JPS6172960A - 集熱装置 - Google Patents
集熱装置Info
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- JPS6172960A JPS6172960A JP59195600A JP19560084A JPS6172960A JP S6172960 A JPS6172960 A JP S6172960A JP 59195600 A JP59195600 A JP 59195600A JP 19560084 A JP19560084 A JP 19560084A JP S6172960 A JPS6172960 A JP S6172960A
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- JP
- Japan
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- temperature
- heat
- compressor
- fluid
- heating capacity
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
- F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
- F24D11/0221—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system combined with solar energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
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- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
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。
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、太陽熱および空気熱を熱源とするヒートポン
プ式の集熱装置に関するものである。
プ式の集熱装置に関するものである。
く従来技術〉
従来、ヒートポンプを用いた太陽熱・空気熱を熱源とす
る集熱装置において、圧縮機の容量制御を行なう方法と
して、外気温を検知し外気温度が高くなるに従い圧縮機
の回転速度が低くなるように制御する方法が考えられて
いる。この方法は圧縮機の消費電力を低減して装置の成
積係数を向上する目的では有効であるが、加温能力が外
気条件に左右されるために目標沸き上げ温度に達しない
ことや、湯の使用量が多くなる夕方になっても沸き上げ
が完了していないということが起こる場合が考えられ、
湯の利用の面からみて不都合であった。
る集熱装置において、圧縮機の容量制御を行なう方法と
して、外気温を検知し外気温度が高くなるに従い圧縮機
の回転速度が低くなるように制御する方法が考えられて
いる。この方法は圧縮機の消費電力を低減して装置の成
積係数を向上する目的では有効であるが、加温能力が外
気条件に左右されるために目標沸き上げ温度に達しない
ことや、湯の使用量が多くなる夕方になっても沸き上げ
が完了していないということが起こる場合が考えられ、
湯の利用の面からみて不都合であった。
〈 目 的 〉
本発明は、上記に鑑み、目標沸き上げ時刻には確実に目
標沸き上げ温度の湯が利用できるようにした太陽熱・空
気熱集熱装置の提供を目的としたものである。
標沸き上げ温度の湯が利用できるようにした太陽熱・空
気熱集熱装置の提供を目的としたものである。
〈実施例〉
以下、本発明の一実施例を第1.2図に基いて説明する
と、これは、熱媒を圧縮して吐出する圧縮821と、該
圧縮機の吐出側に接続された凝縮器2と、一側が絞り装
置3を介して前記凝縮器2に接続され他側が前記圧縮(
晟1に接続された集熱器4とから集熱回路5が構成され
、使用流体を貯える貯湯槽6と、該貯湯槽6外で循環ポ
ンプ7を介して配され前記凝縮器2と熱交換関係にある
使用流体加熱器8とが互に接続されて流体加熱回路9が
11寸成された集熱装置において、前記圧縮機1は8呈
1す°変形とさtz、前記IICIC熱加熱器人口に第
一温度検出器11が設けられると共に該流体jllJ4
W器8の出口に第二温度検出器12が設けられ、前記貯
湯槽6内の運転開始時の流体の温度を検出する複数の第
三温度検出器15が設けられ、該第−1第二、第三温度
検出器11,12.15の出力信号により前記圧NIP
21の容量を制御する制御回路13が設けられ、該制御
回路13は、該第三温度検出器15の出力信号から運転
開始時の貯湯槽内の流体温度を検出し、該検出温度と目
標沸き上げ温度との差温と、運転開始時がら目標沸き上
げ時刻までの集熱運転時間とから目標加温能力を演ユし
、また前記第一、第二温度検出器11.12により検出
された温度がら集熱回路5の加温能力を算出し該加温能
力が前記目標加温能力となるように前記圧縮へ1に容量
制御信号を出力するよう構成されたものである。
と、これは、熱媒を圧縮して吐出する圧縮821と、該
圧縮機の吐出側に接続された凝縮器2と、一側が絞り装
置3を介して前記凝縮器2に接続され他側が前記圧縮(
晟1に接続された集熱器4とから集熱回路5が構成され
、使用流体を貯える貯湯槽6と、該貯湯槽6外で循環ポ
ンプ7を介して配され前記凝縮器2と熱交換関係にある
使用流体加熱器8とが互に接続されて流体加熱回路9が
11寸成された集熱装置において、前記圧縮機1は8呈
1す°変形とさtz、前記IICIC熱加熱器人口に第
一温度検出器11が設けられると共に該流体jllJ4
W器8の出口に第二温度検出器12が設けられ、前記貯
湯槽6内の運転開始時の流体の温度を検出する複数の第
三温度検出器15が設けられ、該第−1第二、第三温度
検出器11,12.15の出力信号により前記圧NIP
21の容量を制御する制御回路13が設けられ、該制御
回路13は、該第三温度検出器15の出力信号から運転
開始時の貯湯槽内の流体温度を検出し、該検出温度と目
標沸き上げ温度との差温と、運転開始時がら目標沸き上
げ時刻までの集熱運転時間とから目標加温能力を演ユし
、また前記第一、第二温度検出器11.12により検出
された温度がら集熱回路5の加温能力を算出し該加温能
力が前記目標加温能力となるように前記圧縮へ1に容量
制御信号を出力するよう構成されたものである。
gi図において、前記集熱器4は、黒色塗装されたフィ
ンを装着したバイブがら41可成され、太陽熱及び空気
熱を集熱可能とされている。また前記圧昂俄1は、周波
数変換回路14により回転数可変とされる。また前記絞
り装r113としてステッピングモータでffi動され
るIkj5張弁が用いられる。該膨張弁3は集熱器4の
出入口に設置された温度センサー(図示せず)により集
熱器4での集熱が最適条件でイテなおれる様に熱媒の流
量を制御している。
ンを装着したバイブがら41可成され、太陽熱及び空気
熱を集熱可能とされている。また前記圧昂俄1は、周波
数変換回路14により回転数可変とされる。また前記絞
り装r113としてステッピングモータでffi動され
るIkj5張弁が用いられる。該膨張弁3は集熱器4の
出入口に設置された温度センサー(図示せず)により集
熱器4での集熱が最適条件でイテなおれる様に熱媒の流
量を制御している。
一方、流体加熱回路っけ、貯湯槽6、循環ポンプ7、流
体加熱器8、貯湯セm6が順次接続されて成る。そして
前記凝縮器2と流体加熱器8は熱交換関係に保持されて
おり、例えば二重雪構遺熱交換器10をなしている。そ
して前記制御回路13は、目標沸き上げ温度及び目標沸
き上げ時刻を設定する設定器13Bと、前記第一、第二
温度検出器11.12がらの検品温度差から加温能力を
算出しまた前記設定器13Bと第三温度検出器15とに
より算出される目標加温能力に応じて制御信号を出力す
る主制御回路13Aと、該主制御回路13Aの出力信号
に基いて前記圧!ii概1に運転周波数信号を出力する
周波数変換回路14とから構成される。
体加熱器8、貯湯セm6が順次接続されて成る。そして
前記凝縮器2と流体加熱器8は熱交換関係に保持されて
おり、例えば二重雪構遺熱交換器10をなしている。そ
して前記制御回路13は、目標沸き上げ温度及び目標沸
き上げ時刻を設定する設定器13Bと、前記第一、第二
温度検出器11.12がらの検品温度差から加温能力を
算出しまた前記設定器13Bと第三温度検出器15とに
より算出される目標加温能力に応じて制御信号を出力す
る主制御回路13Aと、該主制御回路13Aの出力信号
に基いて前記圧!ii概1に運転周波数信号を出力する
周波数変換回路14とから構成される。
+if記主飼主制御回路13A例えば、一般的なワンチ
ップマイクロコンピュータで、内部にデータRAM、プ
ログラムROM、ΔLU等を有し、クロック発振回路に
より駆動されるものである。また、前記周波数変換回路
14は、例えばインバータ回路で、圧M6磯用電動弐の
三相交流電源周波数を変換する信号を出力するものであ
る。また、前記温度検品器i 1,12.15は、例え
ばサーミスタが使用され、該サーミスタで検出される温
度変化による電圧降下はデジタル値に変換されて主制御
回路13Aに入力される。
ップマイクロコンピュータで、内部にデータRAM、プ
ログラムROM、ΔLU等を有し、クロック発振回路に
より駆動されるものである。また、前記周波数変換回路
14は、例えばインバータ回路で、圧M6磯用電動弐の
三相交流電源周波数を変換する信号を出力するものであ
る。また、前記温度検品器i 1,12.15は、例え
ばサーミスタが使用され、該サーミスタで検出される温
度変化による電圧降下はデジタル値に変換されて主制御
回路13Aに入力される。
なお、目標加温能力は次のように決定できる。
すなわち、目標とする加温能力は、運転開始時の貯湯槽
内の流体温度(水温)と目標沸き上げ温度の差と貯湯槽
容量から計算できる加温負荷と、実験開始時刻と目標沸
き上げ時刻の差である集熱運転時間から計算する。
内の流体温度(水温)と目標沸き上げ温度の差と貯湯槽
容量から計算できる加温負荷と、実験開始時刻と目標沸
き上げ時刻の差である集熱運転時間から計算する。
加温負荷=(目標沸き上げ温度−運転開始時貯湯槽内の
流体温度) ×貯湯!:l容量 日楳加温能力=加温負荷/集熱運転時間大に集熱作用を
説明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧の熱媒ガスは
、凝縮器2に流入し、熱交換関係にある流体加熱器8を
流れる流体(水)と熱交換して凝縮液化し膨張弁3に至
り、膨張弁3を通過する際に断熱膨張して減圧され、低
温低圧の未蒸発熱媒となる。熱媒は次に集熱器4へ流入
して太陽熱・空気熱を吸熱してガス化し、再び圧1rl
lに入り上記サイクルを繰返す、−力計湯槽6内の水は
循環ポンプ7により流体加熱器8へ送られ加熱昇温され
て貯湯槽6へ流入する。
流体温度) ×貯湯!:l容量 日楳加温能力=加温負荷/集熱運転時間大に集熱作用を
説明する。圧縮機1で圧縮された高温高圧の熱媒ガスは
、凝縮器2に流入し、熱交換関係にある流体加熱器8を
流れる流体(水)と熱交換して凝縮液化し膨張弁3に至
り、膨張弁3を通過する際に断熱膨張して減圧され、低
温低圧の未蒸発熱媒となる。熱媒は次に集熱器4へ流入
して太陽熱・空気熱を吸熱してガス化し、再び圧1rl
lに入り上記サイクルを繰返す、−力計湯槽6内の水は
循環ポンプ7により流体加熱器8へ送られ加熱昇温され
て貯湯槽6へ流入する。
このとき、流体加熱器8の入口・出口の温度は第一、第
二温度検出器11.12から主制御回路13Aに入力さ
れており、主制御回路13Aでは、それらの差温とあら
かじめ一定に設定された水流量を月いて加温FIB力が
常に検知されている。そして第三温度検出器15により
検知される運転開始時の貯湯槽内の流体温度と目標沸き
上げ温度との差温と、運転開始時がら目標沸き上げ時刻
までの集熱運転時間とから制御回路13にて上述の方法
で目標加温能力を演算して主制御回路13Aに記憶する
。
二温度検出器11.12から主制御回路13Aに入力さ
れており、主制御回路13Aでは、それらの差温とあら
かじめ一定に設定された水流量を月いて加温FIB力が
常に検知されている。そして第三温度検出器15により
検知される運転開始時の貯湯槽内の流体温度と目標沸き
上げ温度との差温と、運転開始時がら目標沸き上げ時刻
までの集熱運転時間とから制御回路13にて上述の方法
で目標加温能力を演算して主制御回路13Aに記憶する
。
そして主制御回路13Aに記憶されている目標加温能力
になるように外気条件の変化に応じて圧縮機1の回転数
を制御する。即ち、日射・外気温等が高くなり、集熱器
4での集熱量が増加すれば、圧縮t′;′11の回転数
を落して圧縮機1の仕事量つまり消費電力を小さくして
高い成績係数で運転する。
になるように外気条件の変化に応じて圧縮機1の回転数
を制御する。即ち、日射・外気温等が高くなり、集熱器
4での集熱量が増加すれば、圧縮t′;′11の回転数
を落して圧縮機1の仕事量つまり消費電力を小さくして
高い成績係数で運転する。
また日射・外気温等が低(なれぼ圧縮機1の回転数を上
げて圧縮[1の仕事量を増し、目標加温能力が得られる
ように運転する。その制御の7o−チャートを第2図に
示す。
げて圧縮[1の仕事量を増し、目標加温能力が得られる
ように運転する。その制御の7o−チャートを第2図に
示す。
〈効果〉
以上の説明から明らかな通り、本発明は、熱媒を圧縮し
て吐出する圧縮機と、該圧縮機の吐出側に接続された凝
!a器と、一側が絞り装置を介して前記凝縮器に接続さ
れ他側が前記圧縮機に接続されたjA熱器とから集熱回
路が措威され、使眉流体を貯乏る貯渇栢と、訊貯湯糟外
で!1;j記凝411器と熱交換関係にある使用流体加
熱器とが互に接続されて流体加熱回路が構成された集熱
装置において、前記圧縮機は容量可変形とされ、前記流
体加熱器の人口に第一温度検出器が設けられると共に該
流体加熱器の出口に第二温度検出器が設けられ、前記貯
湯槽内の流体の温度を検出する第三温度検出器が設けら
れ、該第−1第二、第三温度検出器の出力信号により前
記圧縮機の容量を制御する制御回路が設けられ、該制御
回路は、該第三温度検出器の出力信号から運転開始時の
貯湯槽内の流体温度を検出し、該検出温度と目標沸き上
げ温度との差温と、運転開始時から目標沸き上げ時刻ま
での集熱運転rvf開とから目線加温能力を演算し、ま
た前記第一、第二温度検出器により検出された温度から
集熱回路の加温能力を算出し該加温能力が前記目標加温
能力となるように前記圧縮機に容量制御信号、を出力す
るよう構成されたちのである。
て吐出する圧縮機と、該圧縮機の吐出側に接続された凝
!a器と、一側が絞り装置を介して前記凝縮器に接続さ
れ他側が前記圧縮機に接続されたjA熱器とから集熱回
路が措威され、使眉流体を貯乏る貯渇栢と、訊貯湯糟外
で!1;j記凝411器と熱交換関係にある使用流体加
熱器とが互に接続されて流体加熱回路が構成された集熱
装置において、前記圧縮機は容量可変形とされ、前記流
体加熱器の人口に第一温度検出器が設けられると共に該
流体加熱器の出口に第二温度検出器が設けられ、前記貯
湯槽内の流体の温度を検出する第三温度検出器が設けら
れ、該第−1第二、第三温度検出器の出力信号により前
記圧縮機の容量を制御する制御回路が設けられ、該制御
回路は、該第三温度検出器の出力信号から運転開始時の
貯湯槽内の流体温度を検出し、該検出温度と目標沸き上
げ温度との差温と、運転開始時から目標沸き上げ時刻ま
での集熱運転rvf開とから目線加温能力を演算し、ま
た前記第一、第二温度検出器により検出された温度から
集熱回路の加温能力を算出し該加温能力が前記目標加温
能力となるように前記圧縮機に容量制御信号、を出力す
るよう構成されたちのである。
従って本発明によると、第三温度検出器により貯湯槽内
の運転開始時の流体温度が検知でき、該検出温度と目標
沸き上げ温度との差温と、& ’IIA IJil始時
から目標沸き上げ時刻までの集熱運転時間力ら目標加温
能力を検出し、第一、第二温度検出器の信号によって圧
縮機を運転制御でき、はぼ毎日目標沸き上げ温度の湯が
目標沸き上げ時刻に得られ、また日射・外気温等が高い
ときは、目標加温能力を小さくして圧斤磯への負担を小
さくでき、経済的な運転が可能となる。
の運転開始時の流体温度が検知でき、該検出温度と目標
沸き上げ温度との差温と、& ’IIA IJil始時
から目標沸き上げ時刻までの集熱運転時間力ら目標加温
能力を検出し、第一、第二温度検出器の信号によって圧
縮機を運転制御でき、はぼ毎日目標沸き上げ温度の湯が
目標沸き上げ時刻に得られ、また日射・外気温等が高い
ときは、目標加温能力を小さくして圧斤磯への負担を小
さくでき、経済的な運転が可能となる。
fIS1図は本発明の一実施例を示す太陽熱・空気熱集
熱装はの構成図、第2図は同制御70−チャートである
。 1:圧紺i礪、2:凝縮器、3:絞り装置、4:集熱器
、5:集熱回路、6:貯湯槽、7:循環ポンプ、8:加
熱器、9:加熱回路、10:熱交換器、11.12:温
度検出器、13:制御回路、15:第三温度検出器。
熱装はの構成図、第2図は同制御70−チャートである
。 1:圧紺i礪、2:凝縮器、3:絞り装置、4:集熱器
、5:集熱回路、6:貯湯槽、7:循環ポンプ、8:加
熱器、9:加熱回路、10:熱交換器、11.12:温
度検出器、13:制御回路、15:第三温度検出器。
Claims (1)
- 熱媒を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機の吐出側に
接続された凝縮器と、一側が絞り装置を介して前記凝縮
器に接続され他側が前記圧縮機に接続された集熱器とか
ら集熱回路が構成され、使用流体を貯える貯湯槽と、該
貯湯槽外で前記凝縮器と熱交換関係にある使用流体加熱
器とが互に接続されて流体加熱回路が構成された集熱装
置において、前記圧縮機は容量可変形とされ、前記流体
加熱器の入口に第一温度検出器が設けられると共に該流
体加熱器の出口に第二温度検出器が設けられ、前記貯湯
槽内の流体の温度を検出する第三温度検出器が設けられ
、該第一、第二、第三温度検出器の出力信号により前記
圧縮機の容量を制御する制御回路が設けられ、該制御回
路は、該第三温度検出器の出力信号から運転開始時の貯
湯槽内の流体温度を検出し、該検出温度と目標沸き上げ
温度との差温と、運転開始時から目標沸き上げ時刻まで
の集熱運転時間とから目標加温能力を演算し、また前記
第一、第二温度検出器により検出された温度から集熱回
路の加温能力を算出し該加温能力が前記目標加温能力と
なるように前記圧縮機に容量制御信号を出力するよう構
成されたことを特徴とする集熱装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59195600A JPS6172960A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 集熱装置 |
| DE8585104355T DE3568860D1 (en) | 1984-09-18 | 1985-04-10 | Solar heat collector system |
| EP85104355A EP0175836B1 (en) | 1984-09-18 | 1985-04-10 | Solar heat collector system |
| EP88102744A EP0330701A3 (en) | 1984-09-18 | 1985-04-10 | Heat collector |
| US07/161,951 US4901537A (en) | 1984-09-18 | 1988-02-29 | Solar heat collector system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59195600A JPS6172960A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 集熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6172960A true JPS6172960A (ja) | 1986-04-15 |
| JPH034819B2 JPH034819B2 (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=16343846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59195600A Granted JPS6172960A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 集熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6172960A (ja) |
-
1984
- 1984-09-18 JP JP59195600A patent/JPS6172960A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH034819B2 (ja) | 1991-01-24 |
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