(57)【要約】【課題】サンシェードに吸収される多量の太陽熱を効率的に活用する温水化装置を提供すること。【解決手段】建物の窓面に設置される金属製のサンシェード２と、サンシェード２を鉛直に通る第一のヒートパイプ４１と第一の水パイプ５１とが導通される第一の熱交換器３１とを備えた温水化装置１を提供する。第一の熱交換器３１において第二のヒートパイプ４２を更に導通して第二のヒートパイプ４２と第二の水パイプ５２とが導通される第二の熱交換器３２を更に設けることで、温水化の効率を高める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の窓面に設置される金属製のサンシェードと
前記サンシェードを鉛直に通る第一のヒートパイプと第一の水パイプとが導通され、前記第一のヒートパイプ内の第一冷媒の熱を第一の水パイプ内の水に伝達する第一の熱交換器とを備えることを特徴とする、温水化装置。
【請求項２】
前記第一の熱交換器は、第二のヒートパイプが更に導通され、前記第一冷媒の熱を前記第二のヒートパイプ内の第二冷媒にも伝達し、
前記第二のヒートパイプと第二の水パイプとが貫通し、前記第二のヒートパイプ内の第二冷媒の熱を第二の水パイプ内の水に伝達する第二の熱交換器とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の温水化装置。
【請求項３】
前記第二のヒートパイプは高圧ヒートパイプであり、
前記第二の熱交換器が前記第一の熱交換器よりも鉛直方向に１０ｍ以上上方に配されることを特徴とする、請求項２に記載の温水化装置。
【請求項４】
前記サンシェードはアルミニウム製であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温水化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水化装置、特に太陽熱を利用する温水化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物において、太陽熱による建物内の高温化を防止するためにサンシェードが設けられることが多い。サンシェードの多くは、日射遮蔽を目的に設置される。日射遮蔽と太陽熱による温水化装置を兼務したサンシェードは困難であり実用化されていなかった。
【０００３】
太陽熱を建物内で利用するものとして、特許文献１には太陽熱を蓄熱し、熱交換器を用いて給湯用の温水を生成するシステムが開示されている。しかし、サンシェードに吸収された太陽熱の利用のために設計されたものではなく、サンシェードに吸収される多量の太陽熱を効率的に活用することができるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、サンシェードに吸収される多量の太陽熱を効率的に活用する温水化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の温水化装置は、
建物の窓面に設置される金属製のサンシェードと
前記サンシェードを鉛直に通る第一のヒートパイプと第一の水パイプとが導通され、前記第一のヒートパイプ内の第一冷媒の熱を第一の水パイプ内の水に伝達する第一の熱交換器とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この特徴によれば、吸収された太陽熱をヒートパイプに供給して冷媒を高温にすることができ、熱交換器の効率的な運用が可能となる。
【０００８】
本発明の温水化装置は、
前記第一の熱交換器は、第二のヒートパイプが更に導通され、前記第一冷媒の熱を前記第二のヒートパイプ内の第二冷媒にも伝達し、
前記第二のヒートパイプと第二の水パイプとが貫通し、前記第二のヒートパイプ内の第二冷媒の熱を第二の水パイプ内の水に伝達する第二の熱交換器とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この特徴によれば、第一の熱交換器に供給される太陽熱の一部を第二の熱交換器にも供給することができる。第一の熱交換器が配置されるエリアのみならず、第二の熱交換器が配置される他のエリアにおいても温水化を行うことができる。特に、太陽熱の量が第一の熱交換器が配置されるエリアの温水化に必要な量よりも多い時に有効である。
【００１０】
本発明の温水化装置は、
前記第二のヒートパイプは高圧ヒートパイプであり、
前記第二の熱交換器が前記第一の熱交換器よりも鉛直方向に１０ｍ以上上方に配されることを特徴とする。
【００１１】
この特徴によれば、低層階と高層階の両方において温水化を行うことができ、低層階から高層階に向けて高温の冷媒を効率的に送りことができる。
【００１２】
本発明の温水化装置は、
前記サンシェードはアルミニウム性であることを特徴とする。
【００１３】
この特徴によれば、サンシェードが軽量化される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、サンシェードに吸収される多量の太陽熱を効率的に活用する温水化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、温水化装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、サンシェード内の第一のヒートパイプを示す図である。
【図３】図３は、サンシェードの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例について説明する。
【００１７】
図１は、温水化装置の構成を示す図である。温水化装置１は、サンシェード２、第一の熱交換器３１、第二の熱交換器３２、第一のヒートパイプ４１、第二のヒートパイプ４２、  第一の水パイプ５１及び第二の水パイプ５２を備えている。
【００１８】
なお、第二の熱交換器３２、第二のヒートパイプ４２及び第二の水パイプ５２は、必ずしもなくともよい。その場合、サンシェード２に吸収される太陽熱が第一の水パイプ５１内の水を温水化することに利用される。
【００１９】
第一のヒートパイプ４１は、図１に示すようにサンシェード２内を鉛直に通り、壁６を貫通して第一の熱交換器３１に達している。サンシェード２に吸収される太陽熱は、第一のヒートパイプ４１内の第一冷媒に供給されて壁６の内側の第一の熱交換器３１に送られ、残熱が壁６の外側に放出される。
【００２０】
第一の冷媒（後述の第二の冷媒も同様）は、高温で気相、低温で液相となる媒体、例えば水（水蒸気）である。温度変化によって熱を伝達する媒体であり、「温媒」などと呼ばれることもあるが、本明細書では統一的に「冷媒」と呼ぶ。
【００２１】
第一の熱交換器３１は、第一のヒートパイプ４１（第一冷媒）の熱を、第二のヒートパイプ４２（第二冷媒）及び第一の水パイプ５１（水）に伝達するものである。
【００２２】
第二の熱交換器３２は、第二のヒートパイプ４２（第二冷媒）の熱を、第二の水パイプ５２（水）に伝達するものである。
【００２３】
図１においては、壁６と垂直に描いているためサンシェード２内において１本のみの第一のヒートパイプ４１が示されている。実際は、図２に示すように、壁６と平行に複数のパイプが設けられている。
【００２４】
図２は、サンシェード内の第一のヒートパイプを示す図である。図１におけるＳ方向から見た図である。サンシェード２内に複数の鉛直パイプ４１ａが設けられている。複数の鉛直パイプ４１ａの下端は１本の下方パイプ４１ｂに接続され、複数の鉛直パイプ４１ａの上端は１本の上方パイプ４１ｃに接続されている。サンシェード２外の第一のヒートパイプ４１には、下方パイプ４１ｂ及び上方パイプ４１ｃが接続されている。
【００２５】
図３は、サンシェードの構造を示す図である。図２におけるＴ線断面のうち３本の鉛直パイプ４１ａに係る部分を図３（Ａ）に示す。鉛直パイプ４１ａは、サンシェード２内に設けられている。サンシェード２が日射面２ａから吸収する太陽熱は、鉛直パイプ４１ａの第一冷媒に供給される。残熱は放熱突起２ｂにより、壁６の外側に効率的に放出される。なお、サンシェード２を固定するための固定孔２ｃが設けられている。
【００２６】
図３（Ｂ）は、１本の鉛直パイプ４１ａを示す拡大図である。鉛直パイプ４１ａは、図３（Ｂ）に示すように、円筒形でなく周辺に凹凸を有している。これにより、サンシェード２の熱を効率的に第一冷媒に伝達する。
【００２７】
以下、温水化装置１の動作について説明する。
【００２８】
サンシェード２に吸収される太陽熱は、鉛直パイプ４１ａ内の第一冷媒に供給される。鉛直パイプ４１ａが図３（Ｂ）に示すように周辺に凹凸を有していることにより、熱伝達効率が高いものとなる。
【００２９】
第一冷媒は、鉛直パイプ４１ａ内で、気化して上方に流れていく。流れるにしたがって鉛直パイプ４１ａに太陽熱が供給されるので、上方ほど高温となる。
【００３０】
高温の第一冷媒が上方パイプ４１ｃに流入し、第一のヒートパイプ４１を介して第一の熱交換器３１に送られる。なお、第一のヒートパイプ４１については、パイプ内部を毛細管構造とする、その他ヒートパイプとしての効果を上げるようにする加工が可能である。
【００３１】
第一の熱交換器３１において、第一冷媒の熱が第一の水パイプ５１内の水に伝達される。第一の水パイプ５１内の水は、図１に示すように、冷水として第一の熱交換器３１に流入し、温水として第一の熱交換器３１から流出する。
【００３２】
ここで、温水の需要量に依存して、第一冷媒の熱量が第一の水パイプ５１内の水に伝達される熱量よりも大きいことがある（サンシェード２に吸収される太陽熱量が大きければ、むしろ、大きいことが多い。）。かかる余剰熱量は第二のヒートパイプ４２内の第二冷媒に伝達される。
【００３３】
なお、第一の水パイプ５１内の水に伝達する熱量と第二のヒートパイプ４２内の第二冷媒に伝達する熱量との比率は適宜に定めてよい。必ずしも第一冷媒の熱量が第一の水パイプ５１内の水に伝達される熱量の余剰熱量のみを第二のヒートパイプ４２内の第二冷媒を伝達する必要はなく、第一の水パイプ５１内の水に伝達する熱量を減らし（第一の水パイプ５１内の水の温度を低くし）第二のヒートパイプ４２内の第二冷媒に伝達する熱量を増やす設計も可能である。
【００３４】
第一の熱交換器３１において低温化された第一冷媒は、液体として下方に落下し、第一のヒートパイプ４１から下方パイプ４１ｂに流入する。その後、再び上述の熱供給に使用される。
【００３５】
ここで、第一のヒートパイプ４１は低圧ヒートパイプであっても高圧ヒートパイプであってもよい。第一の熱交換器３１がサンシェード２から離隔した箇所に設置される場合には、熱伝達効率を向上させるため、高圧ヒートパイプを用いることが好ましい。一方、サンシェード２内に設けられる鉛直パイプ４１ａ、下方パイプ４１ｂ及び上方パイプ４１ｃの圧力を高くすることがサンシェード２の材質等に起因して困難な場合も考えられる。かかる場合には低圧ヒートパイプを用いることが好ましい。全体として、温水化装置１の設計事項として定めればよい。
【００３６】
第一のヒートパイプ４１において与熱された第二冷媒は、第二のヒートパイプ４２を介して第二の熱交換器３２に送られる。なお、第二のヒートパイプ４２については、パイプ内部を毛細管構造とする、その他ヒートパイプとしての効果を上げるようにする加工が可能である。
【００３７】
第二の熱交換器３２は、高層階（例えば１０階建ての建物の最上階）に設置され、低層階（例えば１０階建ての建物の１階）に設置された第一の熱交換器３１から長距離（１０ｍ以上）離隔して上方にあるものとする。第二冷媒を高い熱伝達効率で第二の熱交換器３２に送るために、第二のヒートパイプ４２は高圧ヒートパイプである。
【００３８】
第二の熱交換器３２において、第二冷媒の熱が第二の水パイプ５２内の水に伝達される。第二の水パイプ５２内の水は、図１に示すように、冷水として第二の熱交換器３２に流入し、温水として第二の熱交換器３２から流出する。
【００３９】
第二の熱交換器３２において低温化された第二冷媒は、液体として下方に落下し、その後、再び上述の熱供給に使用される。
【００４０】
以上詳細に説明したように、本発明の温水化装置によれば、サンシェード２内に鉛直方向に設けられた第一のヒートパイプ４１（鉛直パイプ４１a）によって、サンシェード２に吸収される太陽熱が効率的に第一の熱交換器３１に供給される。第一の水パイプ５１内の水の温水化を効率的に行うことができる。また、サンシェード２に吸収される太陽熱が多いので、高圧ヒートパイプである第二のヒートパイプ４２によって高層階に設けられた第二の熱交換器３２にも熱を供給することができ、第二の水パイプ５２内の水の温水化をも行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
サンシェードに吸収される多量の太陽熱を効率的に活用する温水化装置である。多くの建物建設業者による利用が考えられる。
【符号の説明】
【００４２】
１      温水化装置
２      サンシェード
２ａ    日射面
２ｂ    放熱突起
２ｃ    固定孔
３１    第一の熱交換器
３２    第二の熱交換器
４１    第一のヒートパイプ
４１ａ  鉛直パイプ
４１ｂ  下方パイプ
４１ｃ  上方パイプ
４２    第二のヒートパイプ
５１    第一の水パイプ
５２    第二の水パイプ
６      壁
【図１】
2017058117.tif 000003
【図２】
2017058117.tif 000004
【図３】
2017058117.tif 000005