(57)【要約】【課題】単純な構成で、成績係数の高いヒートポンプを実現する。【解決手段】一形態にかかるヒートポンプは、圧縮部、凝縮器、膨張部、及び蒸発器を有する媒体回路を備えるヒートポンプであって、前記蒸発器及び前記凝縮器の少なくともいずれか一方は、第１エリアと前記第１エリアよりも温度の低い第２エリアとにわたって複数往復し、前記第１エリアで熱交換する受熱部と、前記第２エリアで熱交換する放熱部と、を有する管路と、前記管路内に配された第１の熱媒と、を有する自励振動ヒートパイプを備えて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮部、凝縮器、膨張部、及び蒸発器を有する媒体回路を備えるヒートポンプであって、
前記蒸発器及び前記凝縮器の少なくともいずれか一方は、第１エリアと前記第１エリアよりも温度の低い第２エリアとにわたって複数往復し、前記第１エリアで熱交換する受熱部と、前記第２エリアで熱交換する放熱部と、を有する管路と、前記管路内に配された第１の熱媒と、を有する自励振動ヒートパイプを備えて構成されることを特徴とするヒートポンプ。
【請求項２】
前記自励振動ヒートパイプの前記管路は直径５ｍｍ以下の細管で構成され、
前記自励振動ヒートパイプは、前記第１の熱媒が、前記受熱部にて蒸発し、前記放熱部にて凝縮することにより、圧力振動を発生させて熱輸送を行うとともに、
前記媒体回路は第２の熱媒の流路を形成し、
前記自励振動ヒートパイプは前記受熱部または放熱部の一方において、前記管路内の前記第１の熱媒と前記媒体回路の前記第２の熱媒とが熱交換可能な状態に配されることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ。
【請求項３】
前記受熱部または前記放熱部の他方は、大気熱、地中熱、太陽熱、水、廃熱、雪、氷、の少なくともいずれかと熱交換可能に配されることを特徴とする請求項２記載のヒートポンプ。
【請求項４】
前記自励振動ヒートパイプの管路の長さは１０００ｍｍ以上であり、
前記管路には前記管路内の第１の熱媒の流れを制御する逆止弁が設けられることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ。
【請求項５】
前記自励振動ヒートパイプの管路の長さは１００ｍｍ以上であり、
前記管路が水平面に対して交差するように高低差を有して配置される重力発生部と、
前記第１エリア側において前記受熱部より受熱量が小さく、あるいは前記第２エリア側において前記放熱部より放熱量が小さく構成され、前記管路内の第１の熱媒の動作を規制する規制部と、を備えて構成され、
前記重力発生部の高低差による重力で前記蒸発した作動流体が上位へ移動するとともに、前記規制部により前記作動流体の動作方向が規制されることを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ。
【請求項６】
暖房、ソーラーコレクタ、給湯、融雪、冷房、冷蔵、冷凍、製氷の少なくともいずれかに用いられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のヒートポンプ。
【請求項７】
請求項３記載のヒートポンプを備え、
前記媒体回路の前記蒸発器に前記自励振動ヒートパイプが設けられ、前記自励振動ヒートパイプの前記受熱部は太陽熱を受熱可能に敷設されるとともに前記放熱部は前記媒体回路と熱交換可能に設けられ、
前記媒体回路は前記蒸発器と並列に第２の蒸発器として、空気を熱源として熱交換を行う空気熱交換器と、
前記媒体回路の前記凝縮器として、水と熱交換を行う給湯熱交換器と、
前記給湯熱交換器に接続され前記水を貯める貯湯槽と、をさらに備えることを特徴とする給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ及び給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍・冷蔵・給湯などに用いられるヒートポンプは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器の４つの要素を備えている。低温の冷媒（熱媒）を圧縮機で圧縮して高温にし、高温側に熱を供給している。例えば近年では広範囲における設置性や熱源の安定性などの理由で、空気熱を熱源とした給湯システムや太陽光を利用した給湯システム等の実用化が進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３３１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒートポンプシステムにおいては、より高い成績係数を得ることが求められるが、広範囲での設置性や回路媒体の管理などの困難性が伴うため実現が困難である。したがって、単純な構成で成績係数を向上する手段が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態にかかるヒートポンプは、圧縮部、凝縮器、膨張部、及び蒸発器を有する媒体回路を備えるヒートポンプであって、前記蒸発器及び前記凝縮器の少なくともいずれか一方は、第１エリアと前記第１エリアよりも温度の低い第２エリアとにわたって複数往復し、前記第１エリアで熱交換する受熱部と、前記第２エリアで熱交換する放熱部と、を有する管路と、前記管路内に配された第１の熱媒と、を有する自励振動ヒートパイプを備えて構成されることを特徴とする。
【０００６】
本発明の一形態にかかる給湯システムは、前記ヒートポンプを備え、前記媒体回路の前記蒸発器に前記自励振動ヒートパイプが設けられ、前記自励振動ヒートパイプの前記受熱部は太陽熱を受熱可能に敷設されるとともに前記放熱部は前記媒体回路と熱交換可能に設けられ、前記媒体回路は前記蒸発器と並列に第２の蒸発器として、空気を熱源として熱交換を行う空気熱交換器と、前記媒体回路の前記凝縮器として、水と熱交換を行う給湯熱交換器と、前記給湯熱交換器に接続された貯湯タンクと、をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態によれば、単純な構成で、成績係数の高いヒートポンプ及び給湯システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態にかかるヒートポンプを備えた給湯システムの構成を示す説明図。
【図２】自励振動ヒートパイプの構造を示す説明図。
【図３】同自励振動ヒートパイプの逆止弁の構造を示す説明図。
【図４】自励振動ヒートパイプにおける作動流体の動作を示す説明図。
【図５】他の実施形態にかかるヒートポンプを示す説明図。
【図６】他の実施形態にかかるヒートポンプを示す説明図。
【図７】他の実施形態にかかるヒートポンプを示す説明図。
【図８】他の実施形態にかかるヒートポンプを示す説明図。
【図９】他の実施形態にかかるヒートポンプを示す説明図。
【図１０】他の実施形態にかかるヒートポンプを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態かかる自励振動ヒートパイプ１及び自励振動ヒートパイプ１を用いたヒートポンプ１００について、図１乃至図３を参照して説明する。各図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれ互いに直交する３方向を示す。また、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。
【００１０】
本実施形態では、ヒートポンプ１００の一例として、太陽熱を熱源とした給湯システムに用いた例を説明する。ヒートポンプ１００は、回路媒体（第２の熱媒）の流路を構成する回路１１０を有している。回路１１０は内部に第２の流路を形成する媒体管１１０ａを備えて構成され、圧縮部１１１、凝縮器１１２、膨張部１１３、蒸発器１１４の４つの要素を備えている。
【００１１】
ヒートポンプ１００は、回路１１０の回路媒体が蒸発、圧縮、凝縮、膨張、の一連のサイクルを行うことにより蒸発器から凝縮器に熱輸送を行う。
【００１２】
蒸発器１１４側には、複数往復して配置された管路１０内の作動流体（第１の熱媒）の圧力変動を利用して熱輸送を行う自励振動ヒートパイプ１が設けられている。蒸発器１１４は自励振動ヒートパイプ１を介して太陽熱を高熱源として熱交換を行っている。
【００１３】
凝縮器１１２側には、給湯用回路１２０、凝縮器１１２と熱交換を行う給湯熱交換器１２１、給湯熱交換器１２１に接続された貯湯槽１２２、送液ポンプ１２３、などの給湯用設備を備えている。凝縮器１１２は貯湯槽１２２内の水を低熱源として熱交換を行っている。
【００１４】
図２に示すように、自励振動ヒートパイプ１は、第１の温度エリアとなる加熱部２０と第２の温度エリアとなる冷却部３０を複数往復するように蛇行状に配された管路１０内に第１の作動流体４０を封入して構成される。第１の作動流体４０の内容積は管路１０の内容積の約半分程度としている。自励振動ヒートパイプ１は、温度変化によって生じる圧力変動により自励的に発生する圧力振動で第１作動流体４０を駆動する。
【００１５】
自励振動ヒートパイプ１は細管１０ａで構成される細長い管路１０を有し、この管路１０が加熱部２０と冷却部３０とにわたって複数回往復して蛇行状に配されて構成されている。自励振動ヒートパイプ１は、Ｙ方向両端にそれぞれＵ字状に折り返されるターン部を複数形成し、これら複数のターン部がそれぞれＸ方向に並んでいる。ヒートパイプ１の両端は互いに連通されてループ状になっており、循環する一つの流路を構成している。
【００１６】
なおここでは一例として自励振動ヒートパイプ１の加熱部２０の高熱源として太陽熱を用い、冷却部３０の冷熱源はヒートポンプ１００の回路１１０における回路媒体とした例を示すが、加熱部２０及び冷却部３０はこれに限られるものではない。例えば加熱部２０と冷却部３０は温度差があればよく、また加熱部２０と冷却部３０の間に断熱部などの他の温度領域が介在していてもよい。
【００１７】
管路１０は例えば銅などの熱伝導性の金属で構成される断面円形状の細管１０ａで構成される。管路１０は、毛細管現象により蒸気泡と液柱とが管軸方向に交互に分布するように、直径５ｍｍ以下に設定する。本実施形態では例えば材質：銅、外径：３mm、内径：２mm、ターン数：１４ターン（２８チャンネル）、配設幅Ｗ：約４０５ｍｍ、配設ピッチＰ：１５ｍｍ、受熱部長さＬ２：100ｍｍ、放熱部長さＬ３：1500ｍｍ、第１の作動流体４０：R-134a、封入量割合：５３％とした。
【００１８】
管路１０は、その軸方向に沿って、冷却部３０と熱交換する放熱部１３と、加熱部２０と熱交換する受熱部１２と、が順番に配される。また、管路１０の複数箇所に作動流体４０の流れの方向を規制する規制部１４が設けられる。本実施形態では規制部１４として逆止弁５０を備えている。例えばここでは管路１０の一往復毎に逆止弁５０が設けられ、複数の規制部が等間隔で配置される。逆止弁５０同士の間隔は軸方向の長さで３０００ｍｍ（一往復）程度に設定されている。
【００１９】
受熱部１２は太陽熱を集熱可能な状態で広範囲にわたって設置される。例えば建物の屋根の上などに敷設される。図２は自励振動ヒートパイプ１の設置状態の一例としてソーラーコレクタの概略構成を示している。例えばこの図では、自励振動ヒートパイプ１を、太陽熱を集熱可能な集熱ケース３１内に配置する構成とした。なお、図では説明のために集熱ケース３１を一部切欠して示している。集熱ケース３１は上面開口のＳＵＳ製のケース３３と、開口を覆う透明で太陽光が透過可能な強化ガラス３４とを備え、内部に銅やアルミなどの熱伝導性の高い集熱板３２が収められ、集熱板３２の下にはグラスウールなどからなる断熱材３５が配されている。この集熱ケース３１内において集熱板３２上に自励振動ヒートパイプ１を配置し、集熱板３２の下側に媒体管１１０ａを通して蒸発器１１４を構成している。
【００２０】
放熱部１３は、回路１１０内の回路媒体と管路１０内の作動流体４０とが熱交換可能な状態で設置される。たとえば放熱部１３における管路１０の外周面が銅板などの集熱板３１に接触固定され、ろう付けによって媒体管１１０ａの外周囲に接触固定されることで、自励振動ヒートパイプ１の放熱部１３の作動流体４０と回路１１０の回路媒体とが熱交換可能になっている。
【００２１】
図３に示すように、逆止弁５０は例えば管路１０内の流路に浮遊可能な球状の弁体５１と、流路の作動流体の流動を妨げることなく弁体５１の動きを規制する弁体ストッパ部５２と、管路１０の弁体５１を挟んでストッパ部５２と反対側の一部が弁体５１の外径よりも小さい小径部を有してなる弁座部５３と、を備えて構成されている。逆止弁５０は作動流体４０の流れの方向を規制することにより、管路１０内に作動流体４０の循環流を発生させ、長距離の管路１０で自励振動を持続させる。
【００２２】
例えば管路１０の一部に塑性加工を施し、扁平状に変形させることにより、一方向における流路の幅が弁体５１の外径よりも小さく、他方向における流路幅が弁体５１の外径よりも大きいストッパ部５１が形成される。また、管路１０の一部に塑性加工を施し、その内面のうち、弁体５１に接触する接触面が円錐形状に構成されるとともに弁体５１の外径よりも小さい小径部を有してなる弁座部５３が管路１０に一体に形成される。この逆止弁５０により、管路１０内の流体の流れ方向が規制され、長距離の管路１０において圧力振動を持続させることが可能となる。
【００２３】
以下、本実施形態にかかるヒートポンプ１００及び自励振動ヒートパイプ１の作用について図４を参照して説明する。自励振動ヒートパイプ１の管路１０の内部の状態を示す説明図である。
【００２４】
蒸発器１１４では自励振動ヒートパイプ１により熱輸送が行われる。図４に示すように自励振動ヒートパイプ１の管路１０の内部には作動流体４０として、蒸気泡４１（気体）と液柱４２（液体）とが分布している。作動流体４０は加熱部２０での加熱により蒸発して蒸気泡４１となり、冷却部３０での冷却により凝縮して液柱４２となる。
【００２５】
作動流体４０は加熱部２０に配される受熱部１２で加熱されて気相リッチとなり、冷却部３０に配される放熱部１３において冷却されて液相リッチとなる。液が多い部分では蒸発が優勢であるので圧力が高くなり、蒸気が多い部分では凝縮が優勢であるので圧力は低下する。一方、圧力が高い部分からは作動流体４０が流出するので液が減少し、圧力の低い部分では作動流体４０が流入するので液が増加する。このような圧力と液量との相互作用によって自励的に発生する圧力振動が持続し、熱輸送を行う。すなわち、蒸気泡４１と液柱４２の存在割合の差によって生じる圧力差により自励的に発生する圧力振動により、作動流体４０が継続的に管路１０内を移動することで、熱は潜熱として、加熱部２０から冷却部３０へ運ばれ、熱輸送が行われる。すなわち、蒸発器１１４は自励振動ヒートパイプ１により太陽熱を高熱源として熱交換を行い、回路１１０内を流れる第２の作動流体１４０が加熱されることになる。
【００２６】
蒸発器１１４で加温された作動流体４０は蒸発してガス化し、コンプレッサなどの圧縮機が設けられる圧縮部１１１へ流入する。圧縮部１１１にて高温高圧ガスとなった回路媒体は凝縮器１１２へ流入し、貯湯槽１２２から送られてきた水を給湯熱交換器１２１によって加熱する。すなわち、凝縮器１１２は貯湯槽１２２内の水を低熱源として熱交換を行う。
【００２７】
加熱された水（湯）は貯湯槽１２２に送られ、貯湯される。一方、凝縮器１１２で放熱して凝縮液化した媒体は、膨張弁などが設けられた膨張部１１３（減圧部）で減圧されて蒸発器１１４へ流入する。
【００２８】
このヒートポンプ１００を用いた給湯システムでは、上記の蒸発、圧縮、凝縮、膨張、の一連のサイクルを繰り返し行うことにより、太陽熱を熱源として水を加温し、高温の湯を供給することが可能となる。
【００２９】
本実施形態にかかるヒートポンプ１００及びこれを用いた給湯システムによれば、蒸発器１１４に自励振動ヒートパイプ１を用いたことにより、太陽熱を熱源としたヒートポンプ１００の実現が可能となり高い成績係数が得られる。
【００３０】
すなわち、太陽熱はエネルギーの温度レベルが自由に設定できるとともに、受熱面の媒体（冷媒）が１００度近い高温になる。このため、圧縮部１１１におけるコンプレッサの圧縮仕事を少なく、あるいはなくすことができる。すなわち、太陽熱を熱源とすると８０度以上の温度が得られるので、８０度の給湯を考えるとコンプレッサの圧縮仕事はほとんど不要となる。この場合にはポンプなどの送液機構を設けて回路１１０の媒体を動かすだけで熱輸送が可能となる。このように太陽熱をそのまま熱源とすることができるので、非常に高温の熱源を利用することができる。例えば空気を熱源とすると熱源の温度は３０度程度であるから、太陽熱を熱源とする場合と空気を熱源とする場合とでは熱源の温度レベルが大きく異なる。したがって、本実施形態では自励振動ヒートパイプ１を用いて高温の太陽熱を熱源として利用することが可能となったため、空気を熱源とした場合と比較して、著しく高い成績係数を得ることが可能となる。
【００３１】
また、蛇行状の自励振動ヒートパイプ１を用いたことにより薄く広い面に分布する太陽熱を一本の管路で効率よく集めることができる。蛇行状の細管１０ａを配置して作動流体４０を封入するだけの単純な構成のヒートパイプ１を用いるため、薄くフレキシブルな構造であり、広範囲にわたる敷設が容易であり、設置費用を低く抑えることができる。
【００３２】
また、自励振動ヒートパイプ１の一部だけで回路１００との熱交換を行い、残りの部分を広く広げて受熱または放熱が可能となるため設置性に優れており、５ｍｍ以下の細管１０ａで構成されるため液量が小さいため、システム設計が容易である。また、既存のヒートポンプシステムに自励振動ヒートパイプ１を追加するだけで熱源を追加することができ、汎用性も高い。
【００３３】
さらに、ヒートポンプ１００では自励振動ヒートパイプ１に規制部１４を設けたことにより作動流体４０の動作をコントロールして高い熱輸送性能を維持できる。通常、自励振動ヒートパイプ１は振動流の振幅に限界があり、速度が上がると自励振動は止まる傾向にあるため、熱輸送距離は数百ｍｍとされている。本実施形態では、規制部１４によって流れの方向を規制することで、一方向の流れが発生し、振動流の振幅の限界がなくなるため単純な構成でも長距離管路における振動を継続させ、熱輸送機能を維持できる。
【００３４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。また、各部の具体的構成や材質等は上記実施形態に例示したものに限られるものではなく適宜変更可能である。
【００３５】
上記第１実施形態では規制部１４として、逆止弁５０を用いて作動流体４０の流れを規制して振動を維持するように構成した場合を例示したが、規制部１４の構成はこれに限られるものではない。
【００３６】
例えば第２の実施形態として図５に示す自励振動ヒートパイプ２では管路１０の一部が水平面に対して交差するように高低差を有して配置される重力発生部１５を構成するとともに、管路１０内の作動流体４０の動作を規制する規制部１４を備えて構成されている。規制部１４は冷却部３０側において放熱部１３より放熱量が小さく構成されるように、管路１０の一部を熱交換の対象から離間して断熱される断熱部１６によって構成される。この規制部１４によって、軸方向におけるターン部一方側と他方側とで圧力状態を異ならせている。
【００３７】
例えば図５で示す自励振動ヒートパイプ２では、管路１０は、軸方向に沿って、冷却部３０と熱交換する放熱部１３と、加熱部２０と熱交換する受熱部１２と、放熱側において放熱部１３より放熱量が小さく構成され作動流体４０の動作を規制する規制部１４と、が順番に配される。このヒートパイプ２では重力発生部１５の高低差による重力の作用により、受熱により蒸発した蒸気泡４１が重力で上位へ移動する作用を利用して自励振動を発生及び持続させている。規制部１４は例えば管路１０の一部において熱交換対象から離間して配置されることにより断熱された断熱部１６で構成され、この断熱部１６は放熱部１３よりも放熱量が小さくなっている。断熱部１６の構成は例えば熱源に対して断熱材を介して配置される構成を含む他の構成であってもよい。
【００３８】
また規制部１４により、上方に向かうＵ字状のターン部において折り返し点を中心とした両側の部分のうち一方のみ冷却され他方が断熱されることとしたので、両側が同様に冷却される場合と比べて冷却される部分は液が多く、断熱される部分は蒸気が多くなる。このような気液分布では加熱によって発生した蒸気は上方へ流れるが液の多い部分に逆流することは難しく、流の方向が一方向に規制される。この結果、振動流の振幅による流の距離の限界がなくなり、熱輸送性能が改善される。したがって、規制部１４で放熱量を小さくすることによって、圧力の差により作動流体４０の動作方向が規制されることで、循環路において自励振動を維持することができる。
【００３９】
このような自励振動ヒートパイプ２を用いても、上記第１実施形態と同様に自励振動を維持することができ、成績係数の高いヒートポンプ１００を実現できる。この他、加熱部２０側において管路のターン部の一方側のみを断熱して受熱部１２より受熱量を小さくして規制部１４として機能させてもよい。この場合には規制部１４は例えば管路１０の一部において断熱材により断熱し、あるいは熱交換対象から離間して配置して断熱した断熱部１６で構成され、この断熱部１６は受熱部１２よりも受熱量が小さくなる。また、第１実施形態と第２実施形態を組み合わせて、重力発生部及び断熱部１６による規制と逆止弁とを併用することで、より安定した圧力振動を確保することができる。
【００４０】
また、他の実施形態として図６に示すヒートポンプ２００では、第１実施形態のヒートポンプ１００を利用した給湯システムであって、さらに加熱部２０の熱源として、空気熱源を並列に備えたものである。この実施形態では第２の蒸発器２１４として空気を熱源として熱交換する熱交換器２０１を併設するとともに、蒸発器１１４と第２の蒸発器２１４を温度や天候などの状況に応じて切り替える切替手段２０２と、を備えている。この構成により太陽熱源と空気熱源を状況に応じて切替手段１０２で切り替え、適切な熱源を用いることができるので、運転コストが安く天候に左右されない給湯システムが実現できる。
【００４１】
上記実施形態では、加熱部２０は太陽熱を熱源とし、冷却部３０は回路１１０の媒体を熱源として間接的に貯湯タンクの水を冷却源として用いたが、加熱部２０や冷却部３０の例はこれに限られるものではない。例えば暖房・給湯・融雪などの加熱（高温を得る）用途の場合には、大気熱、地中熱、太陽熱、水、廃熱等から熱エネルギーを回収して利用することが可能である。また、冷却（冷熱を得る）用途の場合にも冷房・冷蔵・冷凍・製氷などの様々な熱源として用いることができる。
【００４２】
例えば他の実施形態として、図７に示すヒートポンプ２１０では、蒸発器１１４側に加え凝縮器１１２側にも自励振動ヒートパイプ１が設けられている。例えばこのヒートポンプ２１０では蒸発器１１４側のヒートパイプ１の受熱部１２で太陽熱を受熱し、放熱部１３で回路１１０と熱交換を行い回路媒体の蒸発を行う。一方、凝縮器１１２側のヒートパイプ１は、放熱部１３を広範囲に敷設して床暖房や融雪等に用い、受熱部１２では回路媒体と熱交換を行い回路媒体の凝縮を行う。
【００４３】
あるいは他の実施形態として、図８に示すヒートポンプ２２０では、蒸発器１１４側は空気を冷熱源とした熱交換を行う熱交換器２０１を設け、凝縮器１１２側に自励振動ヒートパイプ１が設けられている。このヒートポンプ２２０では、凝縮器１１２側の自励振動ヒートパイプ１の一方側の受熱部１２を回路１１０の媒体管１１０ａと熱交換可能に配置し、放熱部１３を広範囲に広げている。例えば加熱部２０側の一部分を回路１１０との熱交換に用いて、残りの大部分を冷却部３０に広範囲に広げて放熱を行い融雪などの用途に用いることができる。
【００４４】
あるいは他の実施形態として、図９に示すヒートポンプ２３０では、蒸発器１１４側に自励振動ヒートパイプ１が設けられ、凝縮器１１２側は空気を冷熱として熱交換を行う熱交換器２０１を備えている。ヒートポンプ２３０は例えば自励振動ヒートパイプ１によって太陽熱を吸収して室内に高温の空気を供給する暖房などの用途に用いることができる。
【００４５】
上記実施形態では、管路１０の両端同士が接続されてループを構成する一本の流路としたが、これに限られるものではなく、例えば両端がそれぞれ閉じられた一本の流路としてもよい。さらに上記実施形態では一本の自励振動ヒートパイプ１を備えた場合を例示したがこれに限られるものではなく、自励振動ヒートパイプ１を複数併用してもよい。さらに自励振動ヒートパイプの規制部１４を省略してもよく、この場合にも蒸発器１１４または凝縮器１１２に加熱部と冷却部とを複数往復する細管からなる自励振動ヒートパイプ１を用いることにより、圧力振動で熱輸送を行いヒートポンプの成績係数を向上することができる。
【００４６】
あるいは作動流体４０と回路媒体とを熱交換可能とする配置の変形例としては、図１０に示すように回路１１０の周りにヒートパイプ１の管路１０を巻きつけて配置してもよいし、二重管構造としてもよい。さらに、受熱部１２で太陽熱を集熱する構成の変形例としては集熱板に加えてレンズを使って集光する構成にすることもできる。この場合にはさらに温度レベルが高く設定できる。
【００４７】
なお、熱源の温度条件などの各種条件によっては圧縮機や膨張弁の機能が不要となる。例えば１００度近い太陽熱を熱源として８０度程度の給湯を行う場合には、圧縮仕事は不要となるので、温度条件によってはポンプのように圧縮仕事がない状態でも使えるように切り替える構成としてもよい。これによってどのような気象条件にでも対応できるとともに、トータルで熱効率が良いというシステムが実現できる。
【００４８】
さらに、上記実施形態の構成要件のうち一部を省略しても本発明を実現可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１、２…自励振動ヒートパイプ、１０…管路、１０ａ…細管、１２…受熱部、１３…放熱部、１４…規制部、１５…重力発生部、２０…加熱部（第１エリア）、２１…集熱板、３０…冷却部（第２エリア）、３１…熱伝導性部材、４０…作動流体（第１の熱媒）、４１…蒸気泡、４２…液柱、５０…逆止弁、５１…弁体、５１…ストッパ部、５２…弁体ストッパ部、５３…弁座部、１００…ヒートポンプ、１０２…切替手段、１１０…回路（媒体）、１１０ａ…媒体管、１１１…圧縮部、１１２…凝縮器、１１３…膨張部、１１４…蒸発器、１２０…給湯用回路、１２１…給湯熱交換器、１２２…貯湯槽、１２３…送液ポンプ、２００，２１０，２２０，２３０…ヒートポンプ、２０１…熱交換器、２０２…手段、２１４…第２の蒸発器。
【図１】
2013142507.tif 000003
【図２】
2013142507.tif 000004
【図３】
2013142507.tif 000005
【図４】
2013142507.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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