JP2002130700A - ソーラーシステム - Google Patents

ソーラーシステム

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JP2002130700A
JP2002130700A JP2000323916A JP2000323916A JP2002130700A JP 2002130700 A JP2002130700 A JP 2002130700A JP 2000323916 A JP2000323916 A JP 2000323916A JP 2000323916 A JP2000323916 A JP 2000323916A JP 2002130700 A JP2002130700 A JP 2002130700A
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JP
Japan
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floor heating
solar
temperature
temperature sensor
heat exchanger
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JP2000323916A
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English (en)
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Kiyoshi Ohashi
清 大橋
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

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  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 床暖房側のシステムは表面温度センサー、循
環ポンプおよびコントローラー等をそのまま利用しなが
ら、太陽エネルギーを有効利用できる単純なシステム
で、配管も簡単で、床暖房側とソーラーシステム側の工
事責任範囲がはっきりとし、コストの安いソーラーシス
テムを提供することを目的とする。 【構成】 第1の温度センサーの検知する温度が、第4
の温度センサーの検知する温度より一定温度高いとき、
ソーラー循環ポンプを運転し、また一定温度低いとき、
ソーラー循環ポンプを停止し、さらに第3の温度センサ
ーする温度が、第2の温度センサーの検知する温度より
一定温度高いとき、3方弁を第2の熱交換器を介して床
暖房用給湯機へ熱媒体が流れる方向に切り替え、一定温
度低いとき、3方弁から直接床暖房用給湯機へ熱媒体が
流れる方向に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱を利用して
給湯ならびに床暖房を行なうことが可能なソーラーシス
テムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、既設の建物の床暖房の熱源と
して、新たにソーラーシステムを導入する場合、図2に
示すように、太陽熱集熱器10と貯湯タンク11の下方
に内蔵された第1の熱交換器12とをソーラー往き管1
3およびソーラー還り管14で連結し、ソーラー往き管
13にはリザーブタンク15とソーラー循環ポンプ16
が設けてあり、太陽熱集熱器10の出口付近には熱媒体
温度を測定する第1の温度センサー17を設け、貯湯タ
ンク11の上部には第3の温度センサー18を、下部に
は第4の温度センサー19を設け、また床暖房する部屋
には室温または床暖房パネル20の表面温度を計測する
表面温度センサー21を設け、床暖房パネル20の出口
入口と、貯湯タンク11の上部に内蔵された第2の熱交
換器22の入口出口を連結管23、24で接続し、か
つ、一方の連結管24には床暖房循環ポンプ25を設け
るとともに、3方弁26で分岐して、床暖房用給湯機2
7へ接続し、床暖房運転時には、床暖房循環ポンプ25
を運転し、第3の温度センサー18の検知する温度が、
表面温度センサー21の検知する温度より一定温度高く
なると、床暖房パネル20側の熱媒体の流れは、床暖房
パネル20→第2の熱交換器22の入口→第2の熱交換
器22本体→第2の熱交換器22の出口→床暖房循環ポ
ンプ25→3方弁26→床暖房パネル20となり、一
方、第3の温度センサー18の検知する温度が表面温度
センサー21の検知する温度より一定温度低くなると、
床暖房パネル20側の熱媒体の流れは、床暖房パネル2
0→第2の熱交換器22の入口→第2の熱交換器22本
体→第2の熱交換器22の出口→床暖房循環ポンプ25
→3方弁26→床暖房用給湯機27→床暖房パネル20
となるようなシステム構成になっている。
【0003】尚、図中の符号28は、給水源から水を貯
湯タンク11内に供給するための給水管、29は、減圧
逆止弁、30は、貯湯タンク内11のお湯を外部に供給
するための給湯管、31は逃し弁、32は、空気抜き弁
を各々示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に床暖
房用給湯機27には循環ポンプ33が内蔵されている
が、上記のような従来のシステムでは、床暖房循環ポン
プ25しか役に立たず、元々床暖房給湯機27に内蔵さ
れていた循環ポンプ33を作動させる必要がないため無
駄になる。さらに、既設の建物で、予め床暖房を利用さ
れていて、新たに太陽熱集熱器を導入する場合には、既
存の床暖房用センサーやコントローラーを使わずに、表
面温度センサー21、床暖房循環ポンプ25及び3方弁
26等を制御する専用のコントローラー34が必要とな
り、また、配管工事も大掛かりな改造を必要とし、手間
がかかる上に、費用が高くなった。その上、既存の床暖
房システムに太陽熱集熱器を導入する場合はもちろんの
こと、新規に床暖房と太陽熱集熱器の両方を導入する場
合にも、床暖房側の工事責任範囲とソーラーシステム側
の工事責任範囲がはっきりせず、両方のシステムが入り
組んだ複雑なものになった。
【0005】本発明は、上記のような数々の問題点を解
決するためになされたものであり、床暖房側のシステム
は表面温度センサー、循環ポンプおよびコントローラー
等をそのまま利用しながら、太陽エネルギーを有効利用
できる単純なシステムで、配管も簡単で、床暖房側とソ
ーラーシステム側の工事責任範囲がはっきりとし、コス
トの安いソーラーシステムを提供することを目的とする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のソーラーシステ
ムは、太陽熱集熱器と、内部の下方に第1の熱交換器を
内蔵し、内部の上方に第2の熱交換器を内蔵した貯湯タ
ンクと、第1の熱交換器の入口と太陽熱集熱器の出口と
を連結するソーラー還り管と、第1の熱交換器の出口と
太陽熱集熱器の入口とを連結するソーラー往き管と、ソ
ーラー往き管に設けたソーラー循環ポンプと、太陽熱集
熱器内の熱媒体温度を測定する第1の温度センサーと、
床暖房パネルと、床暖房用循環ポンプを内蔵した床暖房
用給湯機と、床暖房用給湯機から床暖房パネルへ熱媒体
を供給する床暖房往き管と、床暖房パネルから床暖房用
給湯機へ熱媒体を戻す床暖房還り管と、床暖房用循環ポ
ンプと床暖房用給湯機を制御するためのコントローラー
と、床暖房還り管の途中に設けられた第2の温度センサ
ー及び3方弁と、3方弁の一方の口と第2の熱交換器の
入口とを連結する第1の連結管と、第1の熱交換器の出
口と3方弁から床暖房用給湯機へ通じる床暖房還り管と
を連結する第2の連結管と、貯湯タンクの上部の湯温を
計測する第3の温度センサーと、貯湯タンクの下部の湯
温を計測する第4の温度センサーとを備えてなり、第1
の温度センサーの検知する温度が、第4の温度センサー
の検知する温度より一定温度高いとき、ソーラー循環ポ
ンプを運転し、また一定温度低いとき、ソーラー循環ポ
ンプを停止し、さらに第3の温度センサーの検知する温
度が、第2の温度センサーの検知する温度より一定温度
高いとき、3方弁を第2の熱交換器を介して床暖房用給
湯機へ熱媒体が流れる方向に切り替え、一定温度低いと
き、3方弁から直接床暖房用給湯機へ熱媒体が流れる方
向に切り替えることを特徴とする。
【0007】また、本発明で使用する太陽熱集熱器のタ
イプは特に限定されないが、集熱効率が高く、また冬期
に熱媒体が凍結しにくいという理由から、内部を真空に
保持した透明なガラス容器の内部に、選択吸収膜を被覆
形成した集熱体を収納してなる真空式太陽熱集熱器が最
も適している。またコントローラーは、床温度センサー
又は室温センサーにて、床暖房用循環ポンプと床暖房用
給湯器を制御するようにすれば良い。貯湯タンクの底部
には、水を貯湯タンク内に供給するための給水配管を設
け、貯湯タンクの上部には、お湯を外部に供給するため
の給湯配管を設け、給水配管の途中には減圧逆止弁を取
り付け、給湯配管の途中には、逃し弁と空気抜き弁を取
り付けるのが好ましい。3方弁は、電動弁または、熱動
弁であることが好ましい。
【0008】
【作用】本発明のソーラーシステムにおいては、床暖房
回路の一部に3方弁で第2の熱交換器を付与するため、
床暖房側の制御機器(センサー、コントローラー等)が
そのまま使用でき、システムが単純であり、工事も簡単
で、コストも安い。また、床暖房用給湯機に内蔵の循環
ポンプも利用でき、別途に床暖房専用の循環ポンプを必
要としない。床暖房側とソーラー側の工事責任範囲がは
っきりと区分でき、メンテナンスもやりやすい。床暖房
運転制御と、ソーラー循環ポンプの制御とは全く独立し
て行うことができるので、既設の床暖房システムに太陽
熱集熱器を導入する場合のみならず、逆に、既設のソー
ラーシステムに床暖房を導入する場合でも、簡単にシス
テム構築できる。
【0009】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明のソーラーシ
ステムを詳細に説明する。
【0010】図1に示すように、有効集熱面積が3.6
4m2の真空式太陽熱集熱器10と、貯湯量が0.35
3で、内部下方に伝熱面積0.65m2の第1の熱交換
器12を有し、内部上方に伝熱面積0.5m2の第2の
熱交換器22を有するステンレス製の貯湯タンク11
と、真空式太陽熱集熱器10の出口と第1の熱交換器1
2の入口を連結するソーラー還り管14および真空式太
陽熱集熱器10の入口と第1の熱交換器12の出口を連
結するソーラー往き管13とをそれぞれEPDMゴムホ
ースで配管し、ソーラー往き管13にはポリプロピレン
製のリザーブタンク15(容量0.03m3)と、10
0V−150Wのソーラー循環ポンプ16を設けた。真
空式太陽熱集熱器10の出口には、熱媒体の温度を計測
するための第1の温度センサー17を取り付けた。貯湯
タンク11の底部に給水源から水を供給する給水管28
を接続し、途中に78kPaの減圧逆止弁29を設け、ま
た、貯湯タンク11の最上部にお湯を外部に供給するた
めの給湯管30を接続し、途中に93kPaの逃し弁3
1と空気抜き弁32を設けた。また、貯湯タンク11の
上部に第3の温度センサー18を取り付け、貯湯タンク
11の下部に第4の温度センサー19を取り付けた。床
面積が8畳の部屋に床暖房パネル20を配設し、床暖房
パネル20の中央部に表面温度センサー21を貼り付
け、床暖房コントローラー34と結線した。100V−
130Wの循環ポンプ33を内蔵した床暖房用ガス給湯
機27を設置し、この給湯機27の出口と床暖房パネル
20の入口とをポリブデン管で配管した。また床暖房パ
ネル20の出口と床暖房用給湯機27の入口とをポリブ
デン管で配管し、途中に循環液温を計測するための第2
の温度センサー35と電動3方弁36を設けた。電動3
方弁36の一方の口は第1の連結管(ポリブデン管)3
7によって第2の熱交換器22の入口に接続し、この第
2の熱交換器22の出口は、電動3方弁36と床暖房用
給湯機27とを連結する配管の途中に第2の連結管(ポ
リブデン管)38によって接続した。床暖房給湯機27
には、プロピレングリコールから成る不凍液を0.03
7m3注入して内蔵の循環ポンプ33で床暖房パネル2
0および配管に流した。床暖房用給湯機27と床暖房コ
ントローラー34とを結線し、床暖房の運転は、前記表
面温度センサー21で30℃に設定し、給湯機27の燃
焼と循環ポンプ33の発停を自動運転させた。第3の温
度センサー18の検知する温度が、第2の温度センサー
35の検知する温度より5℃高いとき、電動3方弁36
を第2の熱交換器22を経由して給湯機27へ熱媒体が
流れる方向に切り替え、一方、前記の温度差が2℃より
低いとき、ソーラー循環ポンプ16を停止するととも
に、電動3方弁36を第2の熱交換器22を通らず直接
給湯機27へ熱媒体が流れる方向に切り替えた。第1の
温度センサー17の検知する温度から第4の温度センサ
ー19の検知する温度を引いた差温が7℃以上のときソ
ーラー循環ポンプ16を運転し、3℃以下のときソーラ
ー循環ポンプ16を停止した。
【0011】
【発明の効果】以上のように、本発明のソーラーシステ
ムを使用すれば、床暖房回路の一部に3方弁で熱交換器
を付与できるため、床暖房側の制御機器(センサー、コ
ントローラー等)がそのまま使用でき、システムが単純
であり、工事も簡単で、コストも安い。また、床暖房用
給湯機に内蔵の循環ポンプも利用でき、別途に床暖房専
用の循環ポンプを必要としない。床暖房側とソーラー側
の工事責任範囲がはっきりと区分でき、メンテナンスも
やりやすい。床暖房運転制御と、ソーラー循環ポンプの
制御とは全く独立して行うことができるので、既設の床
暖房システムに太陽熱集熱器を導入する場合のみなら
ず、逆に、既設のソーラーシステムに床暖房を導入する
場合でも、簡単にシステム構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のソーラーシステムを示す説明図であ
る。
【図2】従来のソーラーシステムを示す説明図である。
【符号の説明】
10 太陽熱集熱器 11 貯湯タンク 12 第1の熱交換器 13 ソーラー往き管 14 ソーラー還り管 16 ソーラー循環ポンプ 17 第1の温度センサー 18 第3の温度センサー 19 第4の温度センサー 20 床暖房パネル 21 表面温度センサー 22 第2の熱交換器 25 床暖房循環ポンプ 26 3方弁 27 床暖房用給湯器 33 循環ポンプ 34 床暖房コントローラー 35 第2の温度センサー 36 電動3方弁 37 第1の連結管 38 第2の連結管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽熱集熱器と、内部の下方に第1の熱
    交換器を内蔵し、内部の上方に第2の熱交換器を内蔵し
    た貯湯タンクと、第1の熱交換器の入口と太陽集熱器の
    出口とを連結するソーラー還り管と、第1の熱交換器の
    出口と太陽熱集熱器の入口とを連結するソーラー往き管
    と、ソーラー往き管に設けたソーラー循環ポンプと、太
    陽熱集熱器内の熱媒体温度を測定する第1の温度センサ
    ーと、床暖房パネルと、床暖房用循環ポンプを内蔵した
    床暖房用給湯機と、床暖房用給湯機から床暖房パネルへ
    熱媒体を供給する床暖房往き管と、床暖房パネルから床
    暖房用給湯機へ熱媒体を戻す床暖房還り管と、床暖房用
    循環ポンプと床暖房用給湯機を制御するためのコントロ
    ーラーと、床暖房還り管の途中に設けられた第2の温度
    センサー及び3方弁と、3方弁の一方の口と第2の熱交
    換器の入口とを連結する第1の連結管と、第1の熱交換
    器の出口と3方弁から床暖房用給湯機へ通じる床暖房還
    り管とを連結する第2の連結管と、貯湯タンクの上部の
    湯温を計測する第3の温度センサーと、貯湯タンクの下
    部の湯温を計測する第4の温度センサーとを備えてな
    り、第1の温度センサーの検知する温度が、第4の温度
    センサーの検知する温度より一定温度高いとき、ソーラ
    ー循環ポンプを運転し、また一定温度低いとき、ソーラ
    ー循環ポンプを停止し、さらに第3の温度センサーの検
    知する温度が、第2の温度センサーの検知する温度より
    一定温度高いとき、3方弁を第2の熱交換器を介して床
    暖房用給湯機へ熱媒体が流れる方向に切り替え、一定温
    度低いとき、3方弁から直接床暖房用給湯機へ熱媒体が
    流れる方向に切り替えることを特徴とするソーラーシス
    テム。
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