JPS60207855A - 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】 本発明は、一般住宅に好適な太陽熱集熱装置に関し、特
に熱線の沸騰防止機能を有する太陽熱集熱装置に関する
ものである。

強制循環式が普及してきている。この強制循環式で最も
重要となるのは熱媒の沸騰防止であり、従来一般家庭用
等小規模なものにおいては、沸騰の防止、制御について
十分な配慮が払われたものがなく安全性、メンテナンス
等に問題があった。

第１図乃至第３図は従来の太陽熱集熱装置を示す構成図
である。各図に共通する部分は同一番号を付している。

１は太陽熱集熱器、２は循環ポンプ、３は貯湯槽、４は
膨張タンク、５はフロートスイッチ、６はセンサー、７
は排水用電磁弁である。

第１図に示す装置では、膨張タンク４をシステム最上部
に設置したものであって、特に沸騰防止の手段は設けら
れていない。膨張タンク４内の熱媒が沸騰により蒸発し
た際に、その熱線の減少をフロートスイッチ５で感知し
、ブザー等の警報を発するものである。この方式は停電
時又は不在時には太陽熱集熱器１内の熱媒が完全に蒸発
してしまう場合があり、熱媒の補充等のメンテナンスが
多く必要である。

第２図の方式は、貯湯槽３に取りつけられたセンサー６
が貯湯槽３内の水温を検知し、検知温度が設定温度以上
であれば、排水用電磁弁７を開け、貯湯槽３内の温水を
排水して温度を下げるものである。この方式では温水を
捨ててしまうため不経済である。

さらに第３図の方式は、膨張タンク４を下に設置したも
のであり、センサー６が貯湯槽３内の水温を検知し、設
定温度以上となれば循環ポンプ２を停止し、膨張タンク
４へ太陽熱集熱器１内の熱媒を戻すものである。この方
式は第１図及び第２図の方式に比べて最も安全であるが
、沸騰制御が貯湯槽３内の温度のみで行なうため、沸騰
回路作動中に貯湯槽３から出湯し、その抜水が補給され
ると再び循環ポンプ２の運転を開始するが、この間は、
太陽熱集熱器１は空焚き状態となっているため太陽熱集
熱器１内で熱媒が蒸発を起こし、スチームハンマーや異
音を発生する。また熱媒も変質し太陽熱集熱器１の腐食
等の悪影響が生じる。

本発明の目的は、かかる上述の欠点を解消し、安全かつ
有効に熱媒の沸騰を防止し得る太陽熱集熱装置を提供す
ることにある。

以下本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第４図は本発明の太陽熱集熱装置を示す構成図であり、
第５図は制御系統フローチャートである。

第１図乃至第３図と共通する部分には同一番号を付して
いる。

第４図に示す本発明の太陽熱集熱装置の基本構成は、第
３図に示す従来装置と同様太陽熱集熱器１と、内部に熱
交換器９を設けた貯湯槽３と循環ポンプ２がパイプ８に
より接続されて成り、太陽熱集熱器１で温められた不凍
液等の熱媒がパイプ８を通り熱交換器９により貯湯槽３
内の水に伝熱される。

また循環ポンプ２と熱交換器９の熱媒出口間に熱媒の体
積膨張の吸収及び熱媒を補給するために、膨張タンク４
が設けられ、かつ空気抜きのために膨張タンク４と接続
して空気抜き循環槽１１が設けられている。

本発明の太陽熱集熱装置においては、太陽熱集熱器１、
貯湯槽３にそれぞれ第１の温度センサー及び第２の温度
センサーを設け、更に循環ポンプ２と熱交換器９の熱媒
出口間に第３の温度センサーを設けることが重要である
。

このために太陽熱集熱器１に温度センサーＳ＋。

貯湯ｆ！３に温度センサーＳ２、空気抜き循環槽１１に
温度センサーＳａがそれぞれ設けられている。

前記温度センサーＳ＋　、　Ｓ９．　ＳＳは、温度セン
サーＳ＋　、　Ｓａの検知温度が予め設定した温度以下
であり且つ温度センサーＳ１と８２の検知温度間に予め
設定した温度差以上の温度差がある場合には、制御器１
２によって循環ポンプ２か作動され、　これにより熱媒
が循環されるように構成されている。

また循環ポンプ２の作動、太陽熱集熱器１や空気抜き循
環槽１１内の熱媒温度が上昇することにより、温度セン
サーＳ１及び／又はＳＳの検知温度が予め設定した温度
以上になり、或いは温度センサーＳ＋とＳ２の検知温度
間の温度差が予め設定した温度差以下になった場合には
、制御器１２により循環ポンプ２の作動を停止させるよ
うに構成されている。

なお、温度センサーＳ３の設置位置は、図示されている
ような空気抜き循環槽１１の外周下部に限定されるもの
ではなく、該循環槽１１の内部であってもよく、要する
に循環ポンプ２と熱交換器９の熱媒出口との間であれば
、循環回路中の熱媒温度を正確に検知できるので、その
間の適宜位置を選定すればよい。

次に第５図のフローチャートに基づいて上述した本発明
の太陽熱集熱装置における熱媒の沸騰防止の作用につい
て説明する。

まず温度センサーＳ１と８３の検知温度がその設定温度
（例えば９０℃）以下であり、かつ温度センサーＳ１と
Ｓ２の検知温度間に設定温度差（例えば３℃）以上ある
場合には、制御器１２によって循環ポンプ２が作動され
、熱媒が循環される。次いで、太陽熱集熱器１や循環回
路中の熱媒温度が上昇し、温度センサーＳ１及び／又は
Ｓ３の検知温度が９０℃を越え、熱媒が沸騰直前状態で
あることを検知したとき、制御器１２により循環ポンプ
２の作動が停止され、熱媒の循環が停止される。このと
き空気抜き循環槽１１の上蓋を開放して空気抜きを行な
ったり、新たな熱媒を膨張タンク４に補給することによ
り、熱媒の沸騰が防止される。かくして、温度センサー
Ｓ１及びＳ３の検知温度が９０℃以下となり、かつ温度
センサーＳ】と８２ノ検知温度間に３℃以上の温度差が
生じると、循環ポンプ２は再作動を開始し、上記工程が
繰り返される。

設定温度及び温度差について、前記の説明において、理
解を容易にするためにセンサーの数値を度及び温度差を
適宜窓めればよし）。

また実施例においては、タンクを膨張タンクとエアー抜
き循環槽の二層構造としたが、タンク構造は例えば第３
図のように一層、でもよい。

本発明は、以上のように構成されるので、ポンプの作動
及び停止が自動的に行なわれ、熱媒の沸騰防止が安全か
つ有効にできる。またポンプ運転に無駄な電力を使うこ
ともなく温水の排水等をしなくてすむので経済的である
。さらに熱媒の損失も少なくてすむとともに変質もしな
いので熱媒の寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来の太陽熱集熱装置を示す構成図で
ある。第４図は本発明の太陽熱集熱装置を示す構成図で
あり、第５図は本発明による太陽熱集熱装置の制御系統
フローチャートである。 １・・・太陽熱集熱器　２・・・循環ポンプ９・・・熱
　交　換　器　Ｓ】・・・第１の温度センサーＳ２・・
第２の温度センサー　Ｓ８・第３の温度センサー特許出
願人　京セラ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽熱集熱器と、内部に熱交換器を設けた貯湯槽と、循
   環ポンプとをパイプにより接続してなる太陽熱集熱装置
   １こおいて、前記太陽熱集熱器の温度を検知する第１の
   温度センサー、前記貯湯槽内の温水温度を検知する第２
   の温度センサー、前記循環ポンプと前記熱交換器の熱線
   出口との間の熱線温度を検知する第３の温度センサーを
   設け、前記循環ポンプの作動中に第１の温度センサー及
   び／又は第３の温度センサーが予め設定した温度を検知
   したとき循環ポンプの作動を停止し、第１の温度センサ
   ーの検知温度が予め設定した温度以下でかつ第１の温度
   センサーと第２の温度センサーの検知温度間に予め設定
   した温度差が生じたとき循環ポンプの作動を再開するよ
   うにしたことを特徴とする太陽熱集熱装置。