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JPS62210352A - ヒ−トパイプ式融雪兼太陽熱温水装置 - Google Patents

ヒ−トパイプ式融雪兼太陽熱温水装置

Info

Publication number
JPS62210352A
JPS62210352A JP61053017A JP5301786A JPS62210352A JP S62210352 A JPS62210352 A JP S62210352A JP 61053017 A JP61053017 A JP 61053017A JP 5301786 A JP5301786 A JP 5301786A JP S62210352 A JPS62210352 A JP S62210352A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
heat pipe
snow melting
pipe
solar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61053017A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Fujikake
藤掛 敏夫
Kazuo Kadota
門田 一男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP61053017A priority Critical patent/JPS62210352A/ja
Publication of JPS62210352A publication Critical patent/JPS62210352A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/90Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F24S10/95Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

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】 【発明の属する技術分野】
この発明は豪雪地帯の家屋を対象に、同一装置で冬の降
雪時期には屋根に降り積もった雪を人手の雷降ろし作業
に顧ることなく融雪し、また降雪時期以外では太陽熱を
集熱して温水が得られるようにしたヒートパイプ式融雪
兼太陽熱温水装置に関する。
【従来技術とその問題点】
積雪量の多い豪雪地帯では、家屋の屋根に降り積もった
雪の除雪には殆どの場合に人手による雪降ろし作業に鎖
っているのが現状であるが、この雪降ろし作業は屋根の
上に人が登って作業を行うために危険を伴い、しかもか
なりの重労働が強いられる。ことことから豪雪地帯では
雪降ろし対策が大きな社会問題となっている。 このような問題の対策として、従来では家屋の屋根全体
に電熱ヒータを配線してその通電による発熱で雪を融か
す方式、あるいは屋根に消雷パイプを配管し、地下水(
温泉)、温水等を汲み上げて、屋根面に撒水することに
より雪を融かす方式等が一部で開発実施されているが、
これらの融雪方式ではその設備費および運転費に多大な
経費が掛かる等の経済的な難点がある。このために前記
各方式に代わるものとして屋根面上に分散してヒートパ
イプを敷設し、かつこのヒートパイプの蒸発部へ外部か
ら熱を与えることにより、ヒートパイプ内で行われる作
動液の蒸発/1[サイクルに伴う潜熱の授受によって屋
根に積もった雪を効率よく融雪するようにしたヒートパ
イプ式融雪装置が提唱されその開発が進められている。 ところで上記した従来の各融雪方式では、年間を通じて
降雪時期にのみ設備が稼働するが、降雪時期以外の期間
には稼働せずに遊休状態のままであってその稼働率は極
めて低く、このことが一般の家屋への普及を妨げる大き
な原因となっている。
【発明の目的] この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、先記したヒートパイプ式融雪方式の有用性を充分に生かしつつ、さらに降雪期以外には同じ設備を使用して太陽熱利用が図れるようにしたヒートパイプ式融雪兼太陽熱温水装置を提供することを目的とする。 【発明の要点】
上記目的を達成するために、この発明は家屋の屋根面に
沿って並置敷設された不凍性作動液を封入したヒートパ
イプと、該ヒートパイプのボトムを融雪モードの蒸発部
として該蒸発部に伝熱配備した加熱器と、ヒートパイプ
のトップを太陽熱集熱モードの凝縮部として該凝縮部に
伝熱配備した温水器とから成り、融雪モードでは温水器
を不動作状態とし、かつ前記加熱器を通じてヒートパイ
プの蒸発部に熱を与えて屋根面に降り積もった雷を融雪
し、太陽熱集熱モードでは加熱器を不動作状態とし、屋
根面に照射する太陽熱をヒートパイプで集熱して前記温
水器に給水した水を加温するように構成することにより
、同一装置を使用して融雪および太陽熱の集熱利用が行
えるようにしたものである。
【発明の実施例】
以下この発明の実施例を図面に付いて説明する。 まず第1図、第2図において1は家屋2の屋根であり、
この屋根lの傾斜面に沿って多数本のヒートパイプ3が
左右に並列して敷設されている。このヒートパイプ3は
例えば銅等の熱伝導性の高い材料で作られた長尺の密封
パイプにアルコール。 フレオン等の降雪時期の周囲温度で凍結しない不凍性の
作動液を封入したものであり、かつ屋根面から上下に突
き出すトップとボトム部分のうち、ボトムを融雪モード
の蒸発部31としてこの蒸発部31には伝熱的に加熱器
4が、またトップを太陽熱集熱モードの凝縮部32とし
てこの凝縮部には伝熱的に温水器5が配備されている。 さらに前記ボトムおよびトップを除くヒートパイプ3の
屋根面敷設領域には密封パイプと伝熱的に結合して屋根
面と平行に左右に張り出す例えばアルミニウム材の放、
受熱フィン33が装備されている。 一方、加熱器4は第2図に明示されているように、各ヒ
ートパイプ3の蒸発部31を一括して囲繞する熱媒ケー
ス41と、該ケース41.熱媒リザーバ42)送水ポン
プ439例えば重油焚きのボイラ44の間を結んで配管
された熱媒循環管路45とで構成されており、融雪モー
ドの運転時にはボイラ44を焚いて加熱した熱媒を熱媒
ケース41に供給してヒートパイプ3の蒸発部31に外
部から熱を与える。また降雪時期以外は熱媒をリザーバ
42内に回収して熱媒ケース41を空にした不動作状態
に保つ、なお熱媒としては不凍性の熱媒9例えばエチレ
ングリコール水溶液等が使用される。 また温水器5は各ヒートパイプ3の凝縮部32を一括し
て囲繞する貯湯槽51と、該貯湯槽51に接続配管され
た給水配管52および給湯配管53から成り、降雪時期
には貯triI槽51を空にして不動作状態に保ち、降
雪時期以外の太陽熱集熱モードの運転時には水道から揚
水ポンプ54を介して貯湯槽51に水を供給する。なお
55は給湯配管53に接続した給湯用の蛇口である。 次に前記構成によるヒートパイプ式融雪兼太陽熱温水装
置の運転動作に付いて説明する。まず第3図に示すよう
に・、降雪時期に屋根1に降り積もった雪6を融雪する
融雪モードでは、温水器5の貯湯槽を空にして前述のよ
うに温水器を不動作状態とした上で、加熱器4のボイラ
44を焚いて熱媒を0℃以上のできるだけ高い温度に加
熱してこの熱媒を循環送流し、熱媒ケース41内部でヒ
ートパイプ3の蒸発部31に熱を与える。これによりヒ
ートパイプでは作動液が蒸発し、その蒸気が密封パイプ
内の蒸気空間に拡散し、屋根面の敷設領域でフィン33
より雪6へ放熱して凝縮した後に重力で蒸発部31へ還
流する。このように作動液が蒸発/凝縮サイクルを操り
返すことにより、加熱器4を通じてヒートパイプ3の蒸
発部31に与えた熱は凝縮潜熱として屋根面に降り積も
った雪6へ放熱し、雪を効率よく融雪する。なおこの過
程での熱の移動を矢印で示す、また積雪量が多い場合で
も、前記の融雪作用がある程度進行すると屋根に積もっ
た雪は表層雪崩を引き起こし、屋根の傾斜面に沿って自
然に滑り落ちるようになる。 一方、降雪時期以外では装置を太陽熱温水器として活用
する。この太陽熱集熱モードでは、第4図に示すように
加熱器4の熱媒ケース41を空にして不動作状態にした
上で、温水器5の貯湯槽51へ給水配管52を通じて給
水する。この状態で太陽7の日射が屋根1の上に敷設さ
れたヒートパイプ3のフィンに照射すると、太陽熱によ
りヒートパイプの作動液が蒸発して凝縮部32へ向けて
拡散し、貯湯槽51内の水へ放熱して凝縮すた後に再び
パイプ内を流下するように蒸発/凝縮サイクルを繰り返
す、これにより温水器5側では作動液の凝縮潜熱により
貯湯槽51内で通水が加温されて湯に変わり、給湯配管
53.給湯蛇口55を通じて各種用途に給湯できるよう
になる。 また前記ヒートパイプ3については、第5図に示すよう
にヒートパイプの全長に亙って密封パイプ34の内周面
にウィック35を装着してこのウィックに作動液を含浸
させたウィック付きヒートパイプを用いるか、あるいは
第6図に示すようにヒートパイプ3にウィックを装着し
ない代わりに、密封パイプ34内に封入する作動液36
をボトムから密封パイプ34の中間部位まで、つまりパ
イプ全長の略半分の長さに対応するlの範囲に充填した
ウィック無しのヒートパイプが採用される。 ここで第5図のウィック付きヒートパイプでは、ウィッ
ク35の毛管力により作動液はボトムから吸い上げられ
るので、融雪モードでの動作が正常に行われるのは勿論
のこと、太陽熱集熱モードの際でもヒートパイプの屋根
面敷設領域まで作動液が戻るのでヒートパイプは屋根面
敷設領域を蒸発部として蒸発/凝縮サイクルを行い、こ
れにより太陽熱集熱器として有効に働くようになる。一
方、第6図のウィック無しヒートパイプで↓よ、作動液
36があらかじめヒートパイプの中間部位まで充填され
ている。このためにヒートパイプ内の蒸気空間がウィッ
ク付きヒートパイプと比べて減少するが、太陽熱集熱モ
ードの際でもヒートパイプの屋根面敷設領域の略半分に
作動液が存在するので多少は集熱能力が低量するが太陽
熱集熱器として有効に作動する。しかもこのウィック無
しヒートパイプはウィック付きヒートパイプに比べてそ
の製作費が安価であり、かつ太陽熱温水器として集熱能
力の少ない分はヒートパイプの据付本数を増すことによ
って充分に補うことが可能であって実用上では何等の問
題もない。 次に第7図1第8図に別な実施例を示す。この実施例で
は前記実施例がヒートパイプ3を1本ずつ独立して構成
したのに対して、複数本のヒートパイプでモジュールを
構成したものである。すなわち図示のようにモジュール
は平行に並ぶ複数本のヒートパイプ3から成り、かつ各
ヒートパイプ3はその上下のトップおよびボトム部分で
凝縮ヘッダ管37.蒸発ヘッダ管38で相互に連通接続
されている。なお各ヘッダ管37.38は二重管として
成り、かつ凝縮ヘッダ管37の内管37aは前述した温
水器4の貯湯槽に代えてその入口側を給水配管に接続配
管し、出口側を別置の貯湯槽に接続配管する。これに対
し蒸発ヘッダ管38の内管38aは加熱器4の熱媒ケー
スに代えて熱媒循環管路に介装接続される。また各ヒー
トパイプ3の上下中間部には全ヒートパイプに共通に跨
る放、受熱フィン39が装着されている。このように複
数本のヒートパイプでモジュールを構成し、家屋の屋根
に裾付ける際には屋根の面積に合わせて前記モジュール
を直列に接続配管するよう構成したことにより、その施
工工事をモジュール単位で取り扱うことができ、配管工
事を含めて施工が簡単に行える利点が得られる。
【発明の効果】 以上述べたようにこの発明によれば、家屋の屋根面に沿
って並置敷設された不凍性作動液を封入したヒートパイ
プと、該ヒートパイプのボトムを融雪モードの蒸発部と
して該蒸発部に伝熱配備した加熱器と、ヒートパイプの
トップを太陽熱集熱モードの凝縮部として該凝縮部に伝
熱配備した温水器とから成り、融雪モードでは温水器を
不動作状態とし、かつ前記加熱器を通じてヒートパイプ
の蒸発部に熱を与えて屋根面に降り積もった雪を融雪し
、太陽熱集熱モードでは加熱器を不動作状態とし、Wm
面に照射する太陽熱をヒートパイプで集熱して前記温水
器に給水した水を加温するよう構成したことにより、同
−設備を使用して降雪時期には屋根上に降り積もった雪
を人手の作業に鎖ることなく効率的に融雪し、また降雪
時期以外では太陽熱温水器として有効活用できる等、多
目的用途への利用が図れる実用的価値の高いヒートパイ
プ式融雪兼太陽熱温水装置を提供することかで゛きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例によるヒートパイプ式融雪兼
太陽熱温水装置の家屋屋根面への据付状態図、第2図は
第1図を平面的に展開した装置の配管系統図、第3図、
第4図はそれぞれ融雪モード、太陽熱集熱モードの運転
状態図、第5図、第6図はそれぞれヒートパイプの異な
る実施例の構成図、第7図、第8図はさらに異なる実施
例の平面図、側面図である。各図において、 1:屋根、2:家屋、3:ヒートパイプ、31:蒸発部
、32:凝縮部、33.39=放、受熱フィン、34:
ヒートパイプの密封パイプ、35:ウィツク、36:作
動液、37:凝縮ヘッダ管、38:蒸発ヘッダ第1図 32      互 33放、梵熟スノ l         、1 54  i、      3 ・ ■ ql   43   A1 第5図 第7図     第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)家屋の屋根面に沿って並置敷設された不凍性作動液
    を封入したヒートパイプと、該ヒートパイプのボトムを
    融雪モードの蒸発部として該蒸発部に伝熱配備した加熱
    器と、ヒートパイプのトップを太陽熱集熱モードの凝縮
    部として該凝縮部に伝熱配備した温水器とから成り、融
    雪モードでは温水器を不動作状態とし、かつ前記加熱器
    を通じてヒートパイプの蒸発部に熱を与えて屋根面に降
    り積もった雪を融雪し、太陽熱集熱モードでは加熱器を
    不動作状態とし、屋根面に照射する太陽熱をヒートパイ
    プで集熱して前記温水器に給水した水を加温するように
    したことを特徴とするヒートパイプ式融雪兼太陽熱温水
    装置。 2)特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ式融雪兼
    太陽熱温水装置において、ヒートパイプの屋根面敷設領
    域に放、受熱フィンが伝熱的に装着されていることを特
    徴とするヒートパイプ式融雪兼太陽熱温水装置。 3)特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ式融雪兼
    太陽熱温水装置において、ヒートパイプがウィック付き
    のヒートパイプであることを特徴とするヒートパイプ式
    融雪兼太陽熱温水装置。 4)特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ式融雪兼
    太陽熱温水装置において、ヒートパイプがウィック無し
    構造であり、かつボトムからパイプ全長の略中間部位ま
    で作動液が充填されていることを特徴とするヒートパイ
    プ式融雪兼太陽熱温水装置。 5)特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ式融雪兼
    太陽熱温水装置において、ヒートパイプの複数本でモジ
    ュールを構成し、かつ該モジュールの各ヒートパイプ相
    互間でトップおよびボトムの間がそれぞれ凝縮ヘッダ管
    および蒸発ヘッダ管で連通接続されていることを特徴と
    するヒートパイプ式融雪兼太陽熱温水装置。
JP61053017A 1986-03-11 1986-03-11 ヒ−トパイプ式融雪兼太陽熱温水装置 Pending JPS62210352A (ja)

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JP61053017A JPS62210352A (ja) 1986-03-11 1986-03-11 ヒ−トパイプ式融雪兼太陽熱温水装置

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JP61053017A JPS62210352A (ja) 1986-03-11 1986-03-11 ヒ−トパイプ式融雪兼太陽熱温水装置

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Publication Number Publication Date
JPS62210352A true JPS62210352A (ja) 1987-09-16

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ID=12931130

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JP61053017A Pending JPS62210352A (ja) 1986-03-11 1986-03-11 ヒ−トパイプ式融雪兼太陽熱温水装置

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JP (1) JPS62210352A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03111862U (ja) * 1990-02-28 1991-11-15
JP2009047316A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Mitsubishi Materials Natural Resources Development Corp ヒートパイプによる集熱、給熱システム
EP2236954A2 (de) 2009-03-30 2010-10-06 Walter Hartmann Sonnenkollektoreinrichtung, Solaranlage und Verfahren zum Betreiben einer Solaranlage
US20180066438A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 Ryan White Solar Powered Heated Roof
CN110617635A (zh) * 2019-03-14 2019-12-27 山东大学 一种提高毛细部件毛吸力的太阳能集热器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03111862U (ja) * 1990-02-28 1991-11-15
JP2009047316A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Mitsubishi Materials Natural Resources Development Corp ヒートパイプによる集熱、給熱システム
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US20180066438A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 Ryan White Solar Powered Heated Roof
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