2002 Fiscal Year Annual Research Report
太陽光・太陽熱・空気熱複合利用のヒートポンプを利用した床暖房・給湯に関する研究
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14580538
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 定祐 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (00111683)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 直勝 神奈川工科大学, 工学部, 助手 (50085130)
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| Keywords | ヒートポンプ / 床暖房 / 太陽熱 / 太陽光発電 / 太陽光熱複合利用 / ヒートポンプ給湯機 |
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| Research Abstract |
太陽熱利用直膨集熱式パネルを蒸発器とした暖房・給湯用ヒートポンプにおいて、これまでパネル出口の過熱蒸気の温度変動が大きく、蒸発器内や圧縮機入口の圧力変動も大きかったが、温度自動膨張弁用感温筒の取り付け位置をパネル出口にできるだけ近づけたところ、過熱蒸気の温度変動や圧力変動は小さくなり、安定した運動を行うことが可能になった。その結果、温水温度を40℃としたときのヒートポンプの成績係数は、感温筒の位置がパネル出口より5.5m離れたところに設置したときより10%向上した。直膨集熱式パネルはアルミニウム製ロールボンド式のもので、パネル入口、出口の配管接続部をそれぞれ2箇所にすることにより、入り口、出口部での冷媒流れの圧力損失を軽減させることができ、実用に供することができるものとなった。日射量の少ないときや夜間にはパネルで集熱するのが困難となるため、空気-冷媒熱交換器をパネルと並列にして、それらを同時に利用する方式を試みたが、日射量の多いときには自動的にパネルのみに冷媒が流れ、日射量が少ないときにはパネルと空気-冷媒熱交換器の両方で集熱するようになり、日射がないときでも成績係数を極端に下げることなく運転することが可能となった。長時間の運転はまだ行っていないが、蒸発器に冷媒が溜まりこみ、運転に支障を起こすということはなかった。床暖房の研究においては、床下部に電気カーペットを設置し、エアコンを併用したときとしないときの床面熱出力と床面温度の関係、床表面側熱伝達率、室内高さ方向の温度分布について調べた。床暖房装置とエアコンと併用するとき、床面温度が室内温度より1〜3℃程度高くなると、室内の温度分布が均一になり、10m^2の床面積で300W程度の熱出力が必要であることがわかった。この熱量は比較的少なく、床下部の熱源温度をそれほど高くしなくてもよく、ヒートポンプで高い性能のもとで暖房運転ができるものと推測できる。15年度においては、電気カーペットに換わって、ビニールチューブに温水を流し、また、水を入れた蓄熱タンクを多数床下に設置し、本方式の床暖房の実用化を目指した研究を行う予定である。
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