JP2003247757A - 太陽熱暖房装置 - Google Patents
太陽熱暖房装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】設備を大型化することなく効率よく太陽熱を利
用することができる太陽熱暖房装置を提供する。 【解決手段】太陽熱暖房装置１は、太陽熱を利用して温
水を加熱する太陽熱加熱手段２と、温水ボイラ３と、パ
ネルヒータ４とを備える。太陽熱加熱手段２の加熱用熱
交換器１４とパネルヒータ４とはバイパス路１９ａが内
蔵されている放熱器流量弁１９を介して太陽熱温水回路
５によって接続され、加熱用熱交換器１４と温水ボイラ
３とが並列となるように補助熱源温水回路６が接続され
る。太陽熱加熱手段２の貯湯槽９には第１温度センサ１
５、放熱器流量弁１９の上流側には第２温度センサ２
１、下流側には第３温度センサ２２を有する。コントロ
ーラ２４は、第２温度センサ２１と第３温度センサ２２
との温度差（暖房負荷）が小さいときは太陽熱を利用し
た暖房を行い、暖房負荷が大きいときは温水ボイラ３に
よる暖房を行う。
用することができる太陽熱暖房装置を提供する。 【解決手段】太陽熱暖房装置１は、太陽熱を利用して温
水を加熱する太陽熱加熱手段２と、温水ボイラ３と、パ
ネルヒータ４とを備える。太陽熱加熱手段２の加熱用熱
交換器１４とパネルヒータ４とはバイパス路１９ａが内
蔵されている放熱器流量弁１９を介して太陽熱温水回路
５によって接続され、加熱用熱交換器１４と温水ボイラ
３とが並列となるように補助熱源温水回路６が接続され
る。太陽熱加熱手段２の貯湯槽９には第１温度センサ１
５、放熱器流量弁１９の上流側には第２温度センサ２
１、下流側には第３温度センサ２２を有する。コントロ
ーラ２４は、第２温度センサ２１と第３温度センサ２２
との温度差（暖房負荷）が小さいときは太陽熱を利用し
た暖房を行い、暖房負荷が大きいときは温水ボイラ３に
よる暖房を行う。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、太陽熱と補助熱
源とを選択的に熱源として室内の暖房を行う太陽熱暖房
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、太陽熱又は補助熱源を利用し
て室内の暖房を行う装置が数多く提案されている。これ
らの従来の装置は、なるべく太陽熱を利用して補助熱源
を利用しないですむように、太陽熱を集熱する集熱器や
集熱器により加熱された温水を貯蔵する貯湯槽の容量を
ある程度大型なものとしていた。このように、集熱器等
の機器を大型なものとすることにより、冬季においても
太陽熱による暖房を行うことができるようにしていた。 【０００３】しかしながら、集熱器等の機器を大型にす
ると設置場所に問題が生じると共に設備費用がかさむと
いう不都合があった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本願発明者等が、従来
の太陽熱暖房装置において、実際の暖房に必要な熱量
（暖房負荷）の時間的な変化を観測したところ、暖房負
荷が高くなるのは主に室温が低い状態から通常の室温と
なるまで加熱する場合であって、一度通常の室温に加熱
された後は低い暖房負荷で室温が保たれていた。また、
１年のうちの暖房が行われている期間を通して見ると、
暖房負荷が低い状態が全体の７〜８割を占めていること
を知見した。 【０００５】本発明は、太陽熱暖房装置の改良を目的と
し、さらに詳しくは上記実情に鑑み設備を大型化するこ
となく効率よく太陽熱を利用することができる太陽熱暖
房装置を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の太陽熱暖房装置は、太陽熱と補助熱源とを
選択的に熱源として室内の暖房を行う太陽熱暖房装置で
あって、以下の特徴を備えている。 【０００７】まず、太陽熱を利用して温水を加熱する太
陽熱加熱手段と、前記太陽熱加熱手段と並列に設けられ
補助熱源となる温水ボイラと、室内を加熱する暖房用放
熱器と、前記太陽熱加熱手段と前記温水ボイラとを切り
替える切替弁と、室温に応じて前記暖房用放熱器に供給
される温水の流量を調節する放熱器流量弁とを備える。 【０００８】また、前記太陽熱加熱手段により加熱され
た温水の温度を検出する第１温度センサと、前記放熱器
流量弁の上流側の温水の温度を検出する第２温度センサ
と、前記放熱器流量弁の下流側の温水の温度を検出する
第３温度センサと、前記第１乃至第３温度センサと前記
切替弁とが電気的に接続され前記切替弁の切替を行う制
御手段とを備える。 【０００９】そして、前記制御手段は、前記第２温度セ
ンサにより検出される温度と前記第３温度センサにより
検出される温度との差が所定の基準温度差以下であり、
前記第１温度センサにより検出される温度が所定の暖房
可能温度以上であるときは、前記切替弁により前記太陽
熱加熱手段と前記暖房用放熱器とを接続する。一方、前
記第２温度センサにより検出される温度と前記第３温度
センサにより検出される温度との差が前記基準温度差を
超えているとき、又は前記第１温度センサにより検出さ
れる温度が前記暖房可能温度未満であるときは前記切替
弁により前記温水ボイラと前記暖房用放熱器とを接続す
る。 【００１０】本発明の太陽熱暖房装置においては、暖房
負荷の大小は前記第２温度センサと前記第３温度センサ
とにより検出される温度の差により判定している。例え
ば、室温が高くなると暖房負荷が小さくなるが、この場
合は前記暖房用放熱器側に流れる温水の量が少なくな
る。すると、前記第３温度センサにより検出される温度
と前記第２温度センサにより検出される温度との差が小
さくなる。逆に、室温が低いときは暖房負荷が高くなる
が、この場合は前記暖房用放熱器に流れる温水の量が多
くなるため、暖房用放熱器による熱量の消費によって前
記第３温度センサにより検出される温度と前記第２温度
センサにより検出される温度との差が大きくなる。 【００１１】本発明の太陽熱暖房装置は、暖房負荷が小
さく、前記太陽熱加熱手段により加熱される温水の温度
が所定の暖房可能温度以上であれば太陽熱を利用した暖
房を行う。一方、暖房負荷が高い場合や前記太陽熱加熱
手段の温度が前記暖房可能温度未満であれば前記補助熱
源による暖房を行う。このように、本発明の太陽熱暖房
装置は、暖房負荷が低いときのみ太陽熱を利用した暖房
を行い、暖房負荷が高いときは太陽熱による暖房を行わ
ずに補助熱源による暖房を行う。従って、太陽熱による
暖房の際には多くの熱量を必要としないので、集熱器や
貯湯槽等の設備を大型化する必要がなく、設備費用を低
く抑えることができる。また、このような構成とした場
合であっても、暖房を必要とする期間中の約７〜８割は
太陽熱を利用することができるので、補助熱源による燃
料消費も押さえることができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】次に、本発明の太陽熱暖房装置の
実施形態の一例について、図１乃至図３を参照して説明
する。図１は本発明の実施形態の一例である太陽熱暖房
装置を示す構成図、図２は太陽熱暖房装置の電気的構成
を示すブロック図、図３は太陽熱暖房装置の作動を示す
フローチャートである。 【００１３】本実施形態の太陽熱暖房装置１は、図１に
示すように、太陽熱を利用して温水の加熱を行う太陽熱
加熱手段２と、補助熱源である温水ボイラ３と、暖房用
放熱器であるパネルヒータ４とを備えている。また、後
述する太陽熱加熱手段２の加熱用熱交換器１４とパネル
ヒータ４とは太陽熱温水回路５によって接続されてい
る。この太陽熱温水回路５には、加熱用熱交換器１４と
温水ボイラ３とが並列となるように補助熱源温水回路６
が接続されている。 【００１４】太陽熱加熱手段２は、図１に示すように、
住宅の屋根等に設置されて太陽熱の集熱を行う集熱器８
と、太陽熱により加熱された温水を貯蔵する貯湯槽９
と、集熱器８により集熱された太陽熱によって貯湯槽９
内の温水を加熱する集熱用熱交換器１０とを有してお
り、これらの機器が集熱用温水回路１１によって接続さ
れている。この集熱用温水回路１１には、集熱用温水回
路１１内の温水を循環させる集熱用ポンプ１２と、集熱
用温水回路１１内の圧力の変化を吸収するための膨張タ
ンク１３とが設けられている。また、貯湯槽９には、太
陽熱温水回路５に接続されて内部の温水を加熱する加熱
用熱交換器１４が設けられている。また、貯湯槽９内の
上方部分の温水の温度を検出する第１温度センサ１５
と、集熱器８内の温水の温度を検出する集熱温センサ１
６が設けられている。 【００１５】太陽熱温水回路５には、加熱用熱交換器１
４の吐出側と温水ボイラ３の吐出側とを接続する三方切
替弁１７が設けられており、その三方切替弁１７の下流
側には太陽熱温水回路５内の温水を循環させる循環ポン
プ１８が設けられている。また、パネルヒータ４はバイ
パス路１９ａが内蔵されている放熱器流量弁１９を介し
て太陽熱温水回路５に接続されている。この放熱器流量
弁１９には室温に応じてパネルヒータ４に供給される温
水の流量を調節するためのサーモバルブ１９ｂが装着さ
れている。 【００１６】補助熱源温水回路６には、温水ボイラ３の
他に温水回路内の圧力の変化を吸収するための膨張タン
ク２０が設けられている。 【００１７】また、本実施形態の太陽熱暖房装置１にお
いては、太陽熱温水回路５において放熱器流量弁１９の
上流側に設けられ、パネルヒータ４に供給される温水の
温度を検出する第２温度センサ２１が設けられている。
また、太陽熱温水回路５の放熱器流量弁１９の下流側に
は、パネルヒータ４から還流される温水の温度を検出す
る第３温度センサ２２が設けられている。 【００１８】尚、本実施形態の太陽熱暖房装置１におい
ては、パネルヒータ４、集熱器８、貯湯槽９、温水ボイ
ラ３、三方切替弁１７、放熱器流量弁１９、温水ボイラ
３、集熱用ポンプ１２、循環ポンプ１８等の各機器は、
従来より用いられているものと同様の構成であるので、
詳細な説明は省略する。 【００１９】次に、本実施形態の太陽熱暖房装置１の電
気的構成について図２を参照して説明する。本実施形態
の太陽熱暖房装置１は、コントローラ２４によって制御
されている。このコントローラ２４には、第１温度セン
サ１５と第２温度センサ２１と第３温度センサ２２と集
熱温センサ１６の各センサが接続されている。また、コ
ントローラ２４には、三方切替弁１７と循環ポンプ１８
と集熱用ポンプ１２とが接続されている。 【００２０】次に、本実施形態の太陽熱暖房装置１の作
動について図３を参照して説明する。まず、使用者によ
り図示しない運転スイッチがＯＮにされると、コントロ
ーラ２４は循環ポンプ１８の作動を開始し、太陽熱暖房
装置１の運転が開始される（ＳＴＥＰ１）。 【００２１】ここで、太陽熱加熱手段２においては、コ
ントローラ２４によって第１温度センサ１５と集熱温セ
ンサ１６との温度差を検出し、集熱器８の温度が貯湯槽
９の温度よりも所定温度（例えば７℃）高い場合に集熱
用ポンプ１２を作動させる。これにより、集熱器８によ
り集熱された太陽熱が集熱用熱交換器１０によって貯湯
槽９に蓄えられる。 【００２２】一方、循環ポンプ１８から吐出された温水
は放熱器流量弁１９を介してパネルヒータ４に供給され
るが、放熱器流量弁１９においては、サーモバルブ１９
ｂによって室温に応じた量の温水がパネルヒータ４に送
られる（ＳＴＥＰ２）。運転開始時においては室温が低
い場合が多いため、放熱器流量弁１９によって太陽熱温
水回路５内の温水の多くがパネルヒータ４に送られバイ
パス路１９ａを介して還流される温水は少なくなる。 【００２３】次に、コントローラ２４は、第１温度セン
サ１５、第２温度センサ２１、及び第３温度センサ２２
によってそれぞれの温水の温度を検出する（ＳＴＥＰ
３）。このとき、コントローラ２４は、第２温度センサ
２１からの温度データと第３温度センサ２２からの温度
データとを比較してその差、即ち暖房負荷を計算する
（ＳＴＥＰ４）。すると、パネルヒータ４によって多く
の熱量が消費されるので、第２温度センサ２１により検
出される温度に比べて第３温度センサ２２により検出さ
れる温度は大幅に低くなる。 【００２４】このように、運転開始時等は暖房負荷が高
くなるので、第２温度センサ２１と第３温度センサ２２
との温度データの差が所定の基準温度差（例えば５℃）
を越えることとなる（ＳＴＥＰ５でＮＯ）。このように
暖房負荷が大きい場合は、コントローラ２４は三方切替
弁１７によって温水ボイラ３とパネルヒータ４とを接続
する（ＳＴＥＰ９）。これにより、太陽熱温水回路５内
の温水は、温水ボイラ３によって加熱され、循環ポンプ
１８によってパネルヒータ４に送られ、パネルヒータ４
によって室内の暖房が行われる。また、第１温度センサ
１５により検出される温度が所定の暖房可能温度（例え
ば４５℃）未満の場合（ＳＴＥＰ６でＮＯ）であって
も、コントローラ２４は三方切替弁１７によって温水ボ
イラ３とパネルヒータ４とを接続する（ＳＴＥＰ９）。 【００２５】このように温水ボイラ３によって室内の暖
房が行われると室温が徐々に上昇する。すると、サーモ
バルブ１９ｂによって放熱器流量弁１９による流量の調
節が行われ、室温の上昇に合わせて徐々にバイパス路１
９ａを通過する温水の量が増加し、パネルヒータ４に供
給される温水の量が減少する。 【００２６】このように、パネルヒータ４を通過する温
水の量が減少すると、第２温度センサ２１により検出さ
れる温度と、第３温度センサ２２により検出される温度
との差が小さくなり、暖房負荷が小さくなる。そして、
両者の温度の差が基準温度差以下になったときは（ＳＴ
ＥＰ５でＹＥＳ）、さらに第１温度センサ１５の温度デ
ータが暖房を行うために必要な温度、即ち暖房可能温度
以上であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ６）。ここ
で、第１温度センサ１５の温度データが所定の暖房可能
温度以上であれば（ＳＴＥＰ６でＹＥＳ）、コントロー
ラ２４は三方切替弁１７によって加熱用熱交換器１４と
パネルヒータ４とを接続する（ＳＴＥＰ７）。 【００２７】これにより、太陽熱温水回路５内の温水
は、加熱用熱交換器１４によって加熱され、循環ポンプ
１８によってパネルヒータ４に送られ、パネルヒータ４
によって室内の暖房が行われる。このとき、暖房負荷は
小さい状態なので、太陽熱を利用した場合であっても十
分暖房を行うことができる。そして、図示しない運転ス
イッチがＯＦＦにされるまでコントローラ２４は暖房運
転を継続する（ＳＴＥＰ８でＮＯ）。 【００２８】このように、本実施形態の太陽熱暖房装置
１によれば、暖房負荷が小さいときに太陽熱を利用した
暖房を行い、暖房負荷が大きいときには補助熱源による
暖房を行う。従って、太陽熱による暖房の際には多くの
熱量を必要としないので、集熱器８や貯湯槽９等の設備
を大型化する必要がなく、設備費用を低く抑えることが
できる。また、このような構成とした場合であっても、
暖房を必要とする期間中の約７〜８割は太陽熱を利用す
ることができるので、温水ボイラ３による燃料消費も押
さえることができる。 【００２９】尚、上記実施形態においては、暖房用放熱
器としてパネルヒータ４を例にして説明したが、これに
限らず、室内を暖房するファンコンベクタや床暖房パネ
ル等の暖房機器であってもよい。また、上記実施形態に
おいては、パネルヒータ４に供給される温水の量を調節
する手段としてバイパス路１９ａを備えた放熱器流量弁
１９を用いているが、これに限らず、バイパス路と別個
に流量調節弁を設けてもよい。また、放熱器流量弁１９
はサーモバルブ１９ｂが一体となっているが、これに限
らず、放熱器流量弁１９とサーモバルブ１９ｂとを離れ
た場所に設け、両者をキャピラリチューブで連結しても
よい。さらに、別個に温度センサを設けて電気的に放熱
器流量弁による流量調節を行ってもよい。
源とを選択的に熱源として室内の暖房を行う太陽熱暖房
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、太陽熱又は補助熱源を利用し
て室内の暖房を行う装置が数多く提案されている。これ
らの従来の装置は、なるべく太陽熱を利用して補助熱源
を利用しないですむように、太陽熱を集熱する集熱器や
集熱器により加熱された温水を貯蔵する貯湯槽の容量を
ある程度大型なものとしていた。このように、集熱器等
の機器を大型なものとすることにより、冬季においても
太陽熱による暖房を行うことができるようにしていた。 【０００３】しかしながら、集熱器等の機器を大型にす
ると設置場所に問題が生じると共に設備費用がかさむと
いう不都合があった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本願発明者等が、従来
の太陽熱暖房装置において、実際の暖房に必要な熱量
（暖房負荷）の時間的な変化を観測したところ、暖房負
荷が高くなるのは主に室温が低い状態から通常の室温と
なるまで加熱する場合であって、一度通常の室温に加熱
された後は低い暖房負荷で室温が保たれていた。また、
１年のうちの暖房が行われている期間を通して見ると、
暖房負荷が低い状態が全体の７〜８割を占めていること
を知見した。 【０００５】本発明は、太陽熱暖房装置の改良を目的と
し、さらに詳しくは上記実情に鑑み設備を大型化するこ
となく効率よく太陽熱を利用することができる太陽熱暖
房装置を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の太陽熱暖房装置は、太陽熱と補助熱源とを
選択的に熱源として室内の暖房を行う太陽熱暖房装置で
あって、以下の特徴を備えている。 【０００７】まず、太陽熱を利用して温水を加熱する太
陽熱加熱手段と、前記太陽熱加熱手段と並列に設けられ
補助熱源となる温水ボイラと、室内を加熱する暖房用放
熱器と、前記太陽熱加熱手段と前記温水ボイラとを切り
替える切替弁と、室温に応じて前記暖房用放熱器に供給
される温水の流量を調節する放熱器流量弁とを備える。 【０００８】また、前記太陽熱加熱手段により加熱され
た温水の温度を検出する第１温度センサと、前記放熱器
流量弁の上流側の温水の温度を検出する第２温度センサ
と、前記放熱器流量弁の下流側の温水の温度を検出する
第３温度センサと、前記第１乃至第３温度センサと前記
切替弁とが電気的に接続され前記切替弁の切替を行う制
御手段とを備える。 【０００９】そして、前記制御手段は、前記第２温度セ
ンサにより検出される温度と前記第３温度センサにより
検出される温度との差が所定の基準温度差以下であり、
前記第１温度センサにより検出される温度が所定の暖房
可能温度以上であるときは、前記切替弁により前記太陽
熱加熱手段と前記暖房用放熱器とを接続する。一方、前
記第２温度センサにより検出される温度と前記第３温度
センサにより検出される温度との差が前記基準温度差を
超えているとき、又は前記第１温度センサにより検出さ
れる温度が前記暖房可能温度未満であるときは前記切替
弁により前記温水ボイラと前記暖房用放熱器とを接続す
る。 【００１０】本発明の太陽熱暖房装置においては、暖房
負荷の大小は前記第２温度センサと前記第３温度センサ
とにより検出される温度の差により判定している。例え
ば、室温が高くなると暖房負荷が小さくなるが、この場
合は前記暖房用放熱器側に流れる温水の量が少なくな
る。すると、前記第３温度センサにより検出される温度
と前記第２温度センサにより検出される温度との差が小
さくなる。逆に、室温が低いときは暖房負荷が高くなる
が、この場合は前記暖房用放熱器に流れる温水の量が多
くなるため、暖房用放熱器による熱量の消費によって前
記第３温度センサにより検出される温度と前記第２温度
センサにより検出される温度との差が大きくなる。 【００１１】本発明の太陽熱暖房装置は、暖房負荷が小
さく、前記太陽熱加熱手段により加熱される温水の温度
が所定の暖房可能温度以上であれば太陽熱を利用した暖
房を行う。一方、暖房負荷が高い場合や前記太陽熱加熱
手段の温度が前記暖房可能温度未満であれば前記補助熱
源による暖房を行う。このように、本発明の太陽熱暖房
装置は、暖房負荷が低いときのみ太陽熱を利用した暖房
を行い、暖房負荷が高いときは太陽熱による暖房を行わ
ずに補助熱源による暖房を行う。従って、太陽熱による
暖房の際には多くの熱量を必要としないので、集熱器や
貯湯槽等の設備を大型化する必要がなく、設備費用を低
く抑えることができる。また、このような構成とした場
合であっても、暖房を必要とする期間中の約７〜８割は
太陽熱を利用することができるので、補助熱源による燃
料消費も押さえることができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】次に、本発明の太陽熱暖房装置の
実施形態の一例について、図１乃至図３を参照して説明
する。図１は本発明の実施形態の一例である太陽熱暖房
装置を示す構成図、図２は太陽熱暖房装置の電気的構成
を示すブロック図、図３は太陽熱暖房装置の作動を示す
フローチャートである。 【００１３】本実施形態の太陽熱暖房装置１は、図１に
示すように、太陽熱を利用して温水の加熱を行う太陽熱
加熱手段２と、補助熱源である温水ボイラ３と、暖房用
放熱器であるパネルヒータ４とを備えている。また、後
述する太陽熱加熱手段２の加熱用熱交換器１４とパネル
ヒータ４とは太陽熱温水回路５によって接続されてい
る。この太陽熱温水回路５には、加熱用熱交換器１４と
温水ボイラ３とが並列となるように補助熱源温水回路６
が接続されている。 【００１４】太陽熱加熱手段２は、図１に示すように、
住宅の屋根等に設置されて太陽熱の集熱を行う集熱器８
と、太陽熱により加熱された温水を貯蔵する貯湯槽９
と、集熱器８により集熱された太陽熱によって貯湯槽９
内の温水を加熱する集熱用熱交換器１０とを有してお
り、これらの機器が集熱用温水回路１１によって接続さ
れている。この集熱用温水回路１１には、集熱用温水回
路１１内の温水を循環させる集熱用ポンプ１２と、集熱
用温水回路１１内の圧力の変化を吸収するための膨張タ
ンク１３とが設けられている。また、貯湯槽９には、太
陽熱温水回路５に接続されて内部の温水を加熱する加熱
用熱交換器１４が設けられている。また、貯湯槽９内の
上方部分の温水の温度を検出する第１温度センサ１５
と、集熱器８内の温水の温度を検出する集熱温センサ１
６が設けられている。 【００１５】太陽熱温水回路５には、加熱用熱交換器１
４の吐出側と温水ボイラ３の吐出側とを接続する三方切
替弁１７が設けられており、その三方切替弁１７の下流
側には太陽熱温水回路５内の温水を循環させる循環ポン
プ１８が設けられている。また、パネルヒータ４はバイ
パス路１９ａが内蔵されている放熱器流量弁１９を介し
て太陽熱温水回路５に接続されている。この放熱器流量
弁１９には室温に応じてパネルヒータ４に供給される温
水の流量を調節するためのサーモバルブ１９ｂが装着さ
れている。 【００１６】補助熱源温水回路６には、温水ボイラ３の
他に温水回路内の圧力の変化を吸収するための膨張タン
ク２０が設けられている。 【００１７】また、本実施形態の太陽熱暖房装置１にお
いては、太陽熱温水回路５において放熱器流量弁１９の
上流側に設けられ、パネルヒータ４に供給される温水の
温度を検出する第２温度センサ２１が設けられている。
また、太陽熱温水回路５の放熱器流量弁１９の下流側に
は、パネルヒータ４から還流される温水の温度を検出す
る第３温度センサ２２が設けられている。 【００１８】尚、本実施形態の太陽熱暖房装置１におい
ては、パネルヒータ４、集熱器８、貯湯槽９、温水ボイ
ラ３、三方切替弁１７、放熱器流量弁１９、温水ボイラ
３、集熱用ポンプ１２、循環ポンプ１８等の各機器は、
従来より用いられているものと同様の構成であるので、
詳細な説明は省略する。 【００１９】次に、本実施形態の太陽熱暖房装置１の電
気的構成について図２を参照して説明する。本実施形態
の太陽熱暖房装置１は、コントローラ２４によって制御
されている。このコントローラ２４には、第１温度セン
サ１５と第２温度センサ２１と第３温度センサ２２と集
熱温センサ１６の各センサが接続されている。また、コ
ントローラ２４には、三方切替弁１７と循環ポンプ１８
と集熱用ポンプ１２とが接続されている。 【００２０】次に、本実施形態の太陽熱暖房装置１の作
動について図３を参照して説明する。まず、使用者によ
り図示しない運転スイッチがＯＮにされると、コントロ
ーラ２４は循環ポンプ１８の作動を開始し、太陽熱暖房
装置１の運転が開始される（ＳＴＥＰ１）。 【００２１】ここで、太陽熱加熱手段２においては、コ
ントローラ２４によって第１温度センサ１５と集熱温セ
ンサ１６との温度差を検出し、集熱器８の温度が貯湯槽
９の温度よりも所定温度（例えば７℃）高い場合に集熱
用ポンプ１２を作動させる。これにより、集熱器８によ
り集熱された太陽熱が集熱用熱交換器１０によって貯湯
槽９に蓄えられる。 【００２２】一方、循環ポンプ１８から吐出された温水
は放熱器流量弁１９を介してパネルヒータ４に供給され
るが、放熱器流量弁１９においては、サーモバルブ１９
ｂによって室温に応じた量の温水がパネルヒータ４に送
られる（ＳＴＥＰ２）。運転開始時においては室温が低
い場合が多いため、放熱器流量弁１９によって太陽熱温
水回路５内の温水の多くがパネルヒータ４に送られバイ
パス路１９ａを介して還流される温水は少なくなる。 【００２３】次に、コントローラ２４は、第１温度セン
サ１５、第２温度センサ２１、及び第３温度センサ２２
によってそれぞれの温水の温度を検出する（ＳＴＥＰ
３）。このとき、コントローラ２４は、第２温度センサ
２１からの温度データと第３温度センサ２２からの温度
データとを比較してその差、即ち暖房負荷を計算する
（ＳＴＥＰ４）。すると、パネルヒータ４によって多く
の熱量が消費されるので、第２温度センサ２１により検
出される温度に比べて第３温度センサ２２により検出さ
れる温度は大幅に低くなる。 【００２４】このように、運転開始時等は暖房負荷が高
くなるので、第２温度センサ２１と第３温度センサ２２
との温度データの差が所定の基準温度差（例えば５℃）
を越えることとなる（ＳＴＥＰ５でＮＯ）。このように
暖房負荷が大きい場合は、コントローラ２４は三方切替
弁１７によって温水ボイラ３とパネルヒータ４とを接続
する（ＳＴＥＰ９）。これにより、太陽熱温水回路５内
の温水は、温水ボイラ３によって加熱され、循環ポンプ
１８によってパネルヒータ４に送られ、パネルヒータ４
によって室内の暖房が行われる。また、第１温度センサ
１５により検出される温度が所定の暖房可能温度（例え
ば４５℃）未満の場合（ＳＴＥＰ６でＮＯ）であって
も、コントローラ２４は三方切替弁１７によって温水ボ
イラ３とパネルヒータ４とを接続する（ＳＴＥＰ９）。 【００２５】このように温水ボイラ３によって室内の暖
房が行われると室温が徐々に上昇する。すると、サーモ
バルブ１９ｂによって放熱器流量弁１９による流量の調
節が行われ、室温の上昇に合わせて徐々にバイパス路１
９ａを通過する温水の量が増加し、パネルヒータ４に供
給される温水の量が減少する。 【００２６】このように、パネルヒータ４を通過する温
水の量が減少すると、第２温度センサ２１により検出さ
れる温度と、第３温度センサ２２により検出される温度
との差が小さくなり、暖房負荷が小さくなる。そして、
両者の温度の差が基準温度差以下になったときは（ＳＴ
ＥＰ５でＹＥＳ）、さらに第１温度センサ１５の温度デ
ータが暖房を行うために必要な温度、即ち暖房可能温度
以上であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ６）。ここ
で、第１温度センサ１５の温度データが所定の暖房可能
温度以上であれば（ＳＴＥＰ６でＹＥＳ）、コントロー
ラ２４は三方切替弁１７によって加熱用熱交換器１４と
パネルヒータ４とを接続する（ＳＴＥＰ７）。 【００２７】これにより、太陽熱温水回路５内の温水
は、加熱用熱交換器１４によって加熱され、循環ポンプ
１８によってパネルヒータ４に送られ、パネルヒータ４
によって室内の暖房が行われる。このとき、暖房負荷は
小さい状態なので、太陽熱を利用した場合であっても十
分暖房を行うことができる。そして、図示しない運転ス
イッチがＯＦＦにされるまでコントローラ２４は暖房運
転を継続する（ＳＴＥＰ８でＮＯ）。 【００２８】このように、本実施形態の太陽熱暖房装置
１によれば、暖房負荷が小さいときに太陽熱を利用した
暖房を行い、暖房負荷が大きいときには補助熱源による
暖房を行う。従って、太陽熱による暖房の際には多くの
熱量を必要としないので、集熱器８や貯湯槽９等の設備
を大型化する必要がなく、設備費用を低く抑えることが
できる。また、このような構成とした場合であっても、
暖房を必要とする期間中の約７〜８割は太陽熱を利用す
ることができるので、温水ボイラ３による燃料消費も押
さえることができる。 【００２９】尚、上記実施形態においては、暖房用放熱
器としてパネルヒータ４を例にして説明したが、これに
限らず、室内を暖房するファンコンベクタや床暖房パネ
ル等の暖房機器であってもよい。また、上記実施形態に
おいては、パネルヒータ４に供給される温水の量を調節
する手段としてバイパス路１９ａを備えた放熱器流量弁
１９を用いているが、これに限らず、バイパス路と別個
に流量調節弁を設けてもよい。また、放熱器流量弁１９
はサーモバルブ１９ｂが一体となっているが、これに限
らず、放熱器流量弁１９とサーモバルブ１９ｂとを離れ
た場所に設け、両者をキャピラリチューブで連結しても
よい。さらに、別個に温度センサを設けて電気的に放熱
器流量弁による流量調節を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例である太陽熱暖房装置
を示す構成図。 【図２】太陽熱暖房装置の電気的構成を示すブロック
図。 【図３】太陽熱暖房装置の作動を示すフローチャート。 【符号の説明】 １…太陽熱暖房装置、２…太陽熱加熱手段、３…温水ボ
イラ、４…パネルヒータ（暖房用放熱器）、７…バイパ
ス路、１５…第１温度センサ、１７…三方切替弁（切替
弁）、１９…放熱器流量弁、２１…第２温度センサ、２
２…第３温度センサ、２４…コントローラ（制御手
段）。
を示す構成図。 【図２】太陽熱暖房装置の電気的構成を示すブロック
図。 【図３】太陽熱暖房装置の作動を示すフローチャート。 【符号の説明】 １…太陽熱暖房装置、２…太陽熱加熱手段、３…温水ボ
イラ、４…パネルヒータ（暖房用放熱器）、７…バイパ
ス路、１５…第１温度センサ、１７…三方切替弁（切替
弁）、１９…放熱器流量弁、２１…第２温度センサ、２
２…第３温度センサ、２４…コントローラ（制御手
段）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】太陽熱と補助熱源とを選択的に熱源として
室内の暖房を行う太陽熱暖房装置において、 太陽熱を利用して温水を加熱する太陽熱加熱手段と、前
記太陽熱加熱手段と並列に設けられ補助熱源となる温水
ボイラと、室内を加熱する暖房用放熱器と、前記太陽熱
加熱手段と前記温水ボイラとを切り替える切替弁と、室
温に応じて前記暖房用放熱器に供給される温水の流量を
調節する放熱器流量弁と、 前記太陽熱加熱手段により加熱された温水の温度を検出
する第１温度センサと、前記放熱器流量弁の上流側の温
水の温度を検出する第２温度センサと、前記放熱器流量
弁の下流側の温水の温度を検出する第３温度センサと、
前記第１乃至第３温度センサと前記切替弁とが電気的に
接続され前記切替弁の切替を行う制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記第２温度センサにより検出される
温度と前記第３温度センサにより検出される温度との差
が所定の基準温度差以下であり、前記第１温度センサに
より検出される温度が所定の暖房可能温度以上であると
きは、前記切替弁により前記太陽熱加熱手段と前記暖房
用放熱器とを接続し、 前記第２温度センサにより検出される温度と前記第３温
度センサにより検出される温度との差が前記基準温度差
を超えているとき、又は前記第１温度センサにより検出
される温度が前記暖房可能温度未満であるときは前記切
替弁により前記温水ボイラと前記暖房用放熱器とを接続
することを特徴とする太陽熱暖房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048177A JP3913077B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 太陽熱暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048177A JP3913077B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 太陽熱暖房装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003247757A true JP2003247757A (ja) | 2003-09-05 |
| JP3913077B2 JP3913077B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=28661044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002048177A Expired - Fee Related JP3913077B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 太陽熱暖房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3913077B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100684125B1 (ko) | 2004-10-14 | 2007-02-16 | 전석영 | 태양열을 이용한 보일러 시스템의 운영 제어방법 |
| JP2011032730A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Daiwa House Industry Co Ltd | 給湯兼用ロードヒーティングシステム |
| KR101045005B1 (ko) * | 2010-08-19 | 2011-06-29 | 김지희 | 태양열 복합 난방장치 |
| CN103277924A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-09-04 | 李朝勇 | 一种热水智能循环控制系统、方法及家用太阳能热水器 |
| JP2013174390A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Yazaki Energy System Corp | 太陽熱利用給湯システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101038718B1 (ko) * | 2009-04-02 | 2011-06-03 | 김성만 | 태양열 시스템과 보일러를 연계 제어하는 제어기가 구비된 난방장치의 제어방법 |
-
2002
- 2002-02-25 JP JP2002048177A patent/JP3913077B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3913077B2 (ja) | 2007-05-09 |
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