JPS5993149A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は集熱器と蓄熱槽との間で熱媒液を強制循環させ
、太陽熱を集熱器から蓄熱槽へ移送して蓄熱槽に蓄熱す
るとともに、熱媒液の膨張を循環路に接続した大気開放
式の膨張タンクにて吸収するようにした太陽熱集熱装置
に関する。

（ロ）背景技術 従来の此の種の太陽熱集熱装置として第１図に示すもの
があった。第１図に於いて、（１）は集熱器、（２）は
蓄熱槽であり、集熱器（１）と蓄熱槽（２）に挿入され
た熱交換器（３）とを集熱ポンプ（４）を装設した集熱
往管（５）と、集熱戻り管（６）とで環状に連結して不
凍液等の熱媒液の循環路（力を形成しである。集熱戻り
管（６）には循環路（７）より高所にｐ″］１♂１°さ
」し、：ＩｉＴ＋気管（８）にて大気に開放した膨張タ
ンク（９）を膨張管θ０）にて接続しである。蓄熱槽（
２）には下部に給水管（１１）、中間部に排水弁Ｈを装
設した排水管（１３）、上部に給湯管（１４）が夫々接
続されている。

上述した太陽熱集熱装置では日中、日射のあるときに集
熱ポンプ（４）を運転させ、熱媒液を循環させることに
より、太陽熱を集熱器（１）から熱ｘ　１’！ｌ’Ｌ器
（３）に移送し、蓄熱槽（２）内の水を加熱するように
している。又、集熱ポンプ（４）の運転中に蓄熱槽（２
）内の水温が十分に高くなり、集熱器Ｏ）の集熱＋ｊｌ
に対し、熱交換器（３）の負荷が小さくなると、循環路
（力の熱媒液が沸騰して蒸発し、膨張タンク（９）の通
気管（８）を通って大気へ放出されるとともに、集熱ポ
ンプ（４）がガスかみを起こす虞れがあるため、例えば
集熱戻り管（６）の熱媒液温度を温度検知器（１５）で
検出し、温度検知器（１５）が熱媒液の沸騰危険濁度を
感知したときに排水弁（１２）を開いて蓄熱槽（２）の
高温水の一部を捨て、新たな低温水を給水？ｉ　（Ｉ　
Ｉ）ｌ＋・ら蓄熱槽（２）に供給することにより、熱１
１！１１：液を強制冷力１させ、−（媒液の沸騰防止を
行なっていた。

ところが、上述した方式では沸騰防止のために折角太陽
熱を利用して加熱された高温水を火ｂｔに廃棄しなけれ
ばならず、省エネルギー上、及び省資源１−好ましいも
のでなかった。又、停電などにより集熱ポンプ（４）が
運転できない場合には熱々ν液の強制冷却が行えなくな
るため、熱媒液が蒸発して膨張タンク（９）の通気管（
８）から大気−・逃げ、熱媒液が不足するという欠点が
あった。

一方、実公昭５７−４１６４７号公報に開示されている
もののように、膨張タンクに外気を挿通させる冷却管を
設け、熱媒液から蒸発した蒸気を冷却管に結尭させ、回
収することにより、熱媒液の減少を防止するようにした
ものが４？案されているが、膨張タンクが循環路の一部
に組み込まれているため、通常の集熱運転時の放熱損失
が大きいという欠点があった。

←→　発明の目的 本発明は上述した従来技術の欠点を解消すべくなされた
ものであり、折角、蓄熱した太陽熱を放出させたり、集
熱運転時の放熱田失を増大させることフ（り、熱媒液の
蒸発による沖、少や集熱ポンプのガスかみを防止できる
ようにし、信頼性の品い太陽熱集熱装伽を提供すること
を［」的とする。

に）発明の要点 本発明は集熱器と蓄熱槽とを集熱ポンプを装設した配管
にて環状に連結して熱媒液の循環路を形成し、循環路の
集熱戻り管（集熱器用［」側配管）を循環路より高所に
設ＪＰ、ｆ　した太包開放式の＃張タンクに接続しであ
るものに於いて、集熱器用［７１部近傍の集熱戻り管に
気液分離部を設け、気液分＊１１部と、気液分離部下流
側の集熱戻り管とを夫々、蒸気管と膨張管とにより膨張
タンクに接続し、蒸気管若しくは膨張タンクに外気との
熱交換を行なう放熱器を設けたことを特徴とＬ７、集熱
ポンプの運転中に熱媒液が膨張タンクに流れないように
しつつ、集熱器内で発生した蒸気を集熱戻り管の気液分
離部にて分離１〜、蒸気管を通って膨張タンクに流青１
．るようにし、蒸気管若しくは膨張タンクに設けた放熱
器により外気と熱交換させて冷却し、凝縮させて膨張タ
ンクに回収する。

（ホ）発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第２
図は本発明の第１の実施例装置を示１２、第１図のもの
と共通する部分には同一符号を伺しである。第２図のも
のでは集熱器（１）の出口部近傍の集熱戻り管（６）に
循環路（力で最も高＜１．（る部分を設け、該部分の下
流側を急速に立下げて気液分離部（１６）を形成しであ
る。そして気液分離部（１６）と、膨張タンク（９）の
上部とは放熱器ａ７１を装設した蒸り管（１８）にて接
続されている。又、矢、液分離部（Ｉ　ｆｉｌ下流側の
集熱戻り管（６）と、膨張タンク（９）の）ｊ；Ｈ面と
け膨張管（１（１）Ｋて接続さ盪１、ている。尚、蒸気
管（＋８１は膨張タンク（９）の液面より高く立上げら
」ｌており、その７Ｐ高部（１８１）と膨張タンク（９
）の液面との間に放熱器（１カが下り勾配をとって串着
されている。又、集熱戻り管（６）に設置した温度検知
器（］！′Ｉ）は熱媒液の沸騰危険温度を感知すると、
隼π１（ポンプ（４）を強制的に停止させるようにしで
ある。

斯かる実施例のものでは、日中、集熱ポンプ（４）を運
転させることにより、熱媒液が循環路（力を循環して集
熱器（１）で集めら罎また太陽熱を熱交換器（３）へ移
送し、蓄熱槽（２）内の水を加熱する。このとき、集熱
器（１）から集熱戻り管（６）に入った熱媒液は気液分
離部（１６）を流下して熱交換器（３）に供給されるこ
とになり、蒸気管（１８）を通って膨張タンク（９）に
流れ込むことがないので、折角、集熱した太陽熱を放熱
器ａ７）から大気へ放熱させる心配がない。勿論、熱媒
液の膨張は循環路（力を膨張管θ０）にて膨張タンク（
９）と連通させであるため、膨張タンク（９）の液面が
上昇することにより吸収さ罎ｌ、る。

上述した集熱運転中に集か戻り管（６）の熱傳液湛度が
沸騰危険温度になると、温度検知器（１５）が集Ｍ（ポ
ンプ（４）を停止させ、集熱ポンプ（４）がガスかみを
起こさないようにする。

又、集熱ポンプ（４）の停止により、集熱器（１）内の
熱媒液が沸騰して蒸気となるが、集熱器（１）で発生し
た蒸気は集熱戻り管（６）の気液分離部ＣＩ　ｌ；ｌで
気液分離さ灼、蒸気管（１８）を通って膨張タンク（９
）へと進む。

この際、放熱器０７）で外気と熱交倹して冷却さ」１、
再凝縮して液となって膨張タンク（９）に回収される。

放熱器（１７）は膨張タンク（９）に向って下り勾配な
どって蒸気管（１８）に装置さハているため、Ｈｒ縮ｌ
〜だ液は残らず膨歩タンク（９）に回収でき、〃（幌、
液が不凍液である場合でも凝縮した水が放熱器内で凍結
する心配はない。このようにして、集熱ポンプ（４）の
運転が強制的に中断さ」ｔだ場合、集熱器内で発生した
蒸気は再凝縮されて循環路（力に戻るため、Ｍ（媒液の
減少が少なく、熱媒液の補給回数が少７．Ｃ＜て済む。

尚、停電により、集熱ポンプ（４）の運転が停止した場
合も同様である。

第３図は本発明の第２の実施例装置を示し、・第２図に
示ずものと異なるのは蒸気管（１８）を気液分離部０６
）と膨張タンク（９）の液面よりイバい付会どの間に接
続し、放熱器（１７１を膨張タンク（９）σ）液面より
低くなるように設置しであることである。

期かる実施例のものでは焦熱ポンプ（４）の停止時に焦
熱器（１）内の熱媒液淵パ↓が上昇１−ると、熱媒液が
自然対流により蒸気管０８）、膨張タンク（９）及び膨
張管（＋　（Ｉｌｌを通、って流上、放熱器（１７）に
て冷却さ青］、て沸騰しにくくなる。勿論、集熱器（１
）内で熱媒液が沸騰すると、発生した蒸気は蒸気管（１
８）を通って放熱器（１７１に導びかＪｌ、ここで凝縮
し７て液となる。尚、熱ｐｏｐ；液が不凍液である場合
、放熱器（（η内部は常時不坤液で満ださり、ていて冬
期でも凍結の心配がない。

第４図は本発明の第３の実施例を示し、第３図のものと
異なるのは放熱器（１７）が膨りトイクンク（９）の液
面より高くなるように蒸全１４賃（１８）を気液発声ｆ
ｒ　ｆｅｌｔ　（Ｉ　ｔｅｌと膨張タンク（９）の上部
との間に上り勾配をとって接続しであることであり、集
熱ポンプ（４）の運転中は放熱器（１７）内部に液がな
いため、放熱の虞Ａ１がブえく、集熱ポンプ（４）が停
止１−シて集熱器（１）内で沸騰が起こると、蒸気は気
液２相流となって蒸偲管（１８）を上列し、放熱器（１
７）にて冷却されることになる。

第５図は本発明の第４の実施例を示し、第２図ないし第
４図に示すものと異なるのは放熱器０７）が膨張タンク
（９）の通気管（８）に取着して；Ｉ）ることであり、
焦熱ポンプ（４）の運転中は熱媒液が塵中・−タンク（
９）に循環しノ、（いようにし、集熱ポンプ（４）の停
止中シて集熱器（１）内で発生した蒸気は蒸気管（１８
）から膨張タンク（９）に導びか」ｔ、通気管（８）で
外気と熱交換して凝縮し、膨張タンク（９）に回収され
るようにしである。尚、通気管（８）に放熱器（１７１
を取着する代わりに、第６図や第７図に示すように膨張
タンク（９）の上蓋（９ａ）や通気管（８）をヒダ状に
して放熱器と兼用させても良い。又、通気管（８）に放
熱器（１７）を設置した場合、第８図に示すように通気
管（８）の先端を気液分離タンク（］！１に接続し、気
液分離タンク（１１を戻し管（２（＋）にて膨張タンク
（９）に接続することにより、万一、放熱器（１７）内
の凝縮水が外部へ噴出しても、又膨張タンク（９）に戻
すことができる。

（へ）発明の効果 本発明は以上説明したように、集熱ポンプの：ｄｌｉ転
中は熱媒液が膨張タンクにカｉｆ、　＃１．ないｊ、う
にしつつ、集熱器内で発生した蒸気をチ（′防用り管の
気液分離部にて分離し、蒸ｔＡＴＡを辿っ°−Ｃ膨張タ
ンクに流ね、ろようにし、蒸免管若しくはル°し張りン
クに設けた放熱器により外気と熱交４色させ“Ｃ冷却し
、凝縮させて膨張タンクに回１１Ｒ，−４ろようにした
ものであるから、折角、蓄熱１〜だ太陽熱を放出させた
り、年か・運転時の放熱損失を増大させることな（、熱
〃Ｍ液の蒸発による減少や集熱ポンプのガスかみを防止
できることになり、空焚きによる熱媒液の劣化がなく、
熱媒液の補給回数も少；／Ｃ＜て済み、４ト熱ポンプの
寿命を長くすることができ、９〕には停電時にも対応で
きるなど、（Ｆｔ頼件の高い太陽熱集熱装置を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の太陽熱集熱装置の一例を示す系統図、第
２図ないし第５図は夫々、本発明の一実施例装置を示す
系統図、第６図ないし第８図は夫々、第５図の変形例を
示す要部概略構成図である。 （１）・・・集熱器、　（２）・・・蓄熱槽、　（４）
・・・集熱ポンプ、（６）・・・集熱用り管、　（力・
・・循環路、　（９）・・・膨張タンク、　（１０）・
・・蒸気管、　００・・・気液分離部、　（Ｉ７）・・
・放熱器、　（１角・・・蒸気管。 出願人　三洋電根株式会社　外１名 代狸人　弁理士　　佐　野　静　夫 第°１１司 第２１゛４ ７ 第゛：（図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）集熱器と蓄熱槽とを集熱ポンプを装設した配管に
   て環状に連結して熱媒液の循環路を形成し、循環路の集
   熱戻り管（集熱益田Ｄ　１！１１配￥ｆｆ　）を循環路
   より高所に設筒した大気開放式の膨張タンクに４１ｊ　
   Ｉ；＋ｌ　Ｌ“Ｃあるものに於いて、集熱器１１冒−１
   部近傍の集熱戻り管に気液分離部を設け、気液分離部と
   、気液分離部下流側の集熱戻り管とを夫々、蒸気管と膨
   張管とにより膨張タンクに接続し、蒸気管若しくは膨張
   タンクに外気との熱交換を行なう放熱器を設けたことを
   特徴とする太陽熱集熱装置。