JP2005265358A

JP2005265358A - 集熱パネル装置

Info

Publication number: JP2005265358A
Application number: JP2004081994A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Tokunaga; 憲行徳永
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】熱媒が循環しない状態になった場合でも、太陽光によって集熱パネル内の温度が異常に上昇することがない集熱装置を提供する。
【解決手段】カバーガラス６、集熱板７、集熱パイプ３を有し、ケ−ス８で集熱パイプ３を包囲すると共に、ケ−ス８の側面から集熱パイプ３の外部との連結部９を突出させてなる集熱パネル２Ａ、２Ｂを複数個連設し、隣接する集熱パネル２Ａ、２Ｂの集熱パイプ３の外部との連結部９同士を連結している集熱パネル装置であって、連結部９同士を連結している集熱パイプ接続位置に、それぞれの集熱パイプ３の外部との連結部９を包囲し、その側端を隣り合っているケ−ス８の開口部２１の周囲に密着させていて、一方のケース８内の空気を他方のケース８内に導入できる通路を形成するカバー１７を配設し、且つ、このカバー１７が配設されたケ−ス８の少なくとも一つにファンを設けてなる集熱装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽光を利用して集熱する集熱パネルを備える集熱パネル装置に関し、詳しくは集熱パネルを複数個連設すると共に、隣接する集熱パネルの集熱パイプ同士を連結している集熱パネル装置に関するものである。

従来より、屋根に設置して太陽光を利用したソーラー給湯システムとして、図７に示すように、集熱パネル２（２Ａ、２Ｂ）を複数個連設した集熱装置１を備えるものがある（例えば特許文献１参照）。その場合の集熱装置１は、集熱パネル２Ａ、２Ｂ内に設けた集熱パイプ３内の熱媒を、循環ホース１３を通して貯湯槽４の熱交換器５に循環させて、集熱パネル２Ａ、２Ｂで集熱した熱によって貯湯槽４内の水を加熱して湯にする。そして、貯湯槽４内の湯を風呂や台所の給湯に使用する。

集熱装置１を構成する集熱パネル２Ａ（又は２Ｂ）は、図８、図９、図１０に示すように、太陽光が当る前面にカバーガラス６を配置し、このカバーガラス６の後面側に、パッキン１２を介すことにより間隔をあけて集熱板７を設け、この集熱板７の後面に銅管等からなる集熱パイプ３を配設し、さらに、前記集熱板７でふたがされるケ−ス８で、前記集熱パイプ３を、集熱パイプ３の外部との連結部９を除いて下方から包囲しているものである。なお、集熱板７は、黒色部材で形成され、図１０に示すように、ガラス板等の透明板１４と一体化したものが用いられている。集熱パイプ３は固定板１１で集熱板７に接着固着されている。ケ−ス８の両側面には開口部２１を形成していて、この開口部２１から、集熱パイプ３の外部との連結部９を突出させている。そして、集熱パネル２Ａ、２Ｂを複数個連設する場合には、図９、図１０に示すように、隣接する集熱パネル２Ａ、２Ｂの集熱パイプ３の外部との連結部９同士を接続ホース１０で連結している。なお、接続ホース１０で連結されない方の集熱パイプ３の外部との連結部９は、図９に示すように、循環ホース１３に接続している。

上記のような集熱装置１では、運転状態であれば集熱パイプ３内の熱媒が循環するため、集熱パネル２Ａ、２Ｂ内の温度が異常に上昇することはないが、運転が中止された場合には、太陽光によって集熱パネル２Ａ、２Ｂ内の温度が異常に上昇し、材質が樹脂やゴム等である使用部材に対して軟化や劣化等の影響がある。そこで、熱媒を循環させる運転が中止された場合でも、太陽光によって集熱パネル２Ａ、２Ｂ内の温度が異常に上昇することがない集熱装置が求められている。
実開昭６３−３４９６０号公報（第５図）

本発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、太陽光が当る前面にカバーガラスを配置し、このカバーガラスの後面側に集熱板を設け、この集熱板の後面に集熱パイプを配設し、さらに、前記集熱板でふたがされるケ−スで前記集熱パイプを、集熱パイプの外部との連結部を除いて包囲してなる集熱パネルを複数個連設すると共に、隣接する集熱パネルの集熱パイプの外部との連結部同士を連結している集熱パネル装置であって、運転が中止され、熱媒が循環しない状態になった場合でも、太陽光によって集熱パネル内の温度が異常に上昇することがない集熱装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、太陽光が当る前面にカバーガラスを配置し、このカバーガラスの後面側に集熱板を設け、この集熱板の後面に集熱パイプを配設し、さらに、前記集熱板でふたがされるケ−スで前記集熱パイプを包囲すると共に、ケ−スの側面に設けた開口部から集熱パイプの外部との連結部を突出させてなる集熱パネルを複数個連設すると共に、隣接する集熱パネルの集熱パイプの外部との連結部同士を連結している集熱パネル装置であって、集熱パイプの外部との連結部同士を連結している集熱パイプ接続位置に、それぞれの集熱パイプの外部との連結部を包囲し、その側端を隣り合っているケ−スの前記開口部の周囲に密着させていて、一方のケース内の空気を他方のケース内に導入できる通路を形成するカバーを配設し、且つ、カバーで連通されたケ−スの少なくとも一つにファンを設けてなることを特徴としている。このようにすることによって、運転が中止され、熱媒が循環しない状態になった場合でも、ファンによって集熱パネル内の空気を排出することが可能となるため、太陽光によって集熱パネル内の温度が異常に上昇することを防止できるようになる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の集熱パネル装置において、集熱パネルが、カバーガラスと集熱板との間に太陽光発電用セルを介在させている集熱パネルであることを特徴としている。このようにすることによって、太陽光発電も可能な集熱パネル装置となる。

本発明の集熱パネル装置においては、集熱パイプの外部との連結部同士を連結している集熱パイプ接続位置に、それぞれの集熱パイプの外部との連結部を包囲し、その側端を隣り合っているケ−スの前記開口部の周囲に密着させていて、一方のケース内の空気を他方のケース内に導入できる通路を形成するカバーを配設し、且つ、カバーで連通されたケ−スの少なくとも一つにファンを設けているので、本発明の集熱パネル装置によれば、運転が中止され、熱媒が循環しない状態になった場合でも、ファンによって集熱パネル内の空気を排出することが可能となるため、太陽光によって集熱パネル内の温度が異常に上昇することを防止できるようになり、その結果材質が樹脂やゴム等である使用部材の劣化を低減することが可能となる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本発明の集熱パネル装置１の一実施形態を示している。この集熱パネル装置１は、屋根に設置して太陽光による熱を集熱するものであり、図７のソーラー給湯システムに示すように、集熱パネル２（２Ａ、２Ｂ）内に設けた集熱パイプ３内の熱媒を循環ホース１３を通して、貯湯槽４の熱交換器５に循環させて、集熱パネル２Ａ、２Ｂで集熱した熱によって貯湯槽４内の水を加熱したりする用途等で使用される。なお、図７において、符号２２は熱膨張タンクを示している。

集熱装置１を構成する集熱パネル２Ａ（又は２Ｂ）は、図２、図３に示すように、太陽光が当る前面にカバーガラス６を設け、このカバーガラス６の後面側に、パッキン１２を介すことにより間隔をあけて集熱板７を設け、この集熱板７の後面に銅管からなる集熱パイプ３を配設し、さらに、前記集熱板７でふたがされるケ−ス８で、前記集熱パイプ３を、集熱パイプ３の外部との連結部９を除いて下方から包囲しているものである。集熱板７は、黒色部材で形成され、図３に示すように、ガラス板等の透明板１４と一体化したものを用いている。この透明板１４と集熱板７とを一体化したものを、パネル支持板１５とネジ１６とを用いて、ケ−ス８に固定している。さらに、パネル支持板１５の上面にはパッキン１２を接着し、このパッキン１２の上面に前面に設けるカバーガラス６を配設して、カバーガラス６と透明板１４との間に間隔を持たせることにより、集熱パネル２Ａ（又は２Ｂ）の上面側を保温するようにしている。集熱パイプ３は固定板１１で集熱板７に接着固着されている。図２に示すように、ケ−ス８の両側面には開口部２１を形成していて、この開口部２１から、集熱パイプ３の外部との連結部９を突出させている。そして、集熱パネル１を複数個連設するために、図３に示すように、隣接する集熱パネル２Ａ、２Ｂの集熱パイプ３の外部との連結部９同士を接続ホース１０で連結している。そのため、一方の集熱パネル２Ａ内の集熱パイプ３で加熱された熱媒は、接続ホース１０を通って他方の集熱パネル２Ｂ内の集熱パイプ３に移動し、そこでさらに加熱されるようにしている。なお、接続ホース１０で連結されない方の集熱パイプ３の外部との連結部９は、図１に示すように、循環ホース１３に接続している。

この集熱装置１では、図４に示すように、隣接する集熱パネル２Ａ、２Ｂのそれぞれの集熱パイプ３の外部との連結部９、９同士を接続ホース１０を用いて連結している集熱パイプ接続位置に、それぞれの集熱パイプ３の外部との連結部９、９を包囲し、その両側端をそれぞれ、隣り合っているケ−ス８の開口部２１の周囲に密着させているカバー１７であって、一方のケース８内の空気を他方のケース内に導入できる通路を形成するカバー１７を配設している。そのため、ケ−ス８の開口部２１と集熱パイプ３の連結部９との隙間を通して、各ケ−ス８、８の内部同士が連通される。そして、カバー１７で連通された集熱パネル２Ａ、２Ｂの一方である集熱パネル２Ａのケ−ス８の側面上方に、図２、図５に示すように、ファン１８を設けている。なお、カバー１７の側端は、ケ−ス８の開口部２１の周囲に接着剤等を用いて固着しておくことが好ましい。そして、熱媒を循環させる運転が中止された場合に、ケ−ス８、８内の温度が設定温度以上に上昇すると、ファン１８を作動させ、各ケ−ス８、８の内部の空気を排気するようにしている。カバー１７の材質については特に限定はないが、例えば軟質の発泡体や、グラスウール等の繊維質とすることが好ましい。

以上説明した集熱装置１を、図７に示すようなソーラー給湯システムに設置した場合、通常運転では、太陽光により集熱パネル２Ａ、２Ｂの温度が貯湯槽４の温度より上昇すると、循環ポンプ１９が作動し、熱媒を循環ホース１３を通して循環させさせて、集熱パネル２Ａ、２Ｂで集熱した熱によって貯湯槽４内の水を加熱する。このときの、集熱パネル２Ａ、２Ｂの温度は、熱媒が循環しているため異常な高温になることはない。そして、熱媒を循環させる運転が中止された場合に、集熱パネル２Ａ、２Ｂ内の温度が設定温度以上に上昇すると、集熱パネル２Ａのケ−ス８の側面上方に設けたファン１８が作動し、各ケ−ス８、８の内部の空気を排気するようにしている。その場合、各ケ−ス８の開口部２１に密着させているカバー１７によって、各ケ−ス８、８の内部同士を連通する通路が形成されるため、ファン１８を設置していない集熱パネル２Ｂのケース８内の熱気は、この通路を通ってファン１８を設置している集熱パネル２Ａのケース８に移動し、ファン１８から外部に放出される。そのため、集熱パネル２Ａ、２Ｂ内の温度が異常な高温になることを防止できる。

さらに、図６は、上記の実施形態の集熱装置１において、集熱パネル２Ａ、２Ｂが共に、カバーガラス６と集熱板７との間に太陽光発電用セル２０を介在させるようにした変形例である。このようにすることによって、太陽光発電も可能な集熱パネル装置１となる。図６に示す集熱装置１では、透明材１４と集熱板７との間に太陽光発電用セル２０を配設している。

本発明の一実施形態を示す斜視図。本発明の一実施形態の集熱パネルを示す斜視図。本発明の一実施形態における集熱パネルの連結状態を説明する断面図。本発明の一実施形態における集熱パネルの連結状態を説明する分解斜視図。本発明の一実施形態におけるファンの設置状態を示す斜視図。本発明の一実施形態の変形例を示す断面図。本発明の集熱装置及び従来の集熱装置が適用されるソーラー給湯システムを示す概略図。従来の集熱パネルを示す斜視図。従来の集熱装置を示す斜視図。従来の集熱パネルの連結状態を説明する断面図。

符号の説明

１集熱装置
２Ａ、２Ｂ集熱パネル
３集熱パイプ
４貯湯槽
５熱交換器
６カバーガラス
７集熱板
８ケ−ス
９連結部
１０接続ホース
１１固定板
１２パッキン
１３循環ホース
１４透明板
１５パネル支持板
１６ネジ
１７カバー
１８ファン
１９循環ポンプ
２０太陽光発電用セル
２１開口部
２２熱膨張タンク

Claims

太陽光が当る前面にカバーガラスを配置し、このカバーガラスの後面側に集熱板を設け、この集熱板の後面に集熱パイプを配設し、さらに、前記集熱板でふたがされるケ−スで前記集熱パイプを包囲すると共に、ケ−スの側面に設けた開口部から集熱パイプの外部との連結部を突出させてなる集熱パネルを複数個連設すると共に、隣接する集熱パネルの集熱パイプの外部との連結部同士を連結している集熱パネル装置であって、
集熱パイプの外部との連結部同士を連結している集熱パイプ接続位置に、それぞれの集熱パイプの外部との連結部を包囲し、その側端を隣り合っているケ−スの前記開口部の周囲に密着させていて、一方のケース内の空気を他方のケース内に導入できる通路を形成するカバーを配設し、且つ、カバーで連通されたケ−スの少なくとも一つにファンを設けてなることを特徴とする集熱パネル装置。
集熱パネルが、カバーガラスと集熱板との間に太陽光発電用セルを介在させている集熱パネルであることを特徴とする請求項１記載の集熱パネル装置。