JP2001311556A - 太陽熱利用システム - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽熱利用システムにおいて、暖房のみなら
ず、冷房も行えるようにする。 【解決手段】 太陽熱利用システムは、太陽熱集熱器１
と、貯湯槽２と、貯湯槽に設置された貯湯槽用熱交換器
３と、床下空間１０に配置された床下用熱交換器４と、
太陽熱集熱器１と貯湯槽用熱交換器３と床下用熱交換器
４とを直列接続する循環回路２０と、この循環回路２０
に熱媒を循環させるポンプ５と、貯湯槽用熱交換器３を
迂回する第１バイパス路２４と、床下用熱交換器４を迂
回する第２バイパス路２５とを備えている。冬季におい
て、太陽熱集熱器温度が床下空間温度より高い場合に、
熱媒を太陽熱集熱器１と床下用熱交換器４との間を循環
させて、床下空間１０を暖房する。また夏季において、
太陽熱集熱器温度が床下空間温度より低い場合に、熱媒
を太陽熱集熱器１と床下用熱交換器４との間を循環させ
て、床下空間を冷房する。
ず、冷房も行えるようにする。 【解決手段】 太陽熱利用システムは、太陽熱集熱器１
と、貯湯槽２と、貯湯槽に設置された貯湯槽用熱交換器
３と、床下空間１０に配置された床下用熱交換器４と、
太陽熱集熱器１と貯湯槽用熱交換器３と床下用熱交換器
４とを直列接続する循環回路２０と、この循環回路２０
に熱媒を循環させるポンプ５と、貯湯槽用熱交換器３を
迂回する第１バイパス路２４と、床下用熱交換器４を迂
回する第２バイパス路２５とを備えている。冬季におい
て、太陽熱集熱器温度が床下空間温度より高い場合に、
熱媒を太陽熱集熱器１と床下用熱交換器４との間を循環
させて、床下空間１０を暖房する。また夏季において、
太陽熱集熱器温度が床下空間温度より低い場合に、熱媒
を太陽熱集熱器１と床下用熱交換器４との間を循環させ
て、床下空間を冷房する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽熱を利用するシ
ステムに関する。
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽熱を利用して暖房を行う従来のシス
テムは、特開平５−４４９５０号，特開平９−８９３８
６号公報等に開示されているように、屋根に設置された
太陽熱集熱器と、床下空間に設置された熱交換器と、こ
れら太陽熱集熱器と熱交換器とを接続する循環回路と、
この循環回路に設けられたポンプとを備えている。これ
ら公報のシステムでは、ポンプ駆動により熱媒を循環回
路で循環させることにより、太陽熱集熱器で集めた太陽
熱を床下空間の熱交換器に供給し、この床下空間の暖房
と蓄熱を行う。夜間には、床下空間に蓄えられた熱を用
いて暖房を行う。
テムは、特開平５−４４９５０号，特開平９−８９３８
６号公報等に開示されているように、屋根に設置された
太陽熱集熱器と、床下空間に設置された熱交換器と、こ
れら太陽熱集熱器と熱交換器とを接続する循環回路と、
この循環回路に設けられたポンプとを備えている。これ
ら公報のシステムでは、ポンプ駆動により熱媒を循環回
路で循環させることにより、太陽熱集熱器で集めた太陽
熱を床下空間の熱交換器に供給し、この床下空間の暖房
と蓄熱を行う。夜間には、床下空間に蓄えられた熱を用
いて暖房を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のシステムで
は、暖房のみまたは暖房と給湯のみ行われ、夏季の冷房
には全く寄与しなかった。
は、暖房のみまたは暖房と給湯のみ行われ、夏季の冷房
には全く寄与しなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と、外気に対して断熱状
態にある床下空間に配置された床下用熱交換器と、これ
ら太陽熱集熱器と床下用熱交換器と間に接続された循環
回路と、この循環回路に熱媒を循環させるポンプと、こ
のポンプを駆動させる制御手段とを備えた太陽熱利用シ
ステムにおいて、上記制御手段は、冬季において、床下
空間の温度が太陽熱集熱器の温度より低い場合に、ポン
プを駆動して熱媒を循環させることにより、床下空間を
暖房し、夏季において、床下空間の温度が太陽熱集熱器
の温度より高い場合に、ポンプを駆動して熱媒を循環さ
せることにより、床下空間を冷房することを特徴とする
ことを特徴とする。
太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と、外気に対して断熱状
態にある床下空間に配置された床下用熱交換器と、これ
ら太陽熱集熱器と床下用熱交換器と間に接続された循環
回路と、この循環回路に熱媒を循環させるポンプと、こ
のポンプを駆動させる制御手段とを備えた太陽熱利用シ
ステムにおいて、上記制御手段は、冬季において、床下
空間の温度が太陽熱集熱器の温度より低い場合に、ポン
プを駆動して熱媒を循環させることにより、床下空間を
暖房し、夏季において、床下空間の温度が太陽熱集熱器
の温度より高い場合に、ポンプを駆動して熱媒を循環さ
せることにより、床下空間を冷房することを特徴とする
ことを特徴とする。
【０００５】本発明の第２の態様は、太陽熱を集熱する
太陽熱集熱器と、貯湯槽と、貯湯槽に設置された貯湯槽
用熱交換器と、外気に対して断熱状態にある床下空間に
配置された床下用熱交換器と、これら太陽熱集熱器と貯
湯槽用熱交換器と床下用熱交換器とを直列接続する循環
回路と、この循環回路に熱媒を循環させるポンプと、上
記貯湯槽用熱交換器を迂回して上記循環回路に接続され
た第１バイパス路と、上記床下用熱交換器を迂回して上
記循環回路に接続された第２バイパス路と、上記貯湯槽
用熱交換器と第１バイパス路のいずれかに選択的に熱媒
を流す第１回路切替手段と、上記床下用熱交換器と第２
バイパス路のいずれかに選択的に熱媒を流す第２回路切
替手段と、上記ポンプ，第１，第２切替手段を制御する
制御手段とを備えた太陽熱利用システムにおいて、上記
制御手段は、冬季において、太陽熱集熱器の温度が床下
空間の温度より高い場合に、第２切替手段を床下用熱交
換器側に切り替えるとともにポンプを駆動することによ
り、熱媒を太陽熱集熱器と床下用熱交換器との間を循環
させて、床下空間を暖房し、夏季において、太陽熱集熱
器の温度が床下空間の温度より低い場合に、第１切替手
段を第１バイパス通路側に切り替えるとともに第２切替
手段を床下用熱交換器側に切り替え、かつポンプを駆動
することにより、熱媒を太陽熱集熱器と床下用熱交換器
との間を循環させて、床下空間を冷房することを特徴と
することを特徴とする。
太陽熱集熱器と、貯湯槽と、貯湯槽に設置された貯湯槽
用熱交換器と、外気に対して断熱状態にある床下空間に
配置された床下用熱交換器と、これら太陽熱集熱器と貯
湯槽用熱交換器と床下用熱交換器とを直列接続する循環
回路と、この循環回路に熱媒を循環させるポンプと、上
記貯湯槽用熱交換器を迂回して上記循環回路に接続され
た第１バイパス路と、上記床下用熱交換器を迂回して上
記循環回路に接続された第２バイパス路と、上記貯湯槽
用熱交換器と第１バイパス路のいずれかに選択的に熱媒
を流す第１回路切替手段と、上記床下用熱交換器と第２
バイパス路のいずれかに選択的に熱媒を流す第２回路切
替手段と、上記ポンプ，第１，第２切替手段を制御する
制御手段とを備えた太陽熱利用システムにおいて、上記
制御手段は、冬季において、太陽熱集熱器の温度が床下
空間の温度より高い場合に、第２切替手段を床下用熱交
換器側に切り替えるとともにポンプを駆動することによ
り、熱媒を太陽熱集熱器と床下用熱交換器との間を循環
させて、床下空間を暖房し、夏季において、太陽熱集熱
器の温度が床下空間の温度より低い場合に、第１切替手
段を第１バイパス通路側に切り替えるとともに第２切替
手段を床下用熱交換器側に切り替え、かつポンプを駆動
することにより、熱媒を太陽熱集熱器と床下用熱交換器
との間を循環させて、床下空間を冷房することを特徴と
することを特徴とする。
【０００６】本発明の第３の態様は、第２態様の太陽熱
利用システムにおいて、上記制御手段は、太陽熱集熱器
の温度が貯湯槽温度より設定温度差以上高い場合に、ポ
ンプを駆動するとともに第１切替手段を貯湯槽用熱交換
器側に切り替えることにより、貯湯槽内の水を加熱し、
冬季における上記貯湯槽加熱状態では、貯湯槽温度が床
下空間温度より設定温度差以上高い場合には、第２切替
手段を床下用熱交換器側に切り替えて床下空間の暖房を
も実行し、この床下空間暖房条件を満たさない場合に
は、第２切り替え手段を第２バイパス路側に切り替え
て、床下空間の暖房を停止して貯湯槽加熱のみ実行し、
冬季において上記貯湯槽加熱条件を満たさない場合で
も、太陽熱集熱器の温度が床下空間温度より設定温度差
以上高い場合には、第１切替手段を第１バイパス路側に
切り替えるとともに第２切替手段を床下用熱交換器側に
切り替え、かつポンプを駆動することにより、床下空間
の暖房だけを実行し、夏季において、太陽熱集熱器の温
度が床下空間温度より設定温度差以上低い場合には、第
１切替手段を第１バイパス路側に切り替えるとともに第
２切替手段を床下用熱交換器側に切り替え、かつポンプ
を駆動することにより、床下空間の冷房を実行すること
を特徴とする。
利用システムにおいて、上記制御手段は、太陽熱集熱器
の温度が貯湯槽温度より設定温度差以上高い場合に、ポ
ンプを駆動するとともに第１切替手段を貯湯槽用熱交換
器側に切り替えることにより、貯湯槽内の水を加熱し、
冬季における上記貯湯槽加熱状態では、貯湯槽温度が床
下空間温度より設定温度差以上高い場合には、第２切替
手段を床下用熱交換器側に切り替えて床下空間の暖房を
も実行し、この床下空間暖房条件を満たさない場合に
は、第２切り替え手段を第２バイパス路側に切り替え
て、床下空間の暖房を停止して貯湯槽加熱のみ実行し、
冬季において上記貯湯槽加熱条件を満たさない場合で
も、太陽熱集熱器の温度が床下空間温度より設定温度差
以上高い場合には、第１切替手段を第１バイパス路側に
切り替えるとともに第２切替手段を床下用熱交換器側に
切り替え、かつポンプを駆動することにより、床下空間
の暖房だけを実行し、夏季において、太陽熱集熱器の温
度が床下空間温度より設定温度差以上低い場合には、第
１切替手段を第１バイパス路側に切り替えるとともに第
２切替手段を床下用熱交換器側に切り替え、かつポンプ
を駆動することにより、床下空間の冷房を実行すること
を特徴とする。
【０００７】本発明の第４の態様は、第１〜第３態様の
太陽熱利用システムにおいて、上記床下空間に、融点が
異なる冷房用，暖房用の２種類の潜熱蓄熱材を配置した
ことを特徴とする。
太陽熱利用システムにおいて、上記床下空間に、融点が
異なる冷房用，暖房用の２種類の潜熱蓄熱材を配置した
ことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
なす太陽熱利用システムについて、図１を参照しながら
説明する。このシステムは、家屋の屋根に設置された平
板型太陽熱集熱器１と、貯湯槽２と、貯湯槽２に収容し
た熱交換器３（貯湯槽用熱交換器）と、家屋の床下空間
１０に設けられたファンコイル４（床下用熱交換器）と
を、主な構成要素として備えている。
なす太陽熱利用システムについて、図１を参照しながら
説明する。このシステムは、家屋の屋根に設置された平
板型太陽熱集熱器１と、貯湯槽２と、貯湯槽２に収容し
た熱交換器３（貯湯槽用熱交換器）と、家屋の床下空間
１０に設けられたファンコイル４（床下用熱交換器）と
を、主な構成要素として備えている。
【０００９】上記貯湯槽２は、底部に接続された給水管
２ａから水道水を供給して上記熱交換器３で加熱し、上
部に接続された給湯管２ｂから湯を供給するものであ
り、断熱被覆されて軒下等に設置されている。なお、こ
の給湯管２ｂには図示しないガス湯沸し器等が設けら
れ、必要に応じて給湯管２ｂを通る湯を加熱し、所望温
度にするようになっている。
２ａから水道水を供給して上記熱交換器３で加熱し、上
部に接続された給湯管２ｂから湯を供給するものであ
り、断熱被覆されて軒下等に設置されている。なお、こ
の給湯管２ｂには図示しないガス湯沸し器等が設けら
れ、必要に応じて給湯管２ｂを通る湯を加熱し、所望温
度にするようになっている。
【００１０】上記床下空間１０は、コンクリート基礎１
１に囲われるようにして形成されており、この基礎１１
の内壁に断熱材１２を接着することにより、床下空間１
０は、外気に対して断熱されている。なお、居室と床下
空間１０とを隔てる床板１３には断熱材１２は設けられ
ていない。
１に囲われるようにして形成されており、この基礎１１
の内壁に断熱材１２を接着することにより、床下空間１
０は、外気に対して断熱されている。なお、居室と床下
空間１０とを隔てる床板１３には断熱材１２は設けられ
ていない。
【００１１】太陽熱利用システムは、さらに太陽熱集熱
器１と熱交換器３とファンコイル４とを直列接続する循
環回路２０を備えている。循環回路２０には、例えば不
凍液からなる熱媒が循環するようになっている。この循
環回路２０は、往路２１と復路２２と、両者の間の中途
路２３とを含んでいる。往路２１と中途路２３との間に
熱交換器３が接続されており、復路２２と中途路２３と
の間にファンコイル４が接続されている。中途路２３に
は、ポンプ５が設けられている。
器１と熱交換器３とファンコイル４とを直列接続する循
環回路２０を備えている。循環回路２０には、例えば不
凍液からなる熱媒が循環するようになっている。この循
環回路２０は、往路２１と復路２２と、両者の間の中途
路２３とを含んでいる。往路２１と中途路２３との間に
熱交換器３が接続されており、復路２２と中途路２３と
の間にファンコイル４が接続されている。中途路２３に
は、ポンプ５が設けられている。
【００１２】上記循環回路２０は、上記熱交換器３を迂
回して往路２１と中途路２３との間に接続された第１バ
イパス路２４と、ファンコイル４を迂回して復路２２と
中途路２３との間に接続された第２バイパス路２５とを
有している。往路２１と熱交換器３と第１バイパス路２
４の分岐点には、三方弁６が設けられており、この三方
弁６により、往路２１からの熱媒を、熱交換器３，第１
バイパス路２４のいずれかに選択的に流すことができる
ようになっている。上記中途路２３とファンコイル４と
第２バイパス路２５の接続点には、三方弁７が設けられ
ており、この三方弁７により、中途路２３からの熱媒
を、ファンコイル４，第２バイパス路２５のいずれかに
選択的に流すことができるようになっている。
回して往路２１と中途路２３との間に接続された第１バ
イパス路２４と、ファンコイル４を迂回して復路２２と
中途路２３との間に接続された第２バイパス路２５とを
有している。往路２１と熱交換器３と第１バイパス路２
４の分岐点には、三方弁６が設けられており、この三方
弁６により、往路２１からの熱媒を、熱交換器３，第１
バイパス路２４のいずれかに選択的に流すことができる
ようになっている。上記中途路２３とファンコイル４と
第２バイパス路２５の接続点には、三方弁７が設けられ
ており、この三方弁７により、中途路２３からの熱媒
を、ファンコイル４，第２バイパス路２５のいずれかに
選択的に流すことができるようになっている。
【００１３】上記太陽熱利用システムは、４つの温度セ
ンサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に基づき上記ファンコイル
４，ポンプ５，三方弁６，７を制御するコントローラ８
（制御手段）を備えている。温度センサＴ１は、例えば
太陽熱集熱器１と循環回路２０を接続するヘッダ管に接
触するようにして取り付けられており、太陽熱集熱器１
の温度を検出するようになっている。温度センサＴ２
は、貯湯槽２のケース内壁において、熱交換器３近傍に
取り付けられており、貯湯槽２の温度を検出するように
なっている。温度センサＴ３は、床下空間１０内におい
て、例えばファンコイル４のケースに断熱材１４を介し
て設置されており、床下空間１０の温度を検出するよう
になっている。温度センサＴ４は家屋外壁に設置され、
外気温度を検出するようになっている。以下の説明で
は、温度センサＴ１〜Ｔ４で検出される温度も同符号を
用いて説明する。
ンサＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に基づき上記ファンコイル
４，ポンプ５，三方弁６，７を制御するコントローラ８
（制御手段）を備えている。温度センサＴ１は、例えば
太陽熱集熱器１と循環回路２０を接続するヘッダ管に接
触するようにして取り付けられており、太陽熱集熱器１
の温度を検出するようになっている。温度センサＴ２
は、貯湯槽２のケース内壁において、熱交換器３近傍に
取り付けられており、貯湯槽２の温度を検出するように
なっている。温度センサＴ３は、床下空間１０内におい
て、例えばファンコイル４のケースに断熱材１４を介し
て設置されており、床下空間１０の温度を検出するよう
になっている。温度センサＴ４は家屋外壁に設置され、
外気温度を検出するようになっている。以下の説明で
は、温度センサＴ１〜Ｔ４で検出される温度も同符号を
用いて説明する。
【００１４】上記構成の太陽熱利用システムにおいて、
コントローラ８は、上記検出温度に基づく制御を実行す
る。まず、外気温度Ｔ４に依存しない貯湯槽２の加熱制
御について説明する。太陽熱集熱器温度Ｔ１が貯湯槽温
度Ｔ２に比べて高くその差が７℃以上になった時にポン
プ５の駆動を開始し、４℃以下になった時に停止させ
る。このポンプ駆動時には、三方弁６を熱交換器３側に
切り換える。これにより、太陽熱集熱器１で加熱された
熱媒が熱交換器３を通り、貯湯槽２内の水道水を加熱す
る。なお、このヒステリシス制御のための下限値４℃，
上限値７℃は、特許請求の範囲において貯湯槽加熱条件
を判断するための設定温度差に対応する。なお、貯湯槽
温度Ｔ２が所定温度例えば８０℃に達した時にも、上記
貯湯槽加熱を停止する。
コントローラ８は、上記検出温度に基づく制御を実行す
る。まず、外気温度Ｔ４に依存しない貯湯槽２の加熱制
御について説明する。太陽熱集熱器温度Ｔ１が貯湯槽温
度Ｔ２に比べて高くその差が７℃以上になった時にポン
プ５の駆動を開始し、４℃以下になった時に停止させ
る。このポンプ駆動時には、三方弁６を熱交換器３側に
切り換える。これにより、太陽熱集熱器１で加熱された
熱媒が熱交換器３を通り、貯湯槽２内の水道水を加熱す
る。なお、このヒステリシス制御のための下限値４℃，
上限値７℃は、特許請求の範囲において貯湯槽加熱条件
を判断するための設定温度差に対応する。なお、貯湯槽
温度Ｔ２が所定温度例えば８０℃に達した時にも、上記
貯湯槽加熱を停止する。
【００１５】コントローラ８は、外気温度Ｔ４から冬季
と夏季の判定を行う。すなわち、１日分の平均温度が所
定温度例えば１５℃以下の時に冬季と判断し、２５℃以
上の時に夏季と判断する。なお、内蔵するタイマから夏
季と冬季を判断してもよい。コントローラ９は、冬季，
夏季の判断に基づいて、以下のように床下空間１０の冷
暖房を実行する。
と夏季の判定を行う。すなわち、１日分の平均温度が所
定温度例えば１５℃以下の時に冬季と判断し、２５℃以
上の時に夏季と判断する。なお、内蔵するタイマから夏
季と冬季を判断してもよい。コントローラ９は、冬季，
夏季の判断に基づいて、以下のように床下空間１０の冷
暖房を実行する。
【００１６】冬季において、上述したように貯湯槽２内
の水を加熱している状況で、貯湯槽温度Ｔ２が床下空間
温度Ｔ３に比べて高く、その差が１５℃以上になった時
には、三方弁７をファンコイル４側に切り換え、熱交換
器３を通った熱媒をファンコイル４へ供給してから復路
２２を介して太陽熱交換器６へ戻す。この時、ファンコ
イル４のファンも駆動させる。これにより、床下空間１
０を暖める。そして、貯湯槽温度Ｔ２と床下空間温度Ｔ
３の差が１０℃以下になった時には、三方弁７を第２バ
イパス路２５側に切り換え、熱交換器３を通った熱媒を
ファンコイル４を通さずに第２バイパス路２５および復
路２２を経て、太陽熱集熱器１へ戻す。この時、ファン
コイル４のファンも停止させる。その結果、床下空間１
０の暖房が停止され、貯湯槽２の水の加熱のみが行われ
る。なお、このヒステリシス制御のための下限値１５
℃，上限値１０℃は、特許請求の範囲において床下空間
暖房条件を判断するための設定温度差に対応する。
の水を加熱している状況で、貯湯槽温度Ｔ２が床下空間
温度Ｔ３に比べて高く、その差が１５℃以上になった時
には、三方弁７をファンコイル４側に切り換え、熱交換
器３を通った熱媒をファンコイル４へ供給してから復路
２２を介して太陽熱交換器６へ戻す。この時、ファンコ
イル４のファンも駆動させる。これにより、床下空間１
０を暖める。そして、貯湯槽温度Ｔ２と床下空間温度Ｔ
３の差が１０℃以下になった時には、三方弁７を第２バ
イパス路２５側に切り換え、熱交換器３を通った熱媒を
ファンコイル４を通さずに第２バイパス路２５および復
路２２を経て、太陽熱集熱器１へ戻す。この時、ファン
コイル４のファンも停止させる。その結果、床下空間１
０の暖房が停止され、貯湯槽２の水の加熱のみが行われ
る。なお、このヒステリシス制御のための下限値１５
℃，上限値１０℃は、特許請求の範囲において床下空間
暖房条件を判断するための設定温度差に対応する。
【００１７】冬季において、上記のような貯湯槽加熱条
件を満たさない場合でも、太陽熱集熱器温度Ｔ１が床下
空間温度Ｔ３より１５℃以上高い場合には、ポンプ５の
駆動を開始するとともに、三方弁６を第１バイパス路２
４側に切り替え、三方弁７をファンコイル４側に切り替
える。これにより、床下空間１０の暖房のみ行う。そし
て、太陽熱集熱器温度Ｔ１と床下空間温度Ｔ３の差が１
０℃以下になった時には、ポンプ４を停止し、床下空間
１０の暖房を停止する。なお、このヒステリシス制御の
ための下限値１５℃，上限値１０℃は、特許請求の範囲
において床下空間暖房条件を判断するための設定温度差
に対応する。
件を満たさない場合でも、太陽熱集熱器温度Ｔ１が床下
空間温度Ｔ３より１５℃以上高い場合には、ポンプ５の
駆動を開始するとともに、三方弁６を第１バイパス路２
４側に切り替え、三方弁７をファンコイル４側に切り替
える。これにより、床下空間１０の暖房のみ行う。そし
て、太陽熱集熱器温度Ｔ１と床下空間温度Ｔ３の差が１
０℃以下になった時には、ポンプ４を停止し、床下空間
１０の暖房を停止する。なお、このヒステリシス制御の
ための下限値１５℃，上限値１０℃は、特許請求の範囲
において床下空間暖房条件を判断するための設定温度差
に対応する。
【００１８】上記のように冬季の制御は、太陽熱を利用
して、貯湯槽加熱と床下空間暖房の両方を実行するモー
ドと、貯湯槽加熱だけを行うモードと、床下空間暖房だ
けを行うモードと、貯湯槽加熱と床下空間暖房の両方と
も行わないモードの、合計４つのモードを有している。
貯湯槽加熱と床下空間暖房により、ガス湯沸し機等によ
る給湯負荷，エアコン等による暖房負荷を軽減すること
ができる。
して、貯湯槽加熱と床下空間暖房の両方を実行するモー
ドと、貯湯槽加熱だけを行うモードと、床下空間暖房だ
けを行うモードと、貯湯槽加熱と床下空間暖房の両方と
も行わないモードの、合計４つのモードを有している。
貯湯槽加熱と床下空間暖房により、ガス湯沸し機等によ
る給湯負荷，エアコン等による暖房負荷を軽減すること
ができる。
【００１９】夏季において、上述したように貯湯槽２内
の水を加熱している状況では、三方弁７は、第２バイパ
ス路２５側に切り替えられており、床下空間１０が暖め
られることはない。夜間において、放射冷却により太陽
熱集熱器１の温度Ｔ１が下がり、床下空間温度Ｔ３に比
べて低く、その差が１０℃以上になった時には、三方弁
６を第１バイパス路２４側に切り替え、三方弁７をファ
ンコイル４側に切り換え、ポンプ５を駆動する。この
時、ファンコイル４のファンも駆動する。これにより、
床下空間１０の熱が熱媒を介して太陽熱集熱器１で放散
され、床下空間１０の冷房が行われる。そして、太陽熱
集熱器温度Ｔ１と床下空間温度Ｔ３の差が５℃以下にな
った時には、ポンプ５を停止し、ファンコイル４のファ
ンも停止する。その結果、床下空間１０の冷房が停止さ
れる。なお、このヒステリシス制御のための上限値１０
℃，下限値５℃は、特許請求の範囲において床下空間冷
房条件を判断するための設定温度差に対応する。
の水を加熱している状況では、三方弁７は、第２バイパ
ス路２５側に切り替えられており、床下空間１０が暖め
られることはない。夜間において、放射冷却により太陽
熱集熱器１の温度Ｔ１が下がり、床下空間温度Ｔ３に比
べて低く、その差が１０℃以上になった時には、三方弁
６を第１バイパス路２４側に切り替え、三方弁７をファ
ンコイル４側に切り換え、ポンプ５を駆動する。この
時、ファンコイル４のファンも駆動する。これにより、
床下空間１０の熱が熱媒を介して太陽熱集熱器１で放散
され、床下空間１０の冷房が行われる。そして、太陽熱
集熱器温度Ｔ１と床下空間温度Ｔ３の差が５℃以下にな
った時には、ポンプ５を停止し、ファンコイル４のファ
ンも停止する。その結果、床下空間１０の冷房が停止さ
れる。なお、このヒステリシス制御のための上限値１０
℃，下限値５℃は、特許請求の範囲において床下空間冷
房条件を判断するための設定温度差に対応する。
【００２０】上述したように、夏季の制御は、貯湯槽加
熱が単独で実行されるモードと、床下空間冷房が単独で
実行されるモードと、貯湯槽加熱と床下空間冷房の両方
が実行されないモードの合計３つのモードを有してい
る。そして、貯湯槽加熱と床下空間冷房により、ガス湯
沸し機等による給湯負荷，エアコン等による冷房負荷を
軽減することができる。
熱が単独で実行されるモードと、床下空間冷房が単独で
実行されるモードと、貯湯槽加熱と床下空間冷房の両方
が実行されないモードの合計３つのモードを有してい
る。そして、貯湯槽加熱と床下空間冷房により、ガス湯
沸し機等による給湯負荷，エアコン等による冷房負荷を
軽減することができる。
【００２１】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。この実施形態では、図１に想像線で示すように、
床下１３の下面に蓄熱ボード１５が接着されている。こ
の蓄熱ボード１５は、暖房に利用するための２０〜４０
℃の融点を有する潜熱蓄熱材と、冷房に利用するための
５〜１５℃の融点を有する潜熱蓄熱材とを含んでいる。
具体的には、この蓄熱ボード１５は、相変化しない多数
のカプセルに２種の潜熱蓄熱材を別個にまたは混合して
収容し、このカプセルを樹脂やモルタルで固めて成形す
ることにより得られる。なお、蓄熱ボード１５は、板状
容器内に２種の潜熱蓄熱材を混合して収容することによ
り構成してもよいし、２枚の板状容器内に２種の潜熱蓄
熱材を別個に収容し、これら板状容器を重ねあわせて構
成してもよい。この蓄熱ボード１５により、床下空間１
０での蓄熱効果をより一層に高めることができ、暖房，
冷房効果を長時間にわたって発揮することができる。ま
た、融解熱を利用しているので、暖房時，冷房時の温度
が一定となる。
する。この実施形態では、図１に想像線で示すように、
床下１３の下面に蓄熱ボード１５が接着されている。こ
の蓄熱ボード１５は、暖房に利用するための２０〜４０
℃の融点を有する潜熱蓄熱材と、冷房に利用するための
５〜１５℃の融点を有する潜熱蓄熱材とを含んでいる。
具体的には、この蓄熱ボード１５は、相変化しない多数
のカプセルに２種の潜熱蓄熱材を別個にまたは混合して
収容し、このカプセルを樹脂やモルタルで固めて成形す
ることにより得られる。なお、蓄熱ボード１５は、板状
容器内に２種の潜熱蓄熱材を混合して収容することによ
り構成してもよいし、２枚の板状容器内に２種の潜熱蓄
熱材を別個に収容し、これら板状容器を重ねあわせて構
成してもよい。この蓄熱ボード１５により、床下空間１
０での蓄熱効果をより一層に高めることができ、暖房，
冷房効果を長時間にわたって発揮することができる。ま
た、融解熱を利用しているので、暖房時，冷房時の温度
が一定となる。
【００２２】床下用熱交換器としては、上記ファンコイ
ルの他に、送風機能を持たないラジエータであってもよ
いし、蓄熱材を通るパイプであってもよい。太陽熱集熱
器は、平板型のみならず、真空管式であってもよく、ま
た太陽光発電と太陽熱集熱を１枚のパネルで行う光熱複
合ソーラーパネルであってもよい。
ルの他に、送風機能を持たないラジエータであってもよ
いし、蓄熱材を通るパイプであってもよい。太陽熱集熱
器は、平板型のみならず、真空管式であってもよく、ま
た太陽光発電と太陽熱集熱を１枚のパネルで行う光熱複
合ソーラーパネルであってもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１態様
によれば、太陽熱利用システムを暖房のみならず、冷房
にも利用でき、暖房負荷，冷房負荷の両方を軽減するこ
とができる。本発明の第２態様によれば、貯湯槽加熱，
床下空間の冷暖房の両方を実行することができる。本発
明の第３態様によれば、貯湯槽加熱，床下空間の冷暖房
を効率良く選択的に行うことができる。本発明の第４態
様によれば、２種の潜熱蓄熱材を床下空間に配置したこ
とにより、暖房，冷房効果を長時間にわたって維持でき
る。
によれば、太陽熱利用システムを暖房のみならず、冷房
にも利用でき、暖房負荷，冷房負荷の両方を軽減するこ
とができる。本発明の第２態様によれば、貯湯槽加熱，
床下空間の冷暖房の両方を実行することができる。本発
明の第３態様によれば、貯湯槽加熱，床下空間の冷暖房
を効率良く選択的に行うことができる。本発明の第４態
様によれば、２種の潜熱蓄熱材を床下空間に配置したこ
とにより、暖房，冷房効果を長時間にわたって維持でき
る。
【図１】本発明の一実施形態に係わる太陽熱利用システ
ムを示す概略図である。
ムを示す概略図である。
１ 太陽熱集熱器 ２ 貯湯槽 ３ 熱交換器（貯湯槽用熱交換器） ４ ファンコイル（床下用熱交換器） ５ ポンプ ６ 三方弁（第１切替手段） ７ 三方弁（第２切替手段） ８ コントローラ（制御手段） １０ 床下空間 １５ 蓄熱ボード ２０ 循環回路 ２４ 第１バイパス路 ２５ 第２バイパス路
Claims (4)
- 【請求項１】 太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と、外気
に対して断熱状態にある床下空間に配置された床下用熱
交換器と、これら太陽熱集熱器と床下用熱交換器と間に
接続された循環回路と、この循環回路に熱媒を循環させ
るポンプと、このポンプを駆動させる制御手段とを備え
た太陽熱利用システムにおいて、 上記制御手段は、冬季において、床下空間の温度が太陽
熱集熱器の温度より低い場合に、ポンプを駆動して熱媒
を循環させることにより、床下空間を暖房し、夏季にお
いて、床下空間の温度が太陽熱集熱器の温度より高い場
合に、ポンプを駆動して熱媒を循環させることにより、
床下空間を冷房することを特徴とすることを特徴とする
太陽熱利用システム。 - 【請求項２】 太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と、貯湯
槽と、貯湯槽に設置された貯湯槽用熱交換器と、外気に
対して断熱状態にある床下空間に配置された床下用熱交
換器と、これら太陽熱集熱器と貯湯槽用熱交換器と床下
用熱交換器とを直列接続する循環回路と、この循環回路
に熱媒を循環させるポンプと、上記貯湯槽用熱交換器を
迂回して上記循環回路に接続された第１バイパス路と、
上記床下用熱交換器を迂回して上記循環回路に接続され
た第２バイパス路と、上記貯湯槽用熱交換器と第１バイ
パス路のいずれかに選択的に熱媒を流す第１回路切替手
段と、上記床下用熱交換器と第２バイパス路のいずれか
に選択的に熱媒を流す第２回路切替手段と、上記ポン
プ，第１，第２切替手段を制御する制御手段とを備えた
太陽熱利用システムにおいて、 上記制御手段は、冬季において、太陽熱集熱器の温度が
床下空間の温度より高い場合に、第２切替手段を床下用
熱交換器側に切り替えるとともにポンプを駆動すること
により、熱媒を太陽熱集熱器と床下用熱交換器との間を
循環させて、床下空間を暖房し、夏季において、太陽熱
集熱器の温度が床下空間の温度より低い場合に、第１切
替手段を第１バイパス通路側に切り替えるとともに第２
切替手段を床下用熱交換器側に切り替え、かつポンプを
駆動することにより、熱媒を太陽熱集熱器と床下用熱交
換器との間を循環させて、床下空間を冷房することを特
徴とすることを特徴とする太陽熱利用システム。 - 【請求項３】 上記制御手段は、太陽熱集熱器の温度が
貯湯槽温度より設定温度差以上高い場合に、ポンプを駆
動するとともに第１切替手段を貯湯槽用熱交換器側に切
り替えることにより、貯湯槽内の水を加熱し、 冬季における上記貯湯槽加熱状態では、貯湯槽温度が床
下空間温度より設定温度差以上高い場合には、第２切替
手段を床下用熱交換器側に切り替えて床下空間の暖房を
も実行し、この床下空間暖房条件を満たさない場合に
は、第２切り替え手段を第２バイパス路側に切り替え
て、床下空間の暖房を停止して貯湯槽加熱のみ実行し、 冬季において上記貯湯槽加熱条件を満たさない場合で
も、太陽熱集熱器の温度が床下空間温度より設定温度差
以上高い場合には、第１切替手段を第１バイパス路側に
切り替えるとともに第２切替手段を床下用熱交換器側に
切り替え、かつポンプを駆動することにより、床下空間
の暖房だけを実行し、 夏季において、太陽熱集熱器の温度が床下空間温度より
設定温度差以上低い場合には、第１切替手段を第１バイ
パス路側に切り替えるとともに第２切替手段を床下用熱
交換器側に切り替え、かつポンプを駆動することによ
り、床下空間の冷房を実行することを特徴とする請求項
２に記載の太陽熱利用システム。 - 【請求項４】上記床下空間に、融点が異なる冷房用，暖
房用の２種類の潜熱蓄熱材を配置したことを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の太陽熱利用システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000129420A JP2001311556A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 太陽熱利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000129420A JP2001311556A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 太陽熱利用システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001311556A true JP2001311556A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18638700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000129420A Pending JP2001311556A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 太陽熱利用システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001311556A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012097941A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Miura Co Ltd | 給水加熱システム |
| JP2013174388A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Yazaki Energy System Corp | 太陽熱利用給湯システム |
| JP2016099048A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 株式会社東芝 | 供給熱量制御装置、供給熱量制御システム、供給熱量制御方法及びコンピュータプログラム |
| CN110145782A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-20 | 桂林电子科技大学 | 一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统 |
| CN111854013A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 江苏西墅新能源科技有限公司 | 地暖空调联动的水力系统匹配装置 |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000129420A patent/JP2001311556A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012097941A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Miura Co Ltd | 給水加熱システム |
| JP2013174388A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Yazaki Energy System Corp | 太陽熱利用給湯システム |
| JP2016099048A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 株式会社東芝 | 供給熱量制御装置、供給熱量制御システム、供給熱量制御方法及びコンピュータプログラム |
| CN110145782A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-20 | 桂林电子科技大学 | 一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统 |
| CN111854013A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 江苏西墅新能源科技有限公司 | 地暖空调联动的水力系统匹配装置 |
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