JPS6152556A - 太陽熱集熱装置 - Google Patents

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】 く技術分野〉 本発明は強制循環式の太陽熱集熱装置に閃するものであ
る。

〈従来技術〉 従来の一般的な太陽熱集熱装置は、集熱；（：；に日射
が当ると、集熱器内の熱媒が加５・、八おれ、／まため
＋ＪＥ熱器出口の１ｒｌｉ　ｉ！ｉ：　ｆｌｌ’ｌ　ｒ
ｉａ度センサの検知ｊＬｊ　Ｊｐｌ　カー１．’、　′
／１１−る。そして蓄熱槽の下部の低温側温度センサよ
り高温側温）文センサの方が７℃以上１１シＪ臭が高く
なったときに制御装置は循環ポンプを１枢動するｆＨ号
を出力する。そして集熱風が減り１ｉｉｉ記１１１リセ
ンサの机温が４°Ｃ以下になった時、制御装置は循環ポ
ンプを停止させるよう構成されている。

しがし循環ポンプの出力は循環系が一定なら１よ出力ら
一定でどんな条件においでも流量は変ゎし）ない。つま
り従来４（置では定流螢の０Ｎ−ＯＦ口制御となってい
る。

また熱媒の循環回路は熱媒補給タンクによって大気に解
放されているものがある力゛Ｃ１この形式のものでも他
の部分は密閉路になっているため−Ｉｋ循環回路を１１
シ１水にすると循環ポンプが（ｉ＞止しても集熱器を含
む循環回路内の熱１（，１，はサイホン請求により落下
することはない。従って循環ポンプの揚程は一度循環回
路を満水にした後は、循環回路の流量にヌ・Ｊするノエ
カ損失と同じだけあ７ｔはＬい。

しかし循環回路に僅かなピンホールが生じた場合、循環
ポンプが停止するとピンホールから空気が吸込まへサイ
ホン５Ｌ求が保たれず循環回路内の熱媒は落下するので
、循環ポンプに要求される最大揚程は然媒葡給タンクの
畝面がら集熱器の上部までの高さｂとなる（第１．３図
参ｊ慣）６従って通常運転時、循環ポンプｌこ要求され
る能力は、循環回路の圧力損失分だけであるが、実際ｔ
こは揚程能力が過チリである循環ポンプを使用する必要
があり、かつ一定出力で使用するため、循環ポンプは過
剰な流量、過剰な消費電力で連壁され、省エネルギーを
目的とする太陽熱集熱装置においては非常に好ましくな
い運吠状況になっていた。

また３ＪＳ熱量が減少すると、循環流量が一定であるた
めに両センサーの差温か得られなくなり、本当はまだ集
熱可能な状態であるのに、循環ポンプが停止またはハン
チングを起こし、集熱量が低下する欠５党があった。

〈目的〉 本発明は、上記欠点を解決すべく成されたもので、通常
集熱運転時−二必蟹な能力より大きな能力の循環ポンプ
をイ史用しなければならない場合、集熱状況によって循
環ポンプの出力等を制御することによって循環ポンプの
消費電力を低く抑さえることができ、また集熱状況の悪
いときは循環流量も少なくして集熱器での昇温を大きく
して両センサの差温を得られるように循環ポンプを連続
＆転させて集熱量の低下を防ぐことができる太陽熱集熱
装置を提供しようとするものである。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１．２図に基づいて説明す
ると、これは、太陽熱集熱器１と帯熱４Ｕ２との間で熱
媒を循環ポンプ３により強制循環させて太陽熱を蓄熱す
る太陽熱集熱装置において、前記循環ポンプ３は能力可
変とされ、前記集熱器１から流出しな熱媒の温度を検出
する高温ｆｌｌｌｌ温度センサ４と、蓄熱［２下部の温
度を検出する低温側温度センサ５と、前記両七ンサ４，
５からの検出温度を比較しその温度差が設定値となるよ
う前記熱媒の循環流量をＨｉｌ制御する集熱制御装置６
とが設けられたものである。

前記熱媒を循環させるための循環回路７は、前記太陽熱
集熱器１と、該集熱器１で加熱された熱媒と蓄熱槽２内
の使用流体とを熱交換させるための熱交換器８と、該熱
交換器８の出口と太陽熱集熱器１の入口とを接続する往
管９と、太陽熱集熱器１の出口と熱交換器８の入口とを
接続する復管１０と、前記性ｇ９の蓄熱槽２近傍に設け
られた大気開放型補給タンク１１と、前記往管９の補給
タンク１１よりも集熱器１側に設けられた前記循環ポン
プ３とから構成されている。なお図中１２は蓄熱槽２下
部に接続された使用流体供給Ｖ（給水管）である。

犬に第２図の７０−チャートに基いてその作用を説明す
る。今、施工初期又は何らかの事故で熱媒が落下し、熱
媒は補給タンク１１内に貯溜されているだけで、往管９
、集熱器１、復管ｌｏｔこは存在していないものとする
。この状態で集熱器１が太陽熱を受けて温度上外し、高
温ｔｔｔｌ＋温度センサ４の検出温度ＴＨと低温側温度
センサ５の検出温度′１゛Ｌとの差が７゛ニ以上になっ
た時、制１ｌｌｌＳ！、、置（ｉは循環ポンプ３を駆動
し始める。そのとき循環ポンプ３の駆動状態１よ、両温
度センサ４，５の検出温度差で決まり、差温が設定差温
ＴＳと等しい場合は駆動し始めたときの状態のままで、
差温が設定差温ＴＳより小さい場合は予め決めである最
低流量で運＠される。モして差温が設定差温ＴＳより大
きい場合は、差温が設定Ｍ温ＴＳに等しくなるまで出力
を増大し続ける。熱媒が集熱器１に達するまで、ｊｌ＜
熱器１の温度上＋１・は続くので、その分循環ポンプ３
の出力も増大し、熱媒は集熱器１に達して太陽熱を吸熱
した後復管１０を辿って蓄熱槽２内の熱交換器８により
蓄熱槽内の使用流体と熱交換して帯熱する。そして循環
ポンプ３は両温度七ンサ４，５の差温が設定差温ＴＳに
なるよう集熱制御装置６に上って制＠されながら集熱な
続ける。

なおこのとき、ポンプ出力は、循環回路７がサイホンの
ようになっているため実揚程は無く、配管での圧力損失
のみとなっており、ポンプ３の駆動初期と比較して大変
少ないものとなっている。

また何らかの理由、例乏ば夕方又は降雨等で集熱量が減
少した場合、３Ｊ！、１％器１での昇温を一定にするよ
う流量を制御する。即ちこの場合、制御装置６は、当然
、循環流量を減少し、設定差温ＴＳを保ちながら集熱を
続けるよう循環ポンプ３を制御する。

そして最低流量で運転中に面温度センサ４，５の差温が
４℃以下になった場合、集熱制御装置６は、循環ポンプ
３を停止させる。

ｇｊＳ３図は本発明の他の実施例を示すもので、これは
、蓄熱槽２の使用流体（８媒）を太陽熱集熱器１へ流入
して直接加熱するタイプの集熱装置で、流体はポールタ
ップ装置１３により蓄熱槽２内へ補給されるものである
。

この集熱でも上記第−実施例とρ１様の効果カリＷ待で
きる。

また本発明では低温側温度センサ５を′Ｍ熟槽２の底部
に配する代わりに、まだ太陽熱を集熱する前の熱媒の温
度を感知可能な太陽熱集熱器１の入口側に配しても上記
と同様な効果が得られる。

く効果〉 以上の説明から明らかな辿り、本発明は太陽熱集熱器と
蓄熱槽との間で熱媒を循環ポンプにより強制循環させて
太陽熱を蓄熱する太陽熱集熱′ｊＪ：、置において、前
記循環ポンプは能力可安どされ、前記集熱器から流出し
た熱媒の温度を検出する高温側温度センサと、前記集熱
器へ流入する熱媒の温度又は蓄熱槽下部の温度を検出す
る低温側温度センサと、前記両センサからの検出温度を
比較しその温度差が設定値となるよう前記熱媒の循環び
こ呈をル；Ｊ御する集熱制御装置とが設けられたもので
ある。

従って本発明によれば、通常集熱運転時に必要なｆｌｕ
力より大きな能力の循環ポンプを使用しなければならな
い場合、集熱状況によって循環ポンプの出力等を制御す
ることによって循環ポンプの消費電力を低く抑さえるこ
とができ、また集熱状況の悪いときは循環流量も少なく
して集熱器での昇温を大きくして両センサの差温を得ら
れるようにＷＩ環ポンプを連続運＠させて集熱量の低下
を防ぐことがでさ、効率のよい集熱が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成図、第２図は本発明の集熱制
御ＶＣ置の簡単な動作フローチャート、第３図は本発明
の他の実施例を示す構成図である。 に太陽熱集熱器、２：蓄熱槽、３：循環ポンプ、４：高
温側温度センサ、５：低温側温度センサ、６：集熱制御
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽熱集熱器と蓄熱槽との間で熱媒を循環ポンプにより
   強制循環させて太陽熱を蓄熱する太陽熱集熱装置におい
   て、前記循環ポンプは能力可変とされ、前記集熱器から
   流出した熱媒の温度を検出する高温側温度センサと、前
   記集熱器へ流入する熱媒の温度又は蓄熱槽下部の温度を
   検出する低温側温度センサと、前記両センサからの検出
   温度を比較しその温度差が設定値となるよう前記熱媒の
   循環流量を制御する集熱制御装置とが設けられたことを
   特徴とする太陽熱集熱装置。