during solar radiation when cooling is performed during the summer season, etc., each valve is controlled so that the flow path shown in FIG. 11 (a) is obtained, and mainly the
ここで、室内の冷房負荷に対して、三方バルブ57の開度や圧縮機7の運転動力量などが、蒸発器6側の冷媒流量に配慮しながら調整されるようになっている。
Here, the opening degree of the three-
なお、本実施の形態4では、室内機50を利用した冷暖房を必要としない場合は、図11(b)に示す流路となるように、各バルブおよび各三方バルブが図11(a)の状態より変更され、バイパス51に冷媒が流れないように制御されるようになっている。
In the fourth embodiment, when air conditioning using the
また、暖房を必要とする場合は、図11(c)に示す流路となるように各バルブを制御し、冷媒流路10の流量を調節しながら、蒸発器6で汲み上げた熱を、放熱部8および室内機50で放熱するようにヒートポンプサイクルを形成して暖房を行うか、または、図11(d)に示す流路となるように各バルブを制御し、蒸発器6で汲み上げた熱を、放熱部8を用いずに室内機50のみで放熱し、暖房に用いることができる。
In addition, when heating is required, each valve is controlled so that the flow path shown in FIG. 11C is obtained, and the heat pumped up by the
(非日射時の動作)
実施の形態1または2と同様に、制御装置30が実質的な非日射時を判断した後は、揮発性熱媒体を貯蔵部5から吸放熱器2に輸送する必要がある。
(Operation during non-sunlight)
Similar to the first or second embodiment, after the
本実施の形態4のソーラーヒートポンプシステムでは、図12(a)に記載のような流路となるように各バルブが制御され、圧縮機7、蒸発器6、バイパス51、室内機50と冷媒が流れるヒートポンプサイクルが形成される。この構成とすることで、実施の形態2に示す構成に加えて、夜間において室内機50によって汲み上げられた熱量も、ヒートポンプサイクルの凝縮器として作用する蒸発器6で貯蔵部5内を加熱することができる。
In the solar heat pump system of the fourth embodiment, each valve is controlled so as to have a flow path as shown in FIG. 12A, and the
そして、図10において、制御装置30は、温度センサ27で検知される吸放熱器2の温度よりも、温度センサ28で検知される貯蔵部5内の揮発性熱媒体の温度が十分高くなったことを判断すると、バルブ4を開き、揮発性熱媒体が輸送されるように制御する。この間、冷房排熱を利用しつづけることも可能であるが、別途図7に示す実施の形態3に記載の構成のようにバイパス46および熱交換器47を設けても構わない。
In FIG. 10, the
なお、室内機50を利用した冷暖房を必要としない場合は、図12(b)に示す流路となるように、バルブ類を調整することによってバイパス51に冷媒が流れないようにするようになっている。
When air conditioning using the
また、暖房を必要とする場合は、図12(c)に示す流路のヒートポンプサイクルを形成するように各バルブが制御されることで、蒸発器6と室内機50が並列となり、室内機50が室内の暖房に利用できるように構成されるようになっている。
When heating is required, the
以上に説明したように、本実施の形態4では、実施の形態3と同様に、夏季などで吸放熱器2の温度が高い場合でも、主に夏季特有の冷房排熱を利用することで、貯蔵部5を揮発性熱媒体の輸送が十分に可能となるレベルまで加熱することができる。
As described above, in the fourth embodiment, as in the third embodiment, even when the temperature of the heat sink /
なお、実施の形態4におけるその他の部分の運転制御については、実施の形態1、2に記載の方法と同様に行うことができる。
In addition, about the operation control of the other part in
なお、実施の形態3、4に記載のソーラーヒートポンプシステムの動作は、室内機50を複数設ける場合も上記に準じて用いることができる。
Note that the operations of the solar heat pump system described in
また、本実施の形態3、4では、吸放熱器2に太陽電池パネル44を設置した構成について記載しているが、勿論太陽電池パネル44の代わりに集熱パネル1を用いても構わない。
In the third and fourth embodiments, the configuration in which the
また、実施の形態1、2では、ヒートポンプサイクルに使用する冷媒として二酸化炭素を使用しているが、HCFC、HFC、炭化水素、アンモニアなどの自然冷媒を使用しても良く、これらを利用した場合においても上記と同様の効果が得られる。 In the first and second embodiments, carbon dioxide is used as a refrigerant used in the heat pump cycle, but natural refrigerants such as HCFC, HFC, hydrocarbons, and ammonia may be used. The same effect as described above can be obtained in.
また、実施の形態2〜4では、太陽電池セル16に結晶系シリコンを使用しているが、アモルファスシリコン、CIS等の化合物を使用しても良く、半導体を用いているものであれば、上記と同様の効果が得られる。
Moreover, in Embodiment 2-4, although crystalline silicon is used for the
また、実施の形態2〜4において、太陽電池パネル44で発電された電力は、全量ヒートポンプサイクルの圧縮機7に供給されることに限定されるものではない。余剰電力は、別途設置した蓄電装置に蓄えても良く、また電力会社と系統連携して売電を行っても良い。
Moreover, in Embodiment 2-4, the electric power generated with the
また、実施の形態1〜4のソーラーヒートポンプシステムでは、配管3にバルブ4を設けているが、必ずしもバルブ4を設ける必要はない。ただし、ヒートポンプサイクルの動作と連結して効率的に太陽集熱を行うことができるようにするためには、バルブ4を設けるのが好ましい。不必要時にはバルブ4を閉じて揮発性熱媒体の流路を絶っておき、比較的吸放熱器2の温度が高い時のみバルブ4を開いて輸送することができるからである。
In the solar heat pump systems of Embodiments 1 to 4, the
また、実施の形態1〜4に記載の冷媒流路の分配方法、バルブ類などは、これらの構成および制御に限ることなく、実施の形態1〜4に記載の目的動作を行うことができる構成および制御であればよい。 In addition, the refrigerant flow distribution method, valves, and the like described in the first to fourth embodiments are not limited to these configurations and controls, and can perform the target operation described in the first to fourth embodiments. And control.
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明のソーラーヒートポンプシステムの圧力制御手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。 The program of the present invention is a program for causing a computer to execute the function of the pressure control means of the above-described solar heat pump system of the present invention, and is a program that operates in cooperation with the computer.
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明のソーラーヒートポンプシステムの圧力制御手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。 Further, the recording medium of the present invention is a recording medium carrying a program for causing a computer to execute the function of the pressure control means of the above-described solar heat pump system of the present invention. Is a recording medium used in cooperation with the computer.
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。 Further, one usage form of the program of the present invention may be an aspect in which the program is recorded on a computer-readable recording medium and operates in cooperation with the computer.
また、記録媒体としては、ROM等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。 The recording medium includes a ROM and the like, and the transmission medium includes a transmission medium such as the Internet, light, radio waves, sound waves, and the like.
また、上述した本発明のコンピュータは、CPU等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、OS、更に周辺機器を含むものであっても良い。 The computer of the present invention described above is not limited to pure hardware such as a CPU, and may include firmware, an OS, and peripheral devices.
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。 As described above, the configuration of the present invention may be realized by software or hardware.
以上、本発明について説明してきたが、集熱パネル、太陽電池パネル、吸放熱器、圧縮機、膨張弁、蒸発器、放熱部、蓄熱部、バルブ、温度センサ、電力測定手段等、およびその周辺機器については、実現手段を限定するものではなく、公知の手段が用いられる。また、太陽電池パネルやパワーコンディショナ、ヒートポンプのサイクル制御装置、その他設置に必要な部材などについても公知の手段が用いられる。 Although the present invention has been described above, the heat collection panel, solar cell panel, heat sink / heat absorber, compressor, expansion valve, evaporator, heat radiating section, heat storage section, valve, temperature sensor, power measuring means, etc. and their surroundings As for the device, the realization means is not limited, and known means are used. Moreover, a well-known means is used also about a solar cell panel, a power conditioner, the cycle control apparatus of a heat pump, and other members required for installation.
本発明にかかるソーラーヒートポンプシステムおよびその運転方法は、太陽集熱を低搬送動力で制御性よく行うとともに、利用価値の高い高温の熱を必要分だけ低いエネルギーで得ることができ、また、集熱された太陽熱を必要分のみ利用することが可能で、また、太陽電池パネルの均一な冷却を行うことも可能とするソーラーヒートポンプシステムおよびその運転方法として有用である。 The solar heat pump system and the operating method thereof according to the present invention can perform solar heat collection with low transport power with good controllability, and can obtain high-temperature heat with high utility value with low energy as much as necessary. It is useful as a solar heat pump system that can use only the necessary amount of solar heat and that can uniformly cool the solar cell panel, and its operating method.
1 集熱パネル
2 吸放熱器
3 配管
4 バルブ
5 貯蔵部
6 蒸発器
7 圧縮機
8 放熱部
9 膨張弁
10 冷媒流路
11 蓄熱部
12 温水形成流路
13 水供給口
14 温水供給口
15 カバーガラス
16 太陽電池セル
17 外枠
18 伝熱板
19 気化部
20 断熱板
21 蒸気流路
22 フィン
23 絞り部
24 液溜め
25 温度センサ
26 絞り部出口
27 温度センサ
28 温度センサ
29 電力計測部
30 制御装置
33 吸着剤
39 シール部
42 温度センサ
43 温度センサ
44 太陽電池パネル
45 湿度センサ
46 バイパス
47 熱交換器
48 三方バルブ
49 三方バルブ
50 室内機
51 バイパス
52 膨張弁
53 バイパス
54 三方バルブ
55 バルブ
56 バルブ
57 三方バルブ
58 バイパス
59 バルブ
60 バイパス
61 三方バルブ
62 バイパス
63 バルブ
64 バルブ
65 膨張弁
70 集熱部
71 吸着材
72 凝縮器
S 日射
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (19)
圧縮機、放熱器、膨張弁、前記貯蔵部と熱的に接続されている蒸発器、を有するヒートポンプサイクル装置とを備えた、ソーラーヒートポンプシステム。 A heat collector that collects solar heat, a heat absorber that is thermally connected to the heat collector and adsorbs a volatile medium and distributes the vapor of the volatile medium therein, and a storage unit that condenses and stores the vapor , A heat-absorbing / dissipating cycle device having a volatile medium flow path connecting the heat-absorbing / dissipating radiator and the storage unit;
A solar heat pump system comprising: a compressor, a heat radiator, an expansion valve, and a heat pump cycle device having an evaporator thermally connected to the storage unit.
前記吸放熱器は、前記集熱器の裏面の熱が、吸着した前記揮発性媒体に伝わるように配置されており、
前記吸放熱サイクル装置は、さらに、前記集熱器の表面に熱的に接続されている太陽電池パネルを有する、請求項1に記載のソーラーヒートポンプシステム。 The heat collector is plate-shaped,
The heat absorber is arranged so that heat on the back surface of the heat collector is transferred to the adsorbed volatile medium,
The solar heat pump system according to claim 1, wherein the heat absorbing / dissipating cycle apparatus further includes a solar cell panel thermally connected to a surface of the heat collector.
前記貯蔵部内部の温度を測定する第2の温度測定手段と、
前記揮発性媒体流路に設けられ、前記揮発性媒体流路の前記蒸気の流通を制御する制御バルブとを備え、
前記制御バルブは、前記吸放熱器または前記外気の温度と前記貯蔵部内部の温度の差に基づいて開閉し、前記蒸気の流通を制御する、請求項1乃至4のいずれかに記載のソーラーヒートポンプシステム。 A first temperature measuring means for measuring the temperature of the heat sink / radiator or the temperature of the outside air;
Second temperature measuring means for measuring the temperature inside the storage unit;
A control valve provided in the volatile medium flow path for controlling the flow of the vapor in the volatile medium flow path;
5. The solar heat pump according to claim 1, wherein the control valve opens and closes based on a difference between the temperature of the heat absorber or the outside air and the temperature inside the storage unit to control the flow of the steam. 6. system.
前記貯蔵部内部の温度を測定する第2の温度測定手段を備え、
前記圧力制御手段は、前記吸放熱器または前記外気の温度と前記貯蔵部内部の温度の差が所定値よりも小さい場合には、前記揮発性熱媒体の流路の圧力を減じて、前記吸放熱器における前記揮発性熱媒体の蒸発速度を増加させる、請求項7または8に記載のソーラーヒートポンプシステム。 A first temperature measuring means for measuring the temperature of the heat sink / radiator or the temperature of the outside air;
Second temperature measuring means for measuring the temperature inside the storage unit,
When the difference between the temperature of the heat sink or the outside air and the temperature inside the storage unit is smaller than a predetermined value, the pressure control means reduces the pressure in the flow path of the volatile heat medium to reduce the suction. The solar heat pump system according to claim 7 or 8, which increases an evaporation rate of the volatile heat medium in a radiator.
前記圧力制御手段は、前記太陽電池パネルの発電量に基づいて、前記揮発性熱媒体の流路の圧力を変更し、前記吸放熱器における前記揮発性熱媒体の蒸発速度を調整する、請求項7乃至9のいずれかに記載のソーラーヒートポンプシステム。 Furthermore, it comprises a power generation amount measuring means for measuring the power generation amount of the solar cell panel,
The said pressure control means changes the pressure of the flow path of the said volatile heat medium based on the electric power generation amount of the said solar cell panel, and adjusts the evaporation rate of the said volatile heat medium in the said heat sink. The solar heat pump system according to any one of 7 to 9.
前記圧力制御手段は、前記吸放熱器の温度、前記外気の温度、前記貯蔵部内部の温度のいずれかの温度と、前記外気の湿度に基づいて、前記揮発性熱媒体の流路の圧力を調整する、請求項9または10に記載のソーラーヒートポンプシステム。 Furthermore, a means for detecting the humidity of the outside air is provided,
The pressure control means adjusts the pressure of the flow path of the volatile heat medium based on any one of the temperature of the heat sink / radiator, the temperature of the outside air, the temperature inside the storage unit, and the humidity of the outside air. The solar heat pump system according to claim 9 or 10, which is adjusted.
前記ヒートポンプサイクル装置において、冷房運転時の前記室内機の排熱は、前記貯蔵部の加熱に利用される、請求項1乃至14のいずれかに記載のソーラーヒートポンプシステム。 The heat pump cycle device further includes an indoor unit,
The solar heat pump system according to any one of claims 1 to 14, wherein in the heat pump cycle device, exhaust heat of the indoor unit during cooling operation is used for heating the storage unit.
日射時に、前記集熱器の温度が所定の温度以上になった際には、前記吸放熱器に吸着している前記揮発性熱媒体を気化させて、前記揮発性媒体流路を通じて前記貯蔵部に移動させるように、前記制御バルブを開くステップと、
実質的な非日射時に、前記吸放熱器内部の温度が前記貯蔵部内部の温度よりも所定の温度差以上に低くなった際には、前記貯蔵部に凝縮させて貯蔵している前記揮発性熱媒体を気化させて、前記揮発性媒体流路を通じて前記吸放熱器に移動させるように、前記制御バルブを開くステップとを備えた、ソーラーヒートポンプシステムの運転方法。 In the operation method of the solar heat pump system according to claim 5,
When the temperature of the heat collector becomes equal to or higher than a predetermined temperature during solar radiation, the storage unit is vaporized through the volatile medium flow path by vaporizing the volatile heat medium adsorbed on the heat absorber. Opening the control valve to move to
When the temperature inside the heat sink / radiator becomes lower than the temperature inside the storage unit by a predetermined temperature difference or more during substantially non-sunlight, the volatile property is stored in the storage unit after being condensed. A method of operating the solar heat pump system, comprising: evaporating a heat medium and opening the control valve to move the heat medium to the heat sink / radiator through the volatile medium flow path.
前記吸放熱器または前記外気の温度と前記貯蔵部内部の温度の差が所定値よりも小さい場合には、前記吸放熱器における前記揮発性熱媒体の蒸発速度を増加させるように、前記揮発性熱媒体の流路の圧力を減じるステップを備えた、ソーラーヒートポンプシステムの運転方法。 In the operation method of the solar heat pump system according to claim 9,
When the difference between the temperature of the heat absorber or the outside air and the temperature inside the storage unit is smaller than a predetermined value, the volatile property is increased so as to increase the evaporation rate of the volatile heat medium in the heat absorber. A method for operating a solar heat pump system comprising the step of reducing the pressure in the flow path of the heat medium.
A recording medium carrying the program according to claim 18 and usable by a computer.
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