JPS593337Y2 - 太陽熱システム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、太陽熱システムに係り、特に太陽光を熱エ
ネルギーに転換し集熱媒体に伝達する集熱器、および前
記集熱媒体の熱エネルギーを他の熱媒体に伝達する熱交
換器を接続して閉回路となし、この閉回路中を前記集熱
媒体が循環するようにしてなる太陽熱システムに関する
。

この種の太陽熱システムは、第１図に示すような構成の
ものが知られている。

この図に示すように、集熱器１は、太陽光を熱エネルギ
ーに転換し、この集熱器１内部を流れる集熱媒体にその
熱エネルギーを伝達するようになっている。

この集熱器１は、低温状態の集熱媒体が流入するように
その一端をポンプ２および膨張タンク３を備えた流入管
４を介して熱交換器５の一流に接続するとともに、集熱
され高温化した集熱媒体を流出させるようにその他端を
流出管６を介して熱交換器５の他端に接続して閉回路と
なし、前記集熱媒体がこの閉回路（以下、集熱回路とい
う）を循環するようになっている。

この熱交換器５は、蓄熱槽７内に配設されており、流出
管６から熱交換器５に流入する高温化した集熱媒体は、
その熱エネルギーを他の熱媒体としての蓄熱媒体（この
場合水である。

）８に伝達して低温化され、流入管４に流れ込むように
なっている。

この蓄熱媒体８は、補給管９より蓄熱槽７の低部に補給
されるようになっており、また、熱交換器５より熱エネ
ルギーの供給を受けた高温状態の蓄熱媒体８は、蓄熱槽
７の上部より、補助熱源１０を備える供給管１１を介し
て熱需要場所に供給されるようになっている。

しかして、このような集熱回路（閉回路）とする理由は
不凍対策のためであり、その集熱回路中を循環する集熱
媒体としては、油、不凍液が使用されているものである
。

また、集熱回路中の集熱媒体は、温度によりその体積が
変動しても回路外から空気を吸わないように一定圧力で
封入されている。

このため、温度変化による体積変動を吸収するように膨
張タンク３が設けられているのである。

前記ポンプ２は、電動機１２により駆動されるようにな
っており、この電動機１２は、集熱器１の温度を検出す
る温度検出器１３および蓄熱槽７の蓄熱媒体温度を検出
する温度検出器１４からの温度検出信号を取り込み、温
度サーモなどで構成される制御装置１５によって、その
運転が制御されるようになっている。

なお、補助熱源１０は蓄熱媒体の温度が低い場合に、そ
の蓄熱媒体を熱需要温度にする装置である。

上述のように構成された従来の太陽熱システムによれば
、温度検出器１３および１４からの温度検出信号に基づ
いて電動機１２を運転してポンプ２を駆動し、集熱媒体
を循環させて集熱を行うものである。

つまり蓄熱槽７は、集熱された集熱媒体が循環する熱交
換器３から熱エネルギーを受ける蓄熱媒体８を収容する
ようになっており、蓄熱媒体の温度による密度差に基づ
き、蓄熱槽７の上部側には高温状態の蓄熱媒体が滞溜し
、蓄熱槽７の下部側には低温状態の蓄熱媒体が滞溜する
。

また、蓄熱槽７内に蓄熱された高温状態の蓄熱媒体は、
蓄熱槽７の上部側に連結され、補助熱源１０を備える供
給管１１を介して、熱需要場所に供給される。

さらに、低温の蓄熱媒体は、補給管９を介して、蓄熱槽
１の下部側に補給されている。

上述のように従来の太陽熱システムは作用するものであ
る。

ところで、上記太陽熱システムの場合、集熱回路での集
熱媒体の漏洩が発生すると、集熱が不可能となったり、
あるいは集熱効率が悪化したりする。

また、ポンプ２を空運転するようなことになると、ポン
プ２や電動機１２の故障の原因となる。

さらには、不凍液など集熱媒体が漏洩すると人蓄に悪影
響をおよぼすなどの不都合がある。

これらのことから、その漏洩を検出することは重要なこ
とである。

しかしながら、集熱媒体の漏洩を検出することは、集熱
回路が前述のように閉回路であり、かつその回路内にお
いて集熱媒体の体積（圧力）が温度に応じて大きく変動
するため、確認をすることが困難であるという欠点があ
った。

この考案は、上記従来技術の欠点を解消するためになさ
れたもので、集熱回路内の集熱媒体の漏洩を正確に検出
できるようにして集熱効率を悪化させないようにすると
ともに、漏洩による人蓄への悪影響を防止して、システ
ム全体の信頼性を向上させる太陽熱システムを提供する
ことを目的とするものである。

この目的を達成するために、この考案は、集熱媒体が閉
回路中を循環するようにしてなる太陽熱システムにおい
て前記集熱媒体の温度に比例する圧力と、前記集熱媒体
の実測の圧力とを比較し、その比較結果が所定値を超え
たときに前記集熱媒体が前記閉回路から漏洩していると
検出できるようにしたものである。

以下この考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図は、この考案に係る一実施例を示す概略配管系統
図である。

この図の実施例において、第１図の構成要素と同一要素
には同一の符号を付して、その説明を省略する。

この図の実施例が、第１図の構成と異なるところは、集
熱回路中を循環する集熱媒体の温度を検出し、その温度
に応じた電気信号として取り出すことのできる温度検出
器１６を流出管６に取り付け、また、前記集熱媒体の圧
力を検出し、この圧力に応じた電気信号として取り出す
ことのできる圧力検出器１７を流入管４の膨張タンクの
取付部に配設し、前記面検出器からの電気信号を取り込
み、前記温度検出器１６からの温度信号に基づき、あら
かじめ設定された温度・圧力補正値からその温度におけ
る集熱媒体の圧力信号を求め、この圧力信号と前記圧力
検出器１７からの圧力信号とを比較し、この比較結果が
所定値を超えるときに集熱媒体の漏洩があったものと検
出できる検出制御回路１８を設け、この検出制御回路の
出力に基づいて電動機１２（ポンプ２）および補助電源
１０を停止し、および警報器１９を作動させて報知する
ように構成した点にある。

すなわち、この考案に係る太陽熱システムは、一定容量
の密閉容器としての集熱回路内に収容された油・不凍液
などの液体からなる集熱媒体の圧力がその温度に応じて
第３図に示すように変化することに着目し、温度検出器
１６からの温度信号Ｔを検出制御回路１８に取り込み、
この信号Ｔに一定の補正値αを乗じて圧力信号Ｐ１（−
αＴ十Ｂ、ただし、Ｂは原点補正である。

）を得るとともに、圧力検出器１７からの圧力信号Ｐｘ
を検出制御回路１８に取り込み、この検出制御回路１８
において、この圧力信号Ｐｘと前記圧力信号Ｐ、とを比
較し、その比較結果としてのＪ Ｐ＝Ｐ□−Ｐｘが所定
値Ｐ５を超えたとき（この実施例では、Ｐ’ｘがＰ。

より所定値Ｐ５以下となったとき）に集熱媒体の漏洩が
あったものと判定し、前記検出制御回路１８からの判定
信号に基づいて電動機１２（ポンプ２）および補助熱源
１０を停止し、また警報器１９を作動させるように構成
したものである。

上記のように構成された太陽熱システムによれば、集熱
器１および熱交換器５をそれぞれ接続して構成される集
熱回路中を循環する集熱媒体の温度を温度検出器１６で
検出し、この検出温度信号Ｔを検出制御回路１８に取り
込み、第３図に示すような関係を有するように、その温
度Ｔに補正値αを乗じて圧力信号Ｐ工を得るとともに、
前記圧力検出器１７の圧力信号Ｐｘを検出制御回路１８
に取り込み、前記圧力信号ＰＴと圧力信号Ｐｘとを比較
し、その結果ＪＰが所定値Ｐ５を超えたときに集熱回路
から集熱媒体が漏洩していると判定し、この判定結果に
基づいて検出制御回路１８に接続され電動機１２および
補助熱源１０を停止する。

また、警報装置１９により漏洩を報知するものである。

さらに、第３図を参照して説明する。

第３図は、集熱回路における集熱媒体の温度に対する流
体圧力の関係を示す特性図であり、横軸は集熱媒体の温
度Ｔ（’Ｃ）を、縦軸は集熱媒体の圧力Ｐ （ｋｇ／ｃ
ｍ２）を示している。

この図に示すように、たとえば、温度検出器１６からの
検出温度信号ＴがＴ１のときの集熱媒体の圧力ＰＴＩに
対して、圧力検出器１７からの圧力信号ＰｘがＰｘ□で
あったときに、その差が所定値Ｐ５を超えたときに漏洩
があったものとするのである。

したがって、符号Ａは集熱媒体の温度Ｔにおける圧力Ｐ
１特性であり、符号Ｂは漏洩が生じる圧力特性を示すも
のである。

なお、上記システムにおいて、温度検出器１６および圧
力検出器１７からの検出信号に基づいて電動機１２およ
び補助熱源１０の運転を停止するとともに、警報器１９
を作動させていたが、これは警報器１９のみを作動させ
るように構成してもよく、さらには、警報器１９を設け
ずに電動機１２および補助熱源１０の運転を停止するよ
うにしてもよいのである。

また、温度検出器１６および圧力検出器１７の取り付は
位置は集熱回路中どこでもよい。

以上述べたように、この考案によれば、集熱器および蓄
熱槽内の熱交換器とを集熱媒体が循環するように閉回路
とし、この閉回路中における集熱媒体の圧力を検出する
とともに前記集熱媒体の温度に基づく圧力信号とを比較
し、この比較結果が所定値を超えているときに漏洩を検
知できるようにしであるので、集熱効率の悪化を防止で
きるとともに、人蓄への悪影響を防止でき、これにより
システム全体の信頼性を向上させることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の太陽熱システムを示す系統図、第２図は
この考案に係る太陽熱システムの一実施例を示す系統図
、第３図は集熱媒体の温度・圧力特性を示す特性図であ
る。 ７・・・・・・蓄熱槽、５・・・・・・熱交換器、４・
・・・・・流入管、１・・・・・・集熱器、６・・・・
・・流出管、１７・・・・・・圧力検出器、１９・・・
・・・警報器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 太陽光を熱エネルギーに転換し集熱媒体に伝達する集熱
   器と、前記集熱媒体の熱エネルギーを他の熱媒体に伝達
   する熱交換器とを接続して閉回路を形成せしめ、この閉
   回路中を前記集熱媒体が循環するようにしてなる太陽熱
   システムにおいて、前記閉回路における集熱媒体の温度
   を検出する温度検出器と、前記閉回路中の集熱媒体の圧
   力を検出する圧力検出器と、前記温度検出器からの温度
   信号に比例する圧力信号と圧力検出器からの圧力信号と
   を比較し、この比較結果が所定値を超えたときに前記閉
   回路中の集熱媒体が漏洩したものと検出できる検出制御
   回路とを含んで構成されたことを特徴とする太陽熱シス
   テム。