JP2000505185A

JP2000505185A - 変調ソーラー調整器

Info

Publication number: JP2000505185A
Application number: JP9532195A
Authority: JP
Inventors: ベーリンガー、フォルカー
Original assignee: ベーリンガー、フォルカー
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 2000-04-25
Also published as: ATE178134T1; NO984068D0; DE59700114D1; DK0880659T3; CA2249018A1; DE19780202D2; NO984068L; WO1997034111A1; US6047696A; AU732650B2; ES2134066T3; EP0880659A1; GR3030596T3; EP0880659B1; CA2249018C; AU2690097A

Abstract

(57)【要約】本発明はソーラー蓄熱装置の制御方法についての提案である。制御に際しては熱媒体が、従来の方法のようにエネルギーコレクターと蓄熱器間の温度差に基づかないで、エネルギーコレクターの内部エネルギーに依存する方法で、エネルギーコレクターと蓄熱器間の接続導管および蓄熱器を操作する。

Description

【発明の詳細な説明】変調ソーラー調整器本発明は主たる請求項の概念に基づく方法に関する。サーマルソーラー設備の蓄熱器は通常、二点制御器によりヒステリシスをもってチャージされる。太陽熱集熱器の温度が蓄熱器の温度よりある一定の値だけ高くなるやいなや、熱媒体を太陽熱集熱器から蓄熱器へと送るポンプが作動する。熱媒体はそこで自己の熱の一部を放出し、リサイクルラインで再び太陽熱集熱器へと流れる。ポンプが作動している時に集熱器と蓄熱器間の温度差がある規定値以下に下がると、ポンプが停止される。この単純な制御の欠点はポンプ作動開始時の放熱と太陽熱集熱器の効率が考慮されていないことである。更に太陽熱設備用に能力を適合させた制御装置も既知である(G92０7 743.9)。この装置では太陽熱集熱器エネルギーの蓄熱器への充填が、集熱器温度の時間勾配並びに蓄熱器流入と蓄熱器流出間の熱媒体温度差の時間勾配を考慮することにより、最適化されるよう、試みがなされている。これらのプロセスは集熱器と蓄熱器を通る熱媒体の流れを温度に依存して制御することにおいて共通している。これに対し、請求項１及び２に記載する特徴を有する本発明は、蓄熱器の内部エネルギーが高まることによってのみ、搬送装置が作動するという利点を有する。更に無用な連結プロセスを避けることにより、搬送装置のエネルギー消費が最小限に減らされる。これに関する本プロセスの更なる有利な形態に基づき、請求項１に記載のプロセスステップ（ｃ１）または請求項２に記載のプロセスステップ（ｃ１）に基づく作動条件が満たされ、そして、エネルギーコレクター（１）内及び接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを一方とし、請求項１に記載のプロセスステップ（ｂ）または請求項２に記載のプロセスステップ（ｂ）に基づき蓄熱器（２）から取り出される内部エネルギ−を他方とする、両者の差の時間に関する２次導関数が（＜０)となったときに、初めて搬送装置が作動する。これによって熱充填が最大となると同時に熱媒体搬送のためのエネルギー消費が最小となる。請求項４に記載する特徴を有する本発明はこれに対し、熱媒体温度が熱消費物の温度以上になるやいなや搬送装置を作動させることが可能となるために、熱消費物への熱供給がエネルギーコレクターにより改善され、エネルギーコレクターの効率が高まり、そして接続管内の放熱が減少する利点を有している。請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施する装置の更なる有利な形態に基づいて、搬送装置はポンプとする。これにより熱媒体はソーラーコレクター、接続管及び熱交換器の流れ抵抗に依存することなく循環できる。請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施する装置の更なる有利な形態に基づいて、搬送装置及び逆止め弁は制御されたギーコレクター内に集められた搬送用熱媒体の蓄熱器への自然対流が利用でき、設備のエネルギー消費は最小限に減らすことができる。請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施する装置の更なる有利な形態に基づいて、エネルギーコレクターはサーマル・ソーラーコレクターとし、蓄熱器は顕熱（感じられる）及び／あるいは潜熱を蓄え、熱媒体は液体（水とグリコールの混合物）とする。これにより本装置にかかる費用は安くなる。更なる利点と有利な様式を下記の説明、図面及び請求項に記載する。本発明の一実施例を図面に記し、下記に詳細に説明する。第１図は制御されたシステムを示す。第１図は接続管４，５を通し、蓄熱器２と接続するソーラーコレクター１を示す。ソーラーコレクター１で加熱された熱媒体はポンプ６により接続管４を通り、蓄熱器２内にある熱交換器３に搬送される。熱媒体はそこで熱を放出し、温度Ｔ₄で熱交換器３と蓄熱器２を去る。熱媒体は充分な放熱があることを前提に、再度加熱されるために接続管５を通してソーラーコレクターに戻る。逆止め弁７はポンプ停止時に熱媒体の蓄熱器２からソーラーコレクター１への望ましくない逆流を防止するために使用される。熱消費物８は本実施例においては選択的に蓄熱器２あるいはここに示されていない他の発熱器(暖房用ボイラー)からの熱で加熱し得る一つの構造物である。しかしながら熱消費物８はシャワー、洗濯機、吸熱性生産プロセス、あるいはそれに類似するものでもあり得る。当然ながら本発明に基づく蓄熱器制御プロセスはソーラーコレクター１のかわりに熱交換器、伝熱管あるいは廃熱源が蓄熱器２用のエネルギーコレクターとして利用される場合にも使用できる。本説明、請求の範囲及び図面に記載した特徴はすべて、単独であるいは自由に組み合わせても本発明の本質であり得る。関連符号表１ソーラーコレクター２蓄熱器３熱交換器４ソーラーコレクター出口と熱交換器入口間の接続管５熱交換器出口とソーラーコレクター入口間の接続管６ポンプ７逆止め弁８熱消費物Ｔ₁ ソーラーコレクター内の熱媒体の平均温度Ｔ₂ ソーラーコレクター出口と熱交換器入口間の接続管内の熱媒体の平均温度Ｔ₃ 熱交換器入口の熱媒体の温度Ｔ₄ 熱交換器出口の熱媒体の温度

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年３月７日（１９９８．３．７）【補正内容】変調ソーラー調整器本発明は主たる請求項の概念に基づく方法に関する。サーマルソーラー設備の蓄熱器は通常、二点制御器によりヒステリシスをもってチャージされる。太陽熱集熱器の温度が蓄熱器の温度よりある一定の値だけ高くなるやいなや、熱媒体を太陽熱集熱器から蓄熱器へと送るポンプが作動する。熱媒体はそこで自己の熱の一部を放出し、リサイクルラインで再び太陽熱集熱器へと流れる。ポンプが作動している時に集熱器と蓄熱器間の温度差がある規定値以下に下がると、ポンプが停止される。この単純な制御の欠点はポンプ作動開始時の放熱と太陽熱集熱器の効率が考慮されていないことである。更に太陽熱設備用に能力を適合させた制御装置も既知である（Ｇ９２０７７４３．９）。この装置では太陽熱集熱器エネルギーの蓄熱器への充填が、集熱器温度の時間勾配並びに蓄熱器流入と蓄熱器流出間の熱媒体温度差の時間勾配を考慮することにより、最適化されるよう、試みがなされている。これらのプロセスは集熱器と蓄熱器を通る熱媒体の流れを温度に依存して制御することにおいて共通している。これに対し、請求項１及び２に記載する特徴を有する本発明は、下記により蓄熱器の内部エネルギーが高まることによってのみ、搬送装置が作動するという利点を有する。ソーラー設備またはその部部エネルギーを基本とし、また例として容積及び温度というソーラー設備の物理量から生じ、また例として集熱器最低温度において付加項として規定し得る設備特性値を付加することにより、最良で、また諸条件に適応したソーラー設備の作動を可能にする同設備の制御がなされる。更に無用な連結プロセスを避けることにより、搬送装置のエネルギー消費が最小限に減らされる。これに関する本プロセスの更なる有利な形態に基づき、請求項１に記載のプロセスステップ（ｃ１）または請求項２に記載のプロセスステップ（ｃ１）に基づく作動条件が満たされ、そして、エネルギーコレクター（１）内及び接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを一方とし、請求項１に記載のプロセスステップ（ｂ）または請求項２に記載のプロセスステップ（ｂ）に基づき蓄熱器（２）から取り出される内部エネルギ−を他方とする、両者の差の時間に関する２次導関数が負（＜０)となったときに、初めて搬送装置が作動する。これによって熱充填が最大となると同時に熱媒体搬送のためのエネルギー消費が最小となる。請求項４に記載する特徴を有する本発明はこれに対し、熱媒体温度が熱消費物の温度以上になるやいなや搬送装置を作動させることが可能となるために、熱消費物への熱供給がエネルギーコレクターにより改善され、エネルギーコレクターの効率が高まり、そして接続管内の放熱が減少する利点を有している。請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施する装置の更なる有利な形態に基づいて、搬送装置はポンプとする。これにより熱媒体はソーラーコレクター、接続管及び熱交換器の流れ抵抗に依存することなく循環できる。請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施する装置の更なる有利な形態に基づいて、搬送装置及び逆止め弁は制御されたギーコレクター内に集められた搬送用熱媒体の蓄熱器への自然対流が利用でき、設備のエネルギー消費は最小限に減らすことができる。請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施する装置の更なる有利な形態に基づいて、エネルギーコレクターはサーマル・ソーラーコレクターとし、蓄熱器は顕熱（感じられる）及び／あるいは潜熱を蓄え、熱媒体は液体（水とグリコールの混合物）とする。これにより本装置にかかる費用は安くなる。更なる利点と有利な様式を下記の説明、図面及び請求項に記載する。本発明の一実施例を図面に記し、下記に詳細に説明する。第１図は制御されたシステムを示す。第１図は接続管４，５を通し、蓄熱器２と接続するソーラーコレクター１を示す。ソーラーコレクター１で加熱された熱媒体はポンプ６により接続管４を通り、蓄熱器２内にある熱交換器３に搬送される。熱媒体はそこで熱を放出し、温度Ｔ₄で熱交換器３と蓄熱器２を去る。熱媒体は充分な放熱があることを前提に、再度加熱されるために接続管５を通してソーラーコレクターに戻る。逆止め弁７はポンプ停止時に熱媒体の蓄熱器２からソーラーコレクター１への望ましくない逆流を防止するために使用される。熱消費物８は本実施例においては選択的に蓄熱器２あるいはここに示されていない他の発熱器(暖房用ボイラー)からの熱で加熱し得る一つの構造物である。しかしながら熱消費物８はシャワー、洗濯機、吸熱性生産プロセス、あるいはそれに類似するものでもあり得る。当然ながら本発明に基づく蓄熱器制御プロセスはソーラーコレクター１のかわりに熱交換器、伝熱管あるいは廃熱源が蓄熱器２用のエネルギーコレクターとして利用される場合にも使用できる。本説明、請求の範囲及び図面に記載した特徴はすべて、単独であるいは自由に組み合わせても本発明の本質であり得る。関連符号表１ソーラーコレクター２蓄熱器３熱交換器４ソーラーコレクター出口と熱交換器入口間の接続管５熱交換器出口とソーラーコレクター入口間の接続管６ポンプ７逆止め弁８熱消費物Ｔ₁ ソーラーコレクター内の熱媒体の平均温度Ｔ₂ ソーラーコレクター出口と熱交換器入口間の接続管内の熱媒体の平均温度Ｔ₃ 熱交換器入口の熱媒体の温度Ｔ₄ 熱交換器出口の熱媒体の温度１．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、エネルギーコレクター出口と蓄熱器入口間の接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを決定し、（ｂ）エネルギーコレクター（１）及び接続管（４）内の熱媒体の容量に相当する熱媒体容量が、熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際の、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１）および（ｃ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルギーよりも、容積や温度の如きソーラー設備の物理的基準量から決定し規定し得る設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルギーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が設備特性温度Ｔ₅以上に達し、周辺温度に設備特性値ΔＴ₁を加えた温度より高く、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₂を加えた温度よりも高いとき、（ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）と接続管（４）内にある熱媒体が蓄熱器（２）内に搬送され、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₃を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₄を加えた温度よりも低くなったとき。２．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、エネルギーコレクター出口と蓄熱器入口間の接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを決定し、（ｂ）エネルギーコレクター（１）及び接続管（４）内の熱媒体の容量に相当する熱媒体容量が、熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際の、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１）および（ｃ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）前記プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、前記プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルギーよりも、容積や温度の如きソーラー設備の物理的基準量から決定し規定し得る設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルキーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁ ）が設備特性温度Ｔ₅以上に達し、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₅を加えた温度よりも高いとき、（ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）と接続管（４）内にある熱媒体が蓄熱器（２）内に搬送され、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₆を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき稼動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₇を加えた温度よりも低くなったとき。３．請求項１記載のプロセスステップ（ｃ１）あるいは請求項２記載のプロセスステップ（ｃ１）に基づく作動条件が満たされ、そして、エネルギーコレクター（１）内及び接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを一方とし、請求項１記載のプロセスステップ（ｂ）あるいは請求項２記載のプロセスステップ（ｂ）に基づき蓄熱器（２）から取り出される内部エネルギーを他方とする、両者の差の時間に関する２次導関数が負となったときに、初めて搬送装置が作動することを特徴とする請求項１または２記載の方法。４．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、蓄熱器やこの蓄熱器から熱供給される熱消費物（８）の外部を走る接続管（４，５）の部分内にある熱媒体の内部エネルギーを決定し、（ｂ）エネルギーコレクター（１）内及び、蓄熱器とこの蓄熱器から熱供給された熱消費物（８）の外部を走る接続管（４，５）の部分内の熱媒体の容積に相当する熱媒体容積が熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際に、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１），（ｃ２）および（ｃ３）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）前記プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、前記プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルギーよりも、容積や温度の如きソーラー設備の物理的基準量から決定し規定し得る設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルギーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器から供給される熱消費物（８）の温度に設備特性値ΔＴ₈を加えた温度よりも高く、かつ蓄熱器出口における熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₉を加えた温度より高いとき、（ｃ３）周辺温度が熱消費物（８、構造物温度）の温度より低く、エネルギーコレクター内及び蓄熱器とこの蓄熱器から熱供給される熱消費物（８）の外部を走る接続管（４）の部分内の熱媒体の平均温度（Ｔ₁）が、熱消費物（８）の温度に設備特性値ΔＴ₁₄を加えた温度より高く、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₀を加えた温度よりも高いとき、（ｄ）下記の（ｄ１）、（ｄ２）および（ｄ３）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）及び、蓄熱器とこの蓄熱器から供給される熱消費物（８）の外部を走る部分の接続管（４，５）にある熱媒体が蓄熱器（２）に流れ、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₁ を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₂を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ３）前記（ｃ３）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、熱消費物（８、構造物温度）の温度（Ｔ₄）に設備特性値 ΔＴ₁₃を加えた温度よりも低くなったとき５．請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において運搬装置（６）がポンプであることを特徴とする。６．請求項１から５のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において搬送装置（６）及び逆止め弁（７）が制御された通流弁に取り替えられることを特徴とする。７．請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において、エネルギーコレクター（１）がサーマル・ソーラーコレクターであり、蓄熱器（２）が顕熱及び／または潜熱を貯え、熱媒体が液体（水とグリセリンの混合物）であり、そして熱消費物が建物であることを特徴とする。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年６月４日（１９９８．６．４）【補正内容】１．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、エネルギーコレクター出口と蓄熱器入口間の接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルキーを決定し、（ｂ）エネルギーコレクター（１）及び接続管（４）内の熱媒体の容量に相当する熱媒体容量が、熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際の、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１）および（ｃ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルギーよりも、容積や温度の如きソーラー設備の物理的基準量から決定し規定し得る設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルギーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が設備特性温度Ｔ₅以上に達し、周辺温度に設備特性値ΔＴ₁を加えた温度より高く、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₂を加えた温度よりも高いとき、（ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）と接続管（４）内にある熱媒体が蓄熱器（２）内に搬送され、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₃を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₄を加えた温度よりも低くなったとき。２．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、エネルギーコレクター出口と蓄熱器入口間の接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを決定し、（ｂ）エネルギーコレクター（１）及び接続管（４）内の熱媒体の容量に相当する熱媒体容量が、熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際の、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１）および（ｃ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）前記プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、前記プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルギーよりも、容積や温度の如きソーラー設備の物理的基準量から決定し規定し得る設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルギーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁ ）が設備特性温度Ｔ₅以上に達し、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₅を加えた温度よりも高いとき、（ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）と接続管（４）内にある熱媒体が蓄熱器（２）内に搬送され、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₆を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき稼動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₇を加えた温度よりも低くなったとき。３．請求項１記載のプロセスステップ（ｃ１）あるいは請求項２記載のプロセスステップ（ｃ１）に基づく作動条件が満たされ、そして、エネルギーコレクター（１）内及び接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを一方とし、請求項１記載のプロセスステップ（ｂ）あるいは請求項２記載のプロセスステップ（ｂ）に基づき蓄熱器（２）から取り出される内部エネルギーを他方とする、両者の差の時間に関する２次導関数が負となったときに、初めて搬送装置が作動することを特徴とする請求項１または２記載の方法。４．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、蓄熱器やこの蓄熱器から熱供給される熱消費物（８）の外部を走る接続管（４，５）の部分内にある熱媒体の内部エネルギーを決定し、（ｂ）エネルキーコレクター（１）内及び、蓄熱器とこの蓄熱器から熱供給された熱消費物（８）の外部を走る接続管（４，５）の部分内の熱媒体の容積に相当する熱媒体容積が熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際に、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１），（ｃ２）および（ｃ３）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）前記プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、前記プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルキーよりも、容積や温度の如きソーラー設備の物理的基準量から決定し規定し得る設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルギーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器から供給される熱消費物（８）の温度に設備特性値ΔＴ₈を加えた温度よりも高く、かつ蓄熱器出口における熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₉を加えた温度より高いとき、（ｃ３）周辺温度が熱消費物（８、構造物温度）の温度より低く、エネルギーコレクター内及び蓄熱器とこの蓄熱器から熱供給される熱消費物（８）の外部を走る接続管（４）の部分内の熱媒体の平均温度（Ｔ₁）が、熱消費物（８）の温度に設備特性値ΔＴ₁₄を加えた温度より高く、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₀を加えた温度よりも高いとき（ｄ）下記の（ｄ１）、（ｄ２）および（ｄ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）及び、蓄熱器とこの蓄熱器から供給される熱消費物（８）の外部を走る部分の接続管（４，５）にある熱媒体が蓄熱器（２）に流れ、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₁ を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₂を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ３）前記（ｃ３）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、熱消費物（８、構造物温度）の温度（Ｔ₄）に設備特性値 ΔＴ₁₃を加えた温度よりも低くなったとき。５．１つのソーラーコレクター（１）、１つの蓄熱器（２）、蓄熱器とソーラーコレクター間に複数の接続管（４，５）、１つの搬送装置（６）、１つの逆止め弁（７）、１つの電子制御装置、及び少なくとも１つの温度センサーを備えた、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において、前記制御装置が容積、熱容量、熱伝導力、ポンプ能力等のソーラー設備の物理的基準値を記憶できる記憶ユニットであり、温度センサーの温度及びソーラー設備の物理的基準値から内部エネルギーを算出でき、そして内部エネルギーが制御量として電子制御装置に利用されることを特徴とする。６．１つのソーラーコレクター（１）、１つの蓄熱器（２）、蓄熱器とソーラーコレクター間に複数の接続管（４，５）、１つの搬送装置（６）、１つの逆止め弁（７）、１つの電子制御装置、及び少なくとも１つの温度センサーを備えた、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において、搬送装置（６）及び逆止め弁（７）が制御装置により制御された通流弁に取り替えられることを特徴とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号１９６１４８３３．２ (32)優先日平成８年４月15日(1996．4．15) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６１７５７７．１ (32)優先日平成８年５月２日(1996．5．2) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６２３９７８．８ (32)優先日平成８年６月15日(1996．6．15) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６２７５６９．５ (32)優先日平成８年７月９日(1996．7．9) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６３１０５７．１ (32)優先日平成８年８月１日(1996．8．1) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６３４０６８．３ (32)優先日平成８年８月23日(1996．8．23) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６３５６２６．１ (32)優先日平成８年９月３日(1996．9．3) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６４２６４２．１ (32)優先日平成８年10月16日(1996．10．16) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６４５１１７．５ (32)優先日平成８年11月４日(1996．11．4) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６４８２７９．８ (32)優先日平成８年11月21日(1996．11．21) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９６５４２１７．０ (32)優先日平成８年12月25日(1996．12．25) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９７００１２９．７ (32)優先日平成９年１月３日(1997．1．3) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号１９７０２８８３．７ (32)優先日平成９年１月28日(1997．1．28) (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、エネルギーコレクター出口と蓄熱器入口間の接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを決定し、（ｂ）エネルギーコレクター（１）及び接続管（４）内の熱媒体の容量に相当する熱媒体容量が、熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際の、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１）および（ｃ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルギーよりも設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルギーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が設備特性温度Ｔ₅以上に達し、周辺温度に設備特性値ΔＴ₁を加えた温度より高く、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₂を加えた温度よりも高いとき、（ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）と接続管（４）内にある熱媒体が蓄熱器（２）内に搬送され、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₃を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₄を加えた温度よりも低くなったとき。２．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、エネルギーコレクター出口と蓄熱器入口間の接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを決定し、（ｂ）エネルギーコレクター（１）及び接続管（４）内の熱媒体の容量に相当する熱媒体容量が、熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際の、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１）および（ｃ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）前記プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、前記プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルギーよりも設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルギーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が設備特性温度Ｔ₅以上に達し、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₅ を加えた温度よりも高いとき、（ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）と接続管（４）内にある熱媒体が蓄熱器（２）内に搬送され、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₆を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき稼動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₇を加えた温度よりも低くなったとき。３．請求項１記載のプロセスステップ（ｃ１）あるいは請求項２記載のプロセスステップ（ｃ１）に基づく作動条件が満たされ、そして、エネルギーコレクター（１）内及び接続管（４）内にある熱媒体の内部エネルギーを一方とし、請求項１記載のプロセスステップ（ｂ）あるいは請求項２記載のプロセスステップ（ｂ）に基づき蓄熱器（２）から取り出される内部エネルギーを他方とする、両者の差の時間に関する２次導関数が負となったときに、初めて搬送装置が作動することを特徴とする請求項１または２記載の方法。４．下記のプロセスステップを有することを特徴とするソーラー設備の蓄熱器制御プロセス：（ａ）エネルギーコレクター（１）内及び、蓄熱器やこの蓄熱器から熱供給される熱消費物（８）の外部を走る接続管（４，５）の部分内にある熱媒体の内部エネルギーを決定し、（ｂ）エネルキーコレクター（１）内及び、蓄熱器とこの蓄熱器から熱供給された熱消費物（８）の外部を走る接続管（４，５）の部分内の熱媒体の容積に相当する熱媒体容積が熱媒体の出口温度（Ｔ₄）の状態で蓄熱器（２）から取り出される際に、蓄熱器（２）から取り去られる内部エネルギーを決定し、（ｃ）下記の（ｃ１），（ｃ２）および（ｃ３）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、エネルギーコレクター（１）から蓄熱器（２）に熱媒体を搬送する装置（６）を作動させ、（ｃ１）前記プロセスステップ（ａ）に基づき決定された内部エネルギーが、前記プロセスステップ（ｂ）に基づき決定された内部エネルギーよりも設備特性値ΔＥ分だけ大きいとき、（ｃ２）エネルギーコレクター（１）内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器から供給される熱消費物（８）の温度に設備特性値ΔＴ₈を加えた温度よりも高く、かつ蓄熱器出口における熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₉を加えた温度より高いとき、（ｃ３）周辺温度が熱消費物（８、構造物温度）の温度より低く、エネルギーコレクター内及び蓄熱器とこの蓄熱器から熱供給される熱消費物（８）の外部を走る接続管（４）の部分内の熱媒体の平均温度（Ｔ₁）が、熱消費物（８）の温度に設備特性値ΔＴ₁₄を加えた温度より高く、かつ蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₀を加えた温度よりも高いとき、（ｄ）下記の（ｄ１）、（ｄ２）および（ｄ３）に示す条件の少なくとも一つが該当するときは、搬送装置を停止する。（ｄ１）前記（ｃ１）の条件に基づき作動し、少なくともエネルギーコレクター（１）及び、蓄熱器とこの蓄熱器から供給される熱消費物（８）の外部を走る部分の接続管（４，５）にある熱媒体が蓄熱器（２）に流れ、そして蓄熱器入口の熱媒体の温度（Ｔ₃）が蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₁を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ２）前記（ｃ２）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、蓄熱器出口の熱媒体の温度（Ｔ₄）に設備特性値ΔＴ₁₂を加えた温度よりも低くなったとき、（ｄ３）前記（ｃ３）の条件に基づき作動し、エネルギーコレクター内の熱媒体の温度（Ｔ₁）が、熱消費物（８、構造物温度）の温度（Ｔ₄）に設備特性値 ΔＴ₁₃を加えた温度よりも低くなったとき。５．請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において運搬装置（６）がポンプであることを特徴とする。６．請求項１から５のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において搬送装置（６）及び逆止め弁（７）が制御された通流弁に取り替えられることを特徴とする。７．請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において、エネルギーコレクター（１）がサーマル・ソーラーコレクターであり、蓄熱器（２）が顕熱及び／または潜熱を貯え、熱媒体が液体（水とグリセリンの混合物）であり、そして熱消費物が建物であることを特徴とする。