(57)【要約】【課題】  電力や燃料の消費量が少ない高効率なパネルヒータを提供する。【解決手段】  パネルヒータ１は、電動圧縮機１２により二酸化炭素冷媒を循環する冷媒回路と、ラジエータパネル１０とを備える。冷媒回路は、電動圧縮機１２と、ガスクーラ１４と、キャピラリチューブ１６及び蒸発器２０等を順次環状に配管接続する。ラジエータパネル１０をガスクーラ１４と並列に接続し、冷媒回路にラジエータパネル１０に二酸化炭素冷媒を流すかガスクーラ１４に流すかを制御する第１、第２の三方弁１８、２２を備える。【選択図】図１
2006022972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動圧縮機により二酸化炭素冷媒を循環して成る冷媒回路と、ラジエータパネルとを備え、前記電動圧縮機より吐出された高温の二酸化炭素冷媒を前記ラジエータパネルに循環することを特徴とするパネルヒータ。
【請求項２】
前記冷媒回路は、前記電動圧縮機と、ガスクーラと、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続して構成され、前記ラジエータパネルは前記ガスクーラと並列に接続されると共に、該ラジエータパネルに二酸化炭素冷媒を流すか前記ガスクーラに流すかを制御する流路制御装置を備えたことを特徴とする請求項１のパネルヒータ。
【請求項３】
相変化物質を貯溜した蓄熱槽と、該蓄熱槽と前記蒸発器との間で熱搬送を行う熱搬送回路とを備え、前記ガスクーラを前記蓄熱槽と交熱的に設けたことを特徴とする請求項２のパネルヒータ。
【請求項４】
前記熱搬送回路を、オイルを封入した循環回路と、該循環回路内にオイルを循環させるためのポンプとから構成したことを特徴とする請求項３のパネルヒータ。
【請求項５】
前記電動圧縮機、流路制御装置及びポンプを制御する制御装置を備え、
該制御装置は、前記ラジエータパネルによる暖房を行わないときに、前記電動圧縮機を運転し、前記流路制御装置により前記電動圧縮機から吐出された二酸化炭素冷媒を前記ガスクーラに流すことにより、前記蓄熱槽に蓄熱を行うと共に、前記ラジエータパネルにて暖房を行う場合、前記電動圧縮機を運転し、前記流路制御装置により前記電動圧縮機から吐出された二酸化炭素冷媒を前記ラジエータパネルに流し、且つ、前記ポンプを運転して前記蓄熱槽の熱量を前記蒸発器に搬送することを特徴とする請求項４のパネルヒータ。
【請求項６】
光により発電を行うソーラー発電手段を備え、該ソーラー発電手段の出力を前記電動圧縮機及び／又は前記ポンプに印加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のパネルヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動圧縮機により二酸化炭素冷媒を循環して成る冷媒回路と、光により発電を行うソーラー発電手段を備えたパネルヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりパネルヒータとしては、商用電源から供給される電力を電気ヒータに通電し、オイルを温めて暖房を行うものが知られている。また、灯油などの燃料を使用するボイラーで水を温め、温水を循環して暖房するものもある。しかしながら、これらの暖房方式では電気ヒータや燃料を使用することから多大な電力や燃料を消費していた。
【０００３】
一方、近年では自然エネルギーでえある太陽光を利用して暖房を行うものとして太陽光暖房給湯システムがある。この太陽光暖房給湯システムでは、太陽光の熱を集熱する集熱器から得た熱を、温水或いは不凍液等の作動流体に蓄熱して搬送する、所謂顕熱熱搬送形態を採っている。そして、蓄熱した作動流体を搬送して一旦蓄熱槽に蓄え、必要に応じて作動流体の熱を給湯熱量として利用すると共に、この熱を暖房として利用していた。
【０００４】
また、タンク構造の低元蒸発器中の二酸化炭素（ＣＯ2）を固体（ドライアイス）と液状の二酸化炭素液の混合状態として低温を蓄熱する方法もある。このようにすることで、超臨界の状態で二酸化炭素を使用でき、熱効率がよい（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１４１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような太陽光暖房給湯システムでは、集熱器から蓄熱槽まで作動流体を搬送するための配管工事を行わなければならなかった。このため、特に既に建てられている家屋に据え付ける場合には困難を要する問題があった。
【０００６】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、電力や燃料の消費量が少ない高効率なパネルヒータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、本発明のパネルヒータは、電動圧縮機により二酸化炭素冷媒を循環して成る冷媒回路と、ラジエータパネルとを備え、電動圧縮機より吐出された高温の二酸化炭素冷媒をラジエータパネルに循環することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明のパネルヒータは、上記に加えて、冷媒回路は、電動圧縮機と、ガスクーラと、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続して構成され、ラジエータパネルはガスクーラと並列に接続されると共に、このラジエータパネルに二酸化炭素冷媒を流すかガスクーラに流すかを制御する流路制御装置を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３の発明のパネルヒータは、請求項２に加えて、相変化物質を貯溜した蓄熱槽と、この蓄熱槽と蒸発器との間で熱搬送を行う熱搬送回路とを備え、ガスクーラを蓄熱槽と交熱的に設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明のパネルヒータは、請求項３において、熱搬送回路を、オイルを封入した循環回路と、この循環回路内にオイルを循環させるためのポンプとから構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５の発明のパネルヒータは、請求項４に加えて、電動圧縮機、流路制御装置及びポンプを制御する制御装置を備え、この制御装置は、ラジエータパネルによる暖房を行わないときに、電動圧縮機を運転し、流路制御装置により電動圧縮機から吐出された二酸化炭素冷媒をガスクーラに流すことにより、蓄熱槽に蓄熱を行うと共に、ラジエータパネルにて暖房を行う場合、電動圧縮機を運転し、流路制御装置により電動圧縮機から吐出された二酸化炭素冷媒をラジエータパネルに流し、且つ、ポンプを運転して蓄熱槽の熱量を蒸発器に搬送することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６の発明のパネルヒータは、請求項１乃至請求項５に加えて、光により発電を行うソーラー発電手段を備え、このソーラー発電手段の出力を電動圧縮機及び／又はポンプに印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のパネルヒータは、電動圧縮機により二酸化炭素冷媒を循環して成る冷媒回路と、ラジエータパネルとを備え、電動圧縮機より吐出された高温の二酸化炭素冷媒をラジエータパネルに循環するので、冷媒回路にて汲み上げた熱量を用いてラジエータパネルを加熱し、このラジエータパネルによって効率的な暖房を行うことが可能となる。
【００１４】
また、請求項２の発明では、上記に加えて冷媒回路は、電動圧縮機と、ガスクーラと、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続して構成され、ラジエータパネルはガスクーラと並列に接続されると共に、このラジエータパネルに二酸化炭素冷媒を流すかガスクーラに流すかを制御する流路制御装置を備えているので、流路制御装置により二酸化炭素冷媒をラジエータパネルに流し、蒸発器にて汲み上げた熱量をラジエータパネルに搬送して効率的な暖房を実現することが可能となる。
【００１５】
特に、請求項３の発明の如く相変化物質を貯溜した蓄熱槽と、この蓄熱槽と蒸発器との間で熱搬送を行う熱搬送回路とを設け、ガスクーラを蓄熱槽と交熱的に設ければ、ラジエータパネルにて暖房を行わないときにガスクーラにて蓄熱槽に蓄熱しておき、ラジエータパネルで暖房を行うときに、この蓄熱槽の熱量を蒸発器に搬送して汲み上げさせ、暖房に供することが可能となる。これにより、ラジエータパネルによる暖房能力の向上を図ることができるようになる。
【００１６】
また、請求項４の如く熱搬送回路を、オイルを封入した循環回路と、この循環回路内にオイルを循環させるためのポンプとから構成すれば、比較的簡単な構成にて蓄熱槽の熱量を高効率で蒸発器に搬送することができるようになる。
【００１７】
そして、請求項５の如く電動圧縮機、流路制御装置及びポンプを制御する制御装置を設け、この制御装置により、ラジエータパネルによる暖房を行わないときに、電動圧縮機を運転し、流路制御装置により電動圧縮機から吐出された二酸化炭素冷媒をガスクーラに流すことにより、蓄熱槽に蓄熱を行うと共に、ラジエータパネルにて暖房を行う場合、電動圧縮機を運転し、流路制御装置により電動圧縮機から吐出された二酸化炭素冷媒をラジエータパネルに流し、且つ、ポンプを運転して蓄熱槽の熱量を蒸発器に搬送するようにすれば、蓄熱槽への蓄熱と、暖房時の熱搬送が円滑に行われるようになる。
【００１８】
更に、請求項６の如く光により発電を行うソーラー発電手段を備え、このソーラー発電手段の出力を電動圧縮機及び／又はポンプに印加するようにすれば、通常ラジエータパネルにて暖房を行わない昼間にソーラー発電手段の出力を用いて電動圧縮機を運転し、蓄熱することができるようになり、より効率的な暖房を実現できる。また、ソーラー発電手段の出力を蓄えておき、ポンプを運転して熱搬送を行えば、尚一層の省エネ化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、二酸化炭素冷媒を循環して成る冷媒回路を備えたパネルヒータにより暖房することを最も主要な特徴とする。即ち、省エネ化を図り、より効率的な暖房を実現するという目的を、二酸化炭素冷媒を循環して成る冷媒回路とパネルヒータを組み合わせることにより実現した。
【００２０】
次に、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の一実施例を示すパネルヒータ１の構成図、図２は本発明の一実施例のパネルヒータ１に関する電気回路のブロック図をそれぞれ示している。実施例のパネルヒータ１は、冷媒回路５１と熱搬送回路５２とを交熱的に備えており、冷媒回路５１は図１に示すように、電動圧縮機１２と、該電動圧縮機１２の吐出側の配管１２Ａに接続されたガスクーラ（放熱用の熱交換器）１４と、ガスクーラ１４の出口側の配管１４Ａに接続されたキャピラリチューブ１６（減圧装置）と、キャピラリチューブ１６の出口側の配管１６Ａに接続された蒸発器２０等から成り、蒸発器２０の出口を電動圧縮機１２の吸込側に接続して環状の冷媒サイクルが構成されている。
【００２１】
ここで、冷媒回路５１には冷媒として地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である高低圧差の大きい冷媒、即ち、二酸化炭素（ＣＯ2）を使用しており、電動圧縮機１２の潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが使用される。
【００２２】
また、電動圧縮機１２の吐出側の配管１２Ａには、第１の三方弁１８（本発明の流路制御装置に相当）が接続され、ガスクーラ１４の出口側の配管１４Ａには、第２の三方弁２２（本発明の流路制御装置に相当）が接続されている。第１の三方弁１８には室内（図示せず）の暖房を行うためのラジエータパネル１０の入口側の配管１０Ａが接続され、ラジエータパネル１０の出口側の配管１０Ｂは、第２の三方弁２２に接続され、これにより、ラジエータパネル１０はガスクーラ１４と並列に接続される。
【００２３】
そして、第１の三方弁１８は、電動圧縮機１２から吐出された二酸化炭素冷媒をガスクーラ１４に流す場合、電動圧縮機１２から吐出された二酸化炭素冷媒がラジエータパネル１０へ流れるのを阻止し、電動圧縮機１２から吐出された二酸化炭素冷媒をラジエータパネル１０へ流す場合、電動圧縮機１２から吐出された二酸化炭素冷媒がガスクーラ１４へ流れるのを阻止する。
【００２４】
また、第２の三方弁２２は、電動圧縮機１２から吐出された二酸化炭素冷媒をガスクーラ１４に流す場合、ガスクーラ１４を出た二酸化炭素冷媒をキャピラリチューブ１６に流してラジエータパネル１０へ流れるのを阻止し、電動圧縮機１２から吐出された二酸化炭素冷媒を第１の三方弁１８を介してラジエータパネル１０に流す場合、ラジエータパネル１０から出た二酸化炭素冷媒をキャピラリチューブ１６に流してガスクーラ１４に流れるのを阻止する。即ち、第１の三方弁１８及び第２の三方弁２２は、冷媒回路５１内の二酸化炭素冷媒をラジエータパネル１０に流すかガスクーラ１４に流すかを制御する。
【００２５】
前記熱搬送回路５２は、封入した例えばオイルを循環させ、このオイルにより熱を搬送するための回路で、オイルを循環させるためのポンプ３０と、蓄熱を行うための蓄熱槽３２とから構成されている。ポンプ３０の出口側のオイル管３０Ｂは蓄熱槽３２に接続され、蓄熱槽３２の出口側に設けられたオイル管３２Ｂは蒸発器２０を通りポンプ３０の入口側に接続される環状のオイル循環回路を構成している。このオイル循環回路内には交熱に優れ、熱を効率よく搬送することが可能なオイルが封入される。
【００２６】
蓄熱槽３２内には所定の温度で個体、それ以上の温度で液体となり、このときに大量の熱を蓄えることができる相変化物質を収容している。相変化物質としては、例えば＋５５℃以下では固体、＋５５℃より高い温度で液体となる酢酸ソーダ、或いは、＋４７℃以下では固体、＋４７℃より高い温度で液体となる酢酸ソーダ混合物などが挙げられ、これらの何れかが蓄熱槽３２内に貯留される。尚、本実施例では酢酸ソーダで説明する。
【００２７】
また、蓄熱槽３２内には、電動圧縮機１２の出口側の配管１２Ａに接続されて高温の二酸化炭素冷媒が流通するガスクーラ１４の冷媒配管１４Ｂと、ポンプ３０の入口側に接続されてオイルが流通するオイル配管３２Ａとが設けられている。このガスクーラ１４の冷媒配管１４Ｂと、オイル配管３２Ａとは蓄熱槽３２内に収容した相変化物質に浸されている。
【００２８】
詳しくは、冷媒配管１４Ｂとオイル配管３２Ａは、コイル状或いは蛇行状に形成され、この状態で蓄熱槽３２内全体に略均等間隔でコイル状或いは蛇行状に沈められて相変化物質に浸されている。また、冷媒配管１４Ｂ内を流れる冷媒とオイル配管３２Ａ内を流れるオイルは対向流となるように構成されている。これによって、ガスクーラ１４を通る二酸化炭素冷媒と蓄熱槽３２内に収容した相変化物質とを交熱的に配設すると共に、オイル配管３２Ａ内を流通するオイルと蓄熱槽３２内に収容した相変化物質とを交熱的に配設している。即ち、ガスクーラ１４を蓄熱槽３２と交熱的に配設している。
【００２９】
そして、電動圧縮機１２を出た高温の二酸化炭素冷媒がガスクーラ１４内に流入して冷媒配管１４Ｂを通過する過程で、蓄熱槽３２内に収容された冷媒配管１４Ｂ周囲の相変化物質を例えば＋５５℃以上で加熱して固体の相変化物質を液状に変化させる。この場合、固体の相変化物質を液状に変化させているので、相変化物質が固体にならない限り安定して熱エネルギーを蓄積（蓄熱）しておくことができる。係る固体の相変化物質を液状に変化させて熱エネルギーを蓄積しておく技術については、従来より周知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００３０】
また、蒸発器２０は、例えば二酸化炭素冷媒が流通する蛇行状の冷媒配管２０Ａとオイルが流通するオイル管３２Ｃとを交熱的に密着固定、或いは、２枚のプレートを貼り合わせて二酸化炭素冷媒とオイルとを流通させる流路を膨出させて形成した、所謂ロールボンド式の熱交換器にて構成されている。また、蒸発器２０の冷媒配管２０Ａ内を流れる冷媒とオイル管３２Ｃ内を流れるオイルは対向流となるように構成されている。このように、蒸発器２０に冷媒配管２０Ａと熱搬送回路５２のオイル管３２Ｃとを交熱的に設けることにより、冷媒回路５１と熱搬送回路５２との熱を効率よく熱交換できるように構成している。
【００３１】
また、パネルヒータ１には図２に示すように、電動圧縮機１２と第１、第２の三方弁１８、２２及びポンプ３０の運転を制御するため、汎用のマイクロコンピュータからなる制御装置３６が設けられている。該制御装置３６は、第１、第２の三方弁１８、２２を切り換えて電動圧縮機１２から二酸化炭素冷媒を第１の三方弁１８、ガスクーラ１４、第２の三方弁２２、キャピラリチューブ１６、蒸発器２０を介して電動圧縮機１２に戻す循環回路と、二酸化炭素冷媒を電動圧縮機１２から第１の三方弁１８、ラジエータパネル１０、第２の三方弁２２、キャピラリチューブ１６、蒸発器２０を介して電動圧縮機１２に戻る循環回路とに切り換える。
【００３２】
また、制御装置３６は、ラジエータパネル１０による暖房を行わないときは、第１、第２の三方弁１８、２２を制御して電動圧縮機１２から吐出される二酸化炭素冷媒をガスクーラ１４に流して蓄熱槽３２に蓄熱を行い、ラジエータパネル１０にて暖房を行う場合、第１、第２の三方弁１８、２２を制御して、電動圧縮機１２から吐出される二酸化炭素冷媒をラジエータパネル１０に流すと共に、ポンプ３０を運転して蓄熱槽３２に蓄熱した熱エネルギーを熱搬送回路により蒸発器２０に搬送して電動圧縮機１２に吸い込まれる二酸化炭素冷媒を加熱（冷媒に熱を与える）する。これにより、電動圧縮機１２から吐出される二酸化炭素冷媒の温度を効果的に上昇させることができるように構成している。即ち、蓄熱槽３２に蓄積した熱エネルギーで電動圧縮機１２に吸い込まれる二酸化炭素冷媒の温度を上昇させ、電動圧縮機１２から吐出される二酸化炭素冷媒の温度を効果的に上昇させる。これにより、ラジエータパネル１０の温度を上昇させて高効率な暖房を行い、省エネを効果的に行えるように構成している。このとき、例えばラジエータパネル１０内の二酸化炭素冷媒の温度が約＋７０℃とすると、ラジエータパネル１０の表面温度約＋５０℃の暖房温度となる。
【００３３】
一方、電動圧縮機１２、第１、第２の三方弁１８、２２及びポンプ３０は屋内分電盤４０を介して系統商用交流電源ＡＣに接続されている。屋内分電盤４０には、照明器具、洗濯機、電子レンジ、オーブン、電熱器、エアコン、暖房器具、扇風機、冷蔵庫、テレビ、ビデオなどの音響機器、コピー機器、電話或いは工作機械などの電気機器からなる室内負荷４４が接続される。
【００３４】
屋内分電盤４０は、家屋内配線の一部に大量の電力が流れることにより家屋内全体の給電が停止してしまうのを防止するため家屋内を複数に分割して電力を供給すると共に、屋内配線の一部に大量の電力が流れることにより電気事故が発生してしまうのを防止するため使用箇所に応じて電力量を分配する器具である。
【００３５】
また、屋内分電盤４０にはＤＣ／ＡＣ変換装置４８を介して、屋根上などに設置され太陽光により所定の発電電力を得られる太陽電池パネル（ソーラーパネル）４６（本発明のソーラー発電手段に相当）が接続されている。該太陽電池パネル４６で発電された電力は直流（ＤＣ）であるため、インバータを備えたＤＣ／ＡＣ変換装置４８を介して屋内分電盤４０に接続されている。このＤＣ／ＡＣ変換装置４８は、太陽電池パネル４６で発電された直流電力を昇圧して交流電力に変換し、一般家庭で使用可能な１００Ｖ、或いは、２００Ｖの交流５０Ｈｚ、或いは、６０Ｈｚに変換する。
【００３６】
また、太陽電池パネル４６としては、室内負荷４４及びパネルヒータ１など一般家庭で昼間使用する全体の電力量をまかなえる、例えば約３Ｋｗ〜５Ｋｗ或いはそれ以上の大きな発電能力を有するものが備えられている。尚、ＤＣ／ＡＣ変換装置４８にて直流電力を一般家庭で使用できる周波数及び電圧に変換する技術については、従来より周知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００３７】
また、屋内分電盤４０には電力を系統商用交流電源ＡＣに売電可能な売電装置（図示せず）が備えられている。この売電装置は、太陽電池パネル４６にて発電された電力でパネルヒータ１や室内負荷４４を動作させた状態で余剰電力が生じると、売電装置に内蔵したインバータで系統商用交流電源ＡＣに流れる電力の電圧より所定の電圧だけ高くする。勿論インバータにて系統商用交流電源ＡＣの周波数に一致させている。これによって、太陽電池パネル４６で発電された電力を系統商用交流電源ＡＣに流し、電力会社に売電している。尚、太陽電池パネル４６で発電した電力をインバータで変換して系統商用交流電源ＡＣに供給し、電力会社に売電する技術については従来より周知の技術であり詳細な説明を省略する。尚、売電装置は屋内分電盤４０或いは別に設けても差し支えない。
【００３８】
以上の構成で次に、図３を参照してパネルヒータ１の動作を説明する。尚、図３では冷媒回路５１と熱搬送回路５２を図示し、太陽電池パネル４６、系統商用交流電源ＡＣなどは図示していない。また、パネルヒータ１は昼間太陽が出ているときに太陽電池パネル４６にて発電された電力（この場合、電力が足りない場合は系統商用交流電源ＡＣから補充される）で蓄熱槽３２に熱エネルギーの蓄熱を行い、夜間は蓄熱槽３２にした蓄熱した熱エネルギーを暖房に使用する。
【００３９】
先ず、昼間制御装置３６は電動圧縮機１２から吐出される二酸化炭素冷媒がガスクーラ１４に流入してキャピラリチューブ１６に流れるように第１、第２の三方弁１８、２２を切り換える。このとき、制御装置３６はポンプ３０の運転を行わない。そして、昼間太陽光を受けて太陽電池パネル４６が発電すると、その発電した電力がＤＣ／ＡＣ変換装置４８及び屋内分電盤４０を介して電動圧縮機１２に供給されて駆動される。電動圧縮機１２が駆動されると、図３中矢印で示すように電動圧縮機１２から吐出側の配管１２Ａに吐出された高温高圧のガス状二酸化炭素冷媒が第１の三方弁１８からガスクーラ１４に至る。そして、高温のガス状の二酸化炭素冷媒はガスクーラ１４内の冷媒配管１４Ｂを通過する過程で放熱し、蓄熱槽３２内に配設された相変化物質を加熱して固体の相変化物質を液状に変化させる。
【００４０】
このとき、高温の二酸化炭素冷媒は、相変化物質に熱を放出して冷却され、固体の相変化物質は熱を吸収して液化することにより蓄熱するが、二酸化炭素冷媒はこの時点では凝縮せず、超臨界の状態（ガス状）でガスクーラ１４の冷媒配管１４Ｂ内を通過する。従って、高い加熱能力を得ることができる。そして、冷却された二酸化炭素冷媒は、ガスクーラ１４の出口側の配管１４Ａから出て第２の三方弁２２からキャピラリチューブ１６に至り、そこで減圧されて液化した後、蒸発器２０に流入する。蒸発器２０の冷媒配管２０Ａに流入した二酸化炭素冷媒は蒸発（吸熱）し、電動圧縮機１２に帰還する。これが繰り返され、パネルヒータ１は、太陽が出ている昼間は系統商用交流電源ＡＣを使用せずに太陽電池パネル４６にて発電された電力だけで蓄熱槽３２に熱エネルギーを蓄積する。
【００４１】
次に、太陽光のない夜間暖房を使用する際、太陽電池パネル４６は太陽光を受けられないので、パネルヒータ１は系統商用交流電源ＡＣからの電力が供給される。制御装置３６は、電動圧縮機１２から吐出された二酸化炭素冷媒がラジエータパネル１０を通過してキャピラリチューブ１６に流れるように第１、第２の三方弁１８、２２を切り換えると共に、電動圧縮機１２の運転を行う。また、暖房が高中負荷であるときはポンプ３０も運転する。
【００４２】
ポンプ３０が駆動されると、熱搬送回路５２内のオイルは図４中矢印で示すように蓄熱槽３２内のオイル配管３２Ａを通過する時点で蓄熱された熱で温められ、蒸発器２０のオイル管３２Ｃを経てポンプ３０に戻る循環を繰り返す。同時に電動圧縮機１２が駆動されて、図４矢印で示すように電動圧縮機１２から吐出側の配管１２Ａに吐出された高温高圧のガス状二酸化炭素冷媒は、第１の三方弁１８からラジエータパネル１０に流入し、そこで放熱して室内の暖房を行いこれが繰り返される。同様にこのラジエータパネル１０では冷媒は凝縮せず、超臨界状態のまま通過するので、高い暖房能力が得られる。そして、ラジエータパネル１０で放熱した二酸化炭素冷媒は、第２の三方弁２２を介してキャピラリチューブ１６に至り、そこで減圧されて液化した後、蒸発器２０に流入する。
【００４３】
蒸発器２０は前述した如く冷媒配管２０Ａと熱搬送回路５２のオイル管３２Ｃとが交熱的に設けられているので、蒸発器２０の冷媒配管２０Ａに流入した二酸化炭素冷媒は、蓄熱槽３２内で温められ、ポンプ３０でオイル管３２Ｃに搬送されたオイルと熱交換することにより、熱搬送回路５２から冷媒回路５１に熱を汲み上げる。そして、熱搬送回路５２から熱を汲み上げ、温められた二酸化炭素冷媒は電動圧縮機１２に吸い込まれる。また、蒸発器２０内で二酸化炭素冷媒と熱交換し、冷やされたオイルは、熱搬送回路５２を搬送されて再び蓄熱槽３２内に流入し、そこでオイルは相変化物質にて温められる。このとき、液状の相変化物質は熱を放出して固化していき、熱を放出し終えると固体になり、これが繰り返される。
【００４４】
このように、太陽が出ている昼間は系統商用交流電源ＡＣからの電力を使用せずに太陽電池パネル４６の電力で、熱搬送回路５２に設けた蓄熱槽３２に蓄熱する。そして、電動圧縮機１２より吐出された高温高圧の二酸化炭素冷媒をラジエータパネル１０に循環すると共に、冷媒回路５１の蒸発器２０にて熱搬送回路５２から汲み上げた熱を用いてラジエータパネル１０を加熱しているので、このラジエータパネル１０によって高性能且つ効率的に室内の暖房を行うことが可能となる。
【００４５】
即ち、パネルヒータ１は、系統商用交流電源ＡＣを使用せずに太陽電池パネル４６で発電した電力で、冷媒回路５１の電動圧縮機１２と第１の三方弁１８と第２の三方弁２２及び熱搬送回路５２のポンプ３０を駆動し、熱搬送回路５２に設けた蓄熱槽３２に蓄熱し、蓄熱槽３２に蓄熱した熱を汲み上げてラジエータパネル１０を加熱して暖房を行っているので、系統商用交流電源ＡＣからの電力や、ボイラーなどの加熱手段からの熱を利用しなくても好適な暖房を行うことができる。これにより、大幅な省エネを計ることが可能となる。
【００４６】
この場合、電動圧縮機１２と、ガスクーラ１４と、キャピラリチューブ１６及び蒸発器２０等を順次環状に配管接続して冷媒回路５１を構成し、ラジエータパネル１０をガスクーラ１４と並列に接続すると共に、ラジエータパネル１０に二酸化炭素冷媒を流すかガスクーラ１４に流すかを制御する第１、第２の三方弁１８、２２を備えているので、暖房しないときには第１、第２の三方弁１８、２２により二酸化炭素冷媒をガスクーラ１４に流して蓄熱しておき、暖房時には二酸化炭素冷媒をラジエータパネル１０に流し、且つ、蒸発器２０にて熱搬送回路５２から汲み上げた熱をラジエータパネル１０に搬送して効率的な暖房を実現することができるようになる。これにより、蓄熱槽３２への蓄熱と、暖房時の熱搬送を円滑に行い、ラジエータパネル１０による暖房能力を大幅に向上させることができる。
【００４７】
また、熱搬送回路５２はオイルを封入した循環回路と、この循環回路内に設けたオイルを循環させるためのポンプ３０などで構成されているので、比較的簡単な構成にて蓄熱槽３２に蓄熱した熱を高効率で蒸発器２０に搬送することができる。
【００４８】
特に、太陽光により発電を行う太陽電池パネル４６の出力を電動圧縮機１２やポンプ３０に印加するようにしているので、通常ラジエータパネル１０にて暖房を行わない昼間に系統商用交流電源ＡＣの電力を使用せずに太陽電池パネル４６の出力を用いて電動圧縮機１２を運転し、蓄熱槽３２に蓄熱することができる。これにより、系統商用交流電源ＡＣの電力使用量を抑えられるのでより効率的な暖房を実現することができる。
【００４９】
尚、暖房負荷が軽負荷の場合には、ポンプ３０は停止して熱搬送回路５２を使用しない。これによって、熱搬送回路５２の無用な動作を防止し、更なる効率化を図ることができるようになる。
【００５０】
また、実施例では太陽電池パネル４６で発電された電力で室内負荷４４を動作させ、余剰電力を電力会社に売電しているが、余剰電力を売電及び蓄電池に蓄えておき、ポンプ３０を運転して熱搬送を行えば、尚一層の省エネ化を実現することができる。
【００５１】
また、実施例では熱搬送回路５２内にオイルを封入したが、熱搬送回路内はオイルに限らず、潜熱を利用して熱の移動を行うヒートパイプを利用しても差し支えない。このヒートパイプは、密閉された所定の長さの金属パイプと、この金属パイプ内に封入された作動流体にて構成されている。そして、ポンプ３０の代わりに制御装置３６にてヒートパイプ内の作動流体の移動を阻止する弁を設け、熱を蓄熱槽３２に蓄熱する場合は弁を閉じてヒートパイプ内の作動流体の移動を阻止し、ラジエータパネル１０にて暖房する場合は弁を閉じてヒートパイプ内の作動流体にて蓄熱槽３２から蒸発器２０に熱の移動を行えばよい。これにより、オイルを循環させるためのポンプ３０が不要になるので、更に省エネ化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例を示すパネルヒータの構成図である。
【図２】本発明の一実施例のパネルヒータの電気回路のブロック図である。
【図３】図１のパネルヒータの蓄熱動作を示す図である。
【図４】図３で蓄熱した熱を利用してラジエータパネルで暖房を行うパネルヒータの暖房動作を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  パネルヒータ
１０  ラジエータパネル
１２  電動圧縮機
１４  ガスクーラ
１６  キャピラリチューブ（減圧装置）
１８  第１の三方弁
２０  蒸発器
２０Ａ  冷媒配管
２２  第２の三方弁
３０  ポンプ
３０Ｂ  オイル管
３２  蓄熱槽
３２Ａ  オイル配管
３２Ｂ、３２Ｃ  オイル管
３６  制御装置
４０  屋内分電盤
４６  太陽電池パネル（ソーラー発電手段）
４８  ＤＣ／ＡＣ変換装置
５１  冷媒回路
５２  熱搬送回路
ＡＣ  系統商用交流電源
【図１】
2006022972.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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