JPS59112155A

JPS59112155A - 太陽熱集熱装置

Info

Publication number: JPS59112155A
Application number: JP57221644A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Iwamura; 岩村　和行
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1984-06-28

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】産業上の利用分野本発明は、熱媒循環パイプを利用して太陽熱を集熱、蓄
積する太陽熱集熱装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点従来、この種の太陽熱集熱装置では、第１図に示すよう
に集熱器（１）で得た太陽熱は、１次側ポンプ（２目こ
より１次側配管（３）内を循環し、熱交換器（４）（こ
おいて１次側熱交換部（４ａ）から２次側熱交換部（４
ｂ）に熱伝導され、　これが２次側ポンプ（５）により
２次側配管（６）を通り、蓄熱槽（７）内へ導かれる構
成を採っていた。この場合、集熱開始直後、集熱器（１
）側の温度検出器Ｔｈｔ　（Ｂｌと、蓄熱槽（７）側の
温度１出器１’ｈ２　（９１との間に一定差温か生じれ
ば、１次側ポンプ（２）と２次側ポンプ（５）が同時運
転される。

このため、２次側熱交換ｍ　（４ｂ）がまだ高温化され
る前に熱媒の循環が始まり、２次側配管（６）内の低温
水が蓄熱槽（７）内へ流入し、場合によっては、蓄熱槽
（７）内の温度をかえって低下させてしまうことがあっ
た。特に、冬季等、外気温が低くて熱交換器（４）及び
２次側配管（６）が冷却されやすく、しかも晴天、曇天
の変化が多い状況下においては、この太陽熱集熱装置で
は、蓄熱槽（７）内の温度が上昇しにくいという問題が
あった。

発明の目的本発明は上記従来の問題点に鑑み、外気温が低く、しか
も天候が晴天、曇天と繰返し変化する場合でも、集熱器
で受熱した太陽熱を放熱ロスを押えて有効に蓄熱槽へ熱
搬送することができる集熱効率の高い太陽熱集熱装置を
提供することを目的とする。

発明の構成上記目的を達成するために本発明は、太陽熱を集熱する
集熱器で得た熱エネルギーを、熱交換器で熱交換させ、
蓄熱槽へ蓄熱する太陽熱集熱装置において、前記熱交換
器の２次側を蒸発部とし、縮部より下方位置ｉこ設け、
この蒸発部と凝縮部と′を席番こ一定方向へ傾斜をもた
せた熱媒循環パイプにより連絡して構成し、蓄熱槽の外
部に設けた熱交換器の２次側の熱交換に熱媒循環パイプ
を用い蓄熱槽との間を′２２次側ポンプしで熱搬送する
ようにしたもので、この構成により、集熱器での集熱開
始直後、蓄熱槽内温度より熱交換器温度が高くなれば、
熱媒循環パイプの熱サイホン現象により熱搬送を開始す
ることができる。

実施例の説明以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第２図は本発明の一実施例における太陽熱集熱装置を示
したもので、（１）は集熱器、（２）は１次側ポンプ、
（３）は１次側配管、（４）は熱交換器で、（４ａ）は
その１次側熱交換部である。（７）は蓄熱槽、（８）は
集熱器（１）側の温度検出器Ｔｈ＋　、（９１は蓄熱槽
（７）側の温度検出器月１２であり、α０）は熱交換器
（４）側を蒸発部（１０ａ）　、蓄熱槽（７）側を凝縮
部（１０ｂ）として熱媒配管で連結した熱媒循環パイプ
である。熱媒循環パイプ（１０）では；凝縮した熱媒液
の環流に重力を利用した。蓄熱槽（７）内の凝縮部（１
０ｂ）は、熱交換器（４）内の蒸発部（１０ａ）の設置
位置よりも高い位置になるよう配設され、凝縮部（１０
ｂ）で凝縮した熱媒液がスムーズに熱媒配管内を流下す
るように常に一定方向への傾斜をもたせている。また熱
媒循環パイプ００）内は、空気を抜いて真空化した後、
内容積の１０〜５０％程度に熱媒液が封入されている。

蒸発部（ｉｏａ）と凝縮部（１０ｂ）との間の熱媒循環
パイプｔ１０１は、接続が容易なカップリング等を介在
させ、取外し自由な構成にしてもよい。

第３図は熱交換器（４）の一実施例を示す要部拡大断面
図で、１次側熱交換部（４ａ）と熱媒循環パイプ００）
とは、熱的接触が効率良く行なわれるよう同軸の２重パ
イプにした。他の熱交換方式を用いる場合もあるが、熱
媒液がスムーズに蒸発部（１０ａ）の最下端まで環流で
きるよう常に一定方向への傾斜をもたせておく必要があ
る。

第４図は第２図の熱媒循環パイプ（１０）の凝縮部（１
０ｂ）の要部拡大断面図で、　この凝縮部（１０ｂ）は
蓄熱槽（７）内下部に配設されており、熱媒液がスムー
ズに蒸発部（１０Ｂ）に環流するよう一定方向の傾斜を
もたせている。

上記構成において、熱交換器（４）内で、１次側熱交換
部（４ａ）との熱接触を良好にした蒸発部（１０ａ）を
配設し、しかも熱媒液番こ例えばフロン系のように比熱
の小さいものを採用すると、従来の水循環方式に比べ、
加熱エネルギーは少なくてすむ。

しかも、潜熱搬送量が大きいので、小容量の熱媒液を用
いるだけでよく、加熱エネルギーは、より少なくてすみ
、無駄なエネルギーロスを防止することができた。又、
熱交換器（４）内に配設した蒸発部（１０りの温度が蓄
熱槽（７）内の温度より少しでも高くなれば、直ちに熱
搬送するので、従来の水循環方式のように２次側配管内
の冷水部が蓄熱槽（７）内へ入り込んでしまうという欠
点は解消された。

さらに、雨天等で１次側熱交換部（４ａ）の温度が低い
場合番こは熱媒液は蒸発部（１０ａ）に溜ったまま作動
しないので、獲得した熱の逆流を防ぐことができ、放熱
ロスはほとんどない。

又、従来のように２次側配管内の冷水部分が蓄熱槽内へ
入り込んでしまうこともない。同時に、２次側配管内の
水（いわゆる死水）を加熱する場合よりも熱媒循環パイ
プの作動液の加熱に要するエネルギーが少なくてすむの
で、集熱器（１）で得た太陽熱をより有効に利用するこ
とができた。２次側熱交換器は、往き戻りの２本の配管
より構成されていたものが、熱媒循環パイプの潜熱搬送
量に対応する１本の細管のみでよく、コストも憚減化で
きた。

発明の効果 ■　熱交換器の２次側熱交換部を熱媒循環パイプの蒸発
部としているから、１次側熱交換部からの熱を直ちに蓄
熱槽へ搬送できるので、従来のように集熱運転開始直後
に２次側配管内の冷水部を蓄熱槽に送り込んでしまうこ
とがない。

■　熱媒循環パイプを用いたので、作動開始に必要な初
期エネルギーは少なくてすみ、その分、蓄熱槽の昇温に
対し有効利用することができる。

■　重力によって熱媒を移動させるようにしており、２
次側配管内の水を循環させるためのポンプが不要なので
、その駆動のための電力がいらず、ランニングコストを
低くすることができる。

■　潜熱搬送を利用するので水循環に比べ、大量のエネ
ルギーを搬送することができる。その結果１本の熱媒循
環パイプのみで十分エネルギー搬送ができる。

以上のように特に冬期で外気温が低く、しかも天候が晴
天、曇天と繰返し変化する場合でも、集熱器によって集
熱した太陽熱を最大限利用することができ、集熱効率の
よい太陽熱集熱装置と提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の太陽熱集熱装置を示すシステム図、第２
図は本発明の太陽熱集熱装置の一実施例を示すシステム
図、第３図は第２図の熱交換器を示す要部拡大断面図、
第４図は熱媒循環パイプの凝縮部を示す要部拡大断面図
である。（１）・・・集熱器、（４）・・・熱交換器、（４ａ）
・・・熱交換部、（７）・・・蓄熱槽、（１０）・・・
熱媒循環パイプ、（１０Ｂ）　−・・蒸発部、（１０ｂ
）・・・凝縮部。代理人　弁理士人　島　−公第１図第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

太陽熱を集熱する集熱器で得た熱エネルギーを、熱交換
器で熱交換させ、蓄熱槽へ蓄熱する太陽熱集熱装置にお
いて、前記熱交換器の２次側を蒸発部とし、前記蓄熱槽
内を凝縮部とし、かつ前記蒸発部を凝縮部より下方位置
に設け、この蒸発部と凝縮部とを常（こ一定方向へ傾斜
をもたせた熱媒循環パイプにより連結して構成したこと
を特徴とする太陽熱集熱装置。