JP4200130B2

JP4200130B2 - 太陽熱利用システム

Info

Publication number: JP4200130B2
Application number: JP2004369537A
Authority: JP
Inventors: 康男岡本
Original assignee: 有限会社チリウヒーター
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP2006177583A

Description

本発明は、太陽熱を集熱器により集熱して利用する太陽熱利用システムに関するものであり、特に、運転休止時における集熱器の熱媒液抜きに関するものである。

太陽熱利用システムは、太陽熱を集熱する集熱器と、熱媒液を貯留する熱媒液タンクと、その熱媒液タンクから前記集熱器を経て熱媒液タンクに帰る循環路と、前記熱媒液タンク内の熱媒液を前記集熱器に送ることにより前記循環路に前記熱媒液の循環を生じさせる循環ポンプとを含むように構成される。従来、熱媒液として、水に防食剤入りの不凍液を混入したものが多く使用されており、太陽熱が床暖房に利用される場合には、集熱器で加熱された熱媒液が床暖房装置の蓄熱・放熱体に供給される。しかし、給湯装置に利用される場合には、熱媒液自体を消費するわけにはゆかないため、熱媒液を熱交換器に供給し、水を加熱するための熱源として利用される。この種の太陽熱利用システムは、例えば下記特許文献１に記載されている。
特開平２００３−３１４８３３号公報

本願出願人は、この種の太陽熱利用システムの休止時に集熱器内の熱媒液を抜く技術を提案した。特許文献１に記載されているものがそれである。この太陽熱利用システムは、循環路の復路部の、集熱器の下端より下方であって上下方向の成分を有する方向に延びる部分に、集熱器内の循環路の容積の総和より大きい容積の空気タンクを設けたものである。集熱中は、空気タンク内に溜まる空気が、非集熱時には復路部を上方へ移動し、その結果、集熱器内の熱媒液が強制循環時とは逆向きに移動して空気タンクに流入する。非集熱時には集熱器内に熱媒液がなく、不凍液を用いなくても凍結する恐れがない。また、太陽熱が多過ぎる夏場等において、もはや集熱の必要がなくなったために熱媒液の循環を停止させた場合に、集熱器内の熱媒液が沸騰する問題も解決することができる。

上記発明は、循環路が密閉式の太陽熱利用システムにおける集熱器の熱媒液抜きを可能にしたものであり、本発明は、開放式の循環路を備えた太陽熱利用システムにおける熱媒液抜きを可能にすることを課題としてなされたものである。

本発明は、太陽熱を集熱する集熱器と、大気圧下で熱媒液を貯留する熱媒液タンクと、その熱媒液タンクの液面より下の部分から集熱器を経て熱媒液タンクの液面より下の部分に帰る循環路と、熱媒液タンク内の熱媒液を集熱器に送ることにより循環路に熱媒液の循環を生じさせる循環ポンプとを含む太陽熱利用システムにおいて、循環路の集熱器から熱媒液タンクへの復路部のうち前記熱媒液タンク内に位置する部分であって、少なくとも集熱器内の熱媒液のすべてが熱媒液タンクに戻った状態におけるその熱媒液タンク内の熱媒液のレベルより高い部位に、循環ポンプの停止に伴って熱媒液タンク内の空気の復路部への流入を許容する連通孔を設けるとともに、循環路をその連通孔以外においては大気に連通しないものとしたことを特徴とする。

連通孔は、循環ポンプの運転中は熱媒液タンク内の空気が復路部内に流入せず、循環ポンプが停止させられれば必然的に空気が復路部内に流入する状態で設ける。この条件を満たす連通孔を設ければ、循環ポンプの運転が停止された場合に、連通孔から必然的に空気が吸い込まれ、集熱器および循環路の上方の部分から順に熱媒液と置換される。この置換は、熱媒液タンク内の熱媒液のレベルが上昇し、連通孔より高くなるまで続く。熱媒液タンクのレベルが上昇しても連通孔より高くならない場合には、循環路内の熱媒液のレベルが熱媒液タンク内の熱媒液のレベルと等しくなってはじめて置換が終了する。

循環路を形成する配管等は、保温材で覆って内部の熱媒液の凍結を防止することが可能であるが、集熱器は太陽熱を収集するものであるので、保温材で覆うことが難しい。そこで、「少なくとも前記集熱器内の熱媒液のすべてが前記熱媒液タンクに戻った状態におけるその熱媒液タンク内の熱媒液のレベルより高い位置」に連通孔を設けるのである。もっとも、循環路のうち、周囲の温度が凍結温度以下まで下がる可能性のある部分の熱媒液が空気と置換されることが保証される位置に連通孔を設ければ、循環路を保温材で覆う必要がなくなって、太陽熱利用システムのコストを低減させることができる。
なお、循環ポンプの運転中には、後述の各手段により、連通孔から外部へ熱媒液が流出しないようにすることが可能であり、それが望ましいのであるが、連通孔は復路部の熱媒液タンク内に位置する部分に設けるのであるため、僅かであれば熱媒液タンク内へ漏れても差し支えない。

いずれにしても、本発明に従えば、極めて簡易な手段によって、ポンプの運転中には循環路内に空気（気泡）が混入することを回避し、かつ、ポンプを停止させることにより少なくとも集熱器の熱媒液抜きを実現することができる。そして、集熱器の熱媒液抜きを確実に行うことができれば、通常の水を熱媒液として使用することが可能となり、不凍液や防食剤の使用が不可欠ではなくなる。必要があれば、湯として消費される水自体を熱媒液とすることも可能となるのである。

発明の態様

連通孔を、復路部の熱媒液タンク内に位置する部部に形成すれば、もし熱媒液が連通孔から外部へ流出しても、その熱媒液は熱媒液タンクに受けられるため支障はない。ただし、流出する熱媒液の流量は、熱媒液が復路部を形成する管路の外面に沿って伝い流れる程度であることが望ましい。熱媒液が宙を飛んで熱媒液タンク内の熱媒液面上に落下する場合には、許容限度を超える騒音発生の原因となり、あるいは熱媒液タンク内の熱媒液に気泡を発生させ、その気泡が循環ポンプ等のポンプ内に侵入して空転や異音発生の原因となる可能性があるからである。
連通孔の位置と大きさとを、循環ポンプの運転中においても復路部から熱媒液が外部（熱媒液タンク内）へ漏れることがなく、循環ポンプの停止状態においては復路部内への空気の流入を許容する条件を満たすように決定することが可能である。この場合には、連通孔の位置と大きさとを適切に選定するだけでよく、特に安価に目的を達し得る。
連通孔に、開口面積を調節する開口面積調節装置を設ければ、連通孔自体は大きめに形成しておけばよいことになり、システムの設計，製造が容易となる。連通孔に、外部から復路部内に向かう向きの流体の流れは許容し、逆向きの流れは阻止する逆止弁を設けても、同様の効果が得られる。
連通孔の形成位置や大きさによっては、逆に、循環ポンプ運転中に連通孔から空気が侵入することもある。その場合には、復路部の、連通孔より熱媒液タンク側の部分に、熱媒液の流れに抵抗を付与する抵抗付与装置を設ければ、空気の侵入を防止することができる。抵抗付与装置は、抵抗付与状態が可変の可変抵抗付与装置とすることが望ましい。

以下、本発明のいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は下記実施例および上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１に示す太陽熱利用システムは、太陽熱集熱装置１０、給湯装置１２、床暖房装置１４を含む。本太陽熱利用システムにおいては、熱媒液タンク２０が設けられ、熱媒液タンク２０内の熱媒液が、太陽熱集熱装置１０の集熱器２４内を流れさせられて太陽熱によって温められるとともに、給湯装置１２の貯湯タンク２６内を流れさせられて貯湯タンク２６内の湯を温め、また、床暖房装置１４の暖房床２８内を流れさせられて暖房床２８を温めるようにされている。そのため、集熱器２４，貯湯タンク２６および暖房床２８のそれぞれについて循環ポンプが設けられている。

熱媒液タンク２０内には熱媒液が収容されるとともに、その上部に空気が充満した空間が存在し、その空間が大気と連通させられている。集熱器２４は、高所、ここでは家屋の屋根に配設されている。太陽熱集熱装置１０は、１つまたは複数の集熱器を備えるものとすることができる。集熱器２４の原理構造は既に知られているため、簡単に説明する。集熱器２４は管状を成す部分を有し、その内部に熱媒液（本実施例においては水）が満たされており、その熱媒液は太陽光によって温められ、太陽熱が集熱される。集熱器２４は、その一端部がパイプ３０によって熱媒液タンク２０の底部に接続され、他端部がパイプ３２によって熱媒液タンク２０の中間部に接続されている。パイプ３０，３２はいずれも、熱媒液タンク２０の熱媒液内に開口させられている。パイプ３０の途中に集熱器循環ポンプ３４が設けられ、パイプ３２の途中には、図示しない熱媒液温センサが設けられている。集熱器循環ポンプ３４は、本実施例においては、停止状態において熱媒液の逆流を許容する形式のポンプの一種であるうず巻ポンプとされている。

床暖房装置１４は、受熱器の一例としての暖房床２８と、図示を省略する断熱層とを備えて床板の下に配設されており、暖房床２８は、蓄熱・放熱体としてのコンクリート層４０とその内部に配設された給熱管４２とを備えている。給熱管４２の両端部はそれぞれ、パイプ４４，４６によって熱媒液タンク２０に接続されている。パイプ４４，４６はそれぞれ熱媒液タンク２０の中間部と下部とに接続されている。パイプ４４の途中に暖房床循環ポンプ４８が設けられている。また、床下温度は、コンクリート層４０内に設けられた床下温センサ（図示省略）により検出される。

熱媒液タンク２０には、パイプ５０，５２によりボイラ５４が接続されており、パイプ５０の途中には、ボイラ循環ポンプ５６が取り付けられている。ボイラ５４によって熱媒液タンク２０内の熱媒液が温められる。

貯湯タンク２６内の水は熱交換器６０において熱媒液により温められて湯とされる。湯は浴室，洗面所，台所等に供給される。熱交換器６０は、貯湯タンク２６の下部に設けられており、熱交換路としての金属管６２を備えている。金属管６２の両端部はそれぞれパイプ６４，６６によって熱媒液タンク２０の中間部に接続されている。パイプ６４の途中には、貯湯タンク循環ポンプ６８が取り付けられている。貯湯タンク２６内の湯の温度は、湯温センサ（図示省略）により検出される。

貯湯タンク２６には、パイプ７０，７２が接続されている。パイプ７０の一端部は貯湯タンク２６に接続され、他端部は減圧弁７４を経て水道管に接続されている。パイプ７２は途中で分岐させられ、分岐させられた一方のパイプ７６はボイラ７８を経て蛇口８０に接続され、他方のパイプ８２の途中にはバルブ８４が設けられている。貯湯タンク２６の湯は、必要に応じてボイラ７８により加熱された上で蛇口８０に供給され、また、必要に応じてバルブ８４が開かれることにより浴槽に供給される。

本太陽熱利用システムにおいては、熱媒液の循環系が３つ形成されている。１つは、集熱器２４，パイプ３０，３２，熱媒液タンク２０を含む第１循環路９０と、給熱管４２，パイプ４４，４６を含む第２循環路９２とにより構成される循環系であり、第１循環路９０と第２循環路９２とにそれぞれ集熱器循環ポンプ３４と暖房床循環ポンプ４８とを備えている。別の１つは、上記第１循環路９０と、金属管６２を含む熱交換器６０，熱媒液タンク２０，パイプ６４，６６を含む第３循環路９４とにより構成される循環系であり、第１循環路９０と第３循環路９４とにそれぞれ集熱器循環ポンプ３４と貯湯タンク循環ポンプ６８とを備えている。さらに別の１つは、上記第２循環路９２と、ボイラ５４，熱媒液タンク２０，パイプ５０，５２等によって形成される第４循環路９６とにより構成される循環系であり、第２循環路９２と第４循環路９６とにそれぞれ暖房床循環ポンプ４８とボイラ循環ポンプ５６とを備えている。

循環路９２〜９６を構成するパイプはいずれも、熱媒液タンク２０の熱媒液が満たされた部分に接続されており、循環路９２〜９６自体は大気に開放されない閉回路であるが、熱媒液タンク２０はその上部が大気に連通させられており、その点で循環路９２〜９６の一部が大気に開放されていると言うことができる。また、第１循環路９０は、以下に述べるように、その一部に連通孔が設けられることにより、大気に開放されている。

集熱器２４と熱媒液タンク２０とを接続するパイプ３２は、集熱器２４から熱媒液タンク２０への復路部１００を構成し、熱媒液タンク２０と集熱器２４とを接続するパイプ３０は往路部１０２を構成している。復路部１００の、集熱器２４の下端より下方であり、集熱器循環ポンプ３４の停止に伴って集熱器２４内の熱媒液のすべてと、パイプ３０，３２内の大半の熱媒液とが熱媒液タンク２０に戻った状態における熱媒液タンク２０内の熱媒液のレベルより高い位置に、図２に示すように、復路部１００の内部と大気とを連通させる連通孔１１０が設けられている。

本実施例では、前述のように、パイプ３０，３２はいずれも熱媒液タンク２０の熱媒液が満たされた部分に接続されることにより、熱媒液が第１循環路９０（以下、循環路９０と略称する。）を循環する際に発生する騒音が抑制されているのであるが、そのままでは集熱器循環ポンプ３４が停止させられても、集熱器２４内の熱媒液が熱媒液タンク２０に戻らない。そこで、上記連通孔１１０が復路部１００に設けられているのである。本実施例では、復路部１００の末端部が、ゴム製のＬ字形を成す管継手であるエルボ１１２と、エルボ１１２の下端部に嵌合されたパイプ１１４とにより構成されている。パイプ１１４は、本実施例では金属製とされているが、硬質樹脂製でもよい。エルボ１１２の上下方向に延びる部分に、上記連通孔１１０が形成されている。エルボ１１２は、その上端部が、熱媒液タンク２０の側壁部１１６を貫通して設けられたパイプ１１８の外側に嵌合された状態で固定されている。なお、パイプ１１８はパイプ３２の一部を構成している。パイプ１１４の下端部は、熱媒液タンク２０内の熱媒液のレベルが最低になった状態でも、そのレベルより高くはならない位置において、支持部材１２０により熱媒液タンク２０に固定されている。本実施例では、パイプ１１４は支持部材１２０に溶接によって固定されているが、エルボ１１２にホースバンド等適宜の固定手段によって固定されてもよい。支持部材１２０は、熱媒液タンク２０の側壁部１１６から水平な姿勢で延び出た板状の部材であり、熱媒液タンク２０内の熱媒液に渦が生じても、熱媒液タンク２０の底部に接続された循環ポンプ（例えば暖房床循環ポンプ４８）が空気を吸い込まないようにする機能も果たす。

連通孔１１０は、復路部１００の熱媒液タンク２０の真上に位置する部分に形成されているため、もし熱媒液が連通孔１１０から外部へ流出しても、その熱媒液は熱媒液タンク２０に受けられる。また、連通孔１１０の出口には案内部１２２が設けられ、この案内部１２２によって、熱媒液が下向きに流出し、エルボ１１２およびパイプ１１４の外面に沿って流れるように導かれる。案内部１２２は、エルボ１１２の外周面に固定された部分円筒状の部材であり、連通孔１１０に連通するとともに下向きに延び、下端において外部に開口する案内孔１２４が形成されている。案内部１２２は、ゴムによりエルボ１１２と一体に形成することも可能であるが、本実施例においては、金属製あるいは合成樹脂製とされ、市販のエルボ１１２に連通孔１１０を形成した後、その連通孔１１０の開口を覆う状態で、接着等の固定手段により固定されたものである。

本実施例では、復路部１００の、連通孔１１０より熱媒液タンク２０側の部分に、熱媒液の流れに抵抗を付与する抵抗付与装置１３０が配設されている。図６に参考例として示すように、復路部１００に連通孔１３１を設けるのみでは、集熱器循環ポンプ３４の運転中に連通孔１３１の周辺が負圧となり、空気が循環路９０を経て熱媒液タンク２０内に侵入する場合がある。この空気は熱媒液タンク２０内で気泡となり、循環ポンプ３４，４８，５６，６８内に吸入されてそれらの空転や異音発生の原因となる恐れがある。このような事態の発生を回避するために、抵抗付与装置１３０が配設されているのである。

抵抗付与装置１３０は、エルボ１１２内において、連通孔１１０より下方の部分に設けられた円環部材１３２を主体とするものである。本実施例では、円環部材１３２は金属製の円板に孔１３４が形成されたものであり、エルボ１１２の内側に嵌合され、パイプ１１４の上端面に支持される。孔１３４は、熱媒液の流れ（図２に矢印で示す方向）に必要かつ十分な抵抗を付与し得る大きさで形成されている。孔１３４の直径が種々に異なる円環部材１３２が複数種類準備され、状況に応じて交換される。本実施例においては、それら複数種類の交換可能な円環部材１３２が、抵抗付与状態が可変の可変抵抗付与装置を構成しているのである。このように抵抗付与装置１３０を設ければ、連通孔１１０の周辺が大気圧となるように熱媒液の流れに抵抗を付与することができ、集熱器循環ポンプ３４の運転中に連通孔１１０から空気が侵入することを防止できる。

以上のように、案内部１２２および抵抗付与装置１３０が設けられているのは、太陽熱利用システムが、個々の住宅等設置対象の事情に合わせて、具体的な構成を種々に変更する必要があるからである。経験を積んだ設計者であれば、個々の設置対象に合わせて設計した太陽熱利用システムのどの位置にどの大きさで連通孔１１０を形成すれば、復路部１００内の熱媒液が外部に漏れることも、外部から空気が吸い込まれることもないようにできるかが判る。その場合は、案内部１２２も抵抗付与装置１３０も設けない設計とすることができる。しかし、ときには連通孔の位置や大きさが不適切な設計になることもあり、また、経年変化により不適切になることもある。それに対処するために、案内部１２２および抵抗付与装置１３０が予め設けられているのである。

本太陽熱利用システムは、コンピュータを主体とする制御装置により制御される。ポンプ３４，４８，５６，６８は、図示を省略する駆動回路を介してコンピュータにより制御される。このコンピュータにおいて使用者がモード選択を行うことにより、ソーラ暖房およびソーラ給湯が、床下の温度，貯湯タンク内の湯の温度，それら温度と熱媒液の温度との差等に基づいて制御される。例えば、ソーラ暖房とソーラ給湯との両方の実行時には、集熱器循環ポンプ３４，暖房床循環ポンプ４８および貯湯タンク循環ポンプ６８が同時に作動させられる。暖房床循環ポンプ４８と貯湯タンク循環ポンプ６８とは設定時間ずつ交互に作動させられるようにしてもよい。あるいはポンプ４８，６８の回転速度を異ならせてもよい。

これらポンプ３４，４８，６８等の作動により、熱媒液が集熱器２４と熱媒液タンク２０との間、貯湯タンク２６と熱媒液タンク２０との間および暖房床２８と熱媒液タンク２０との間においてそれぞれ循環させられる。それによって、集熱器２４において温められた熱媒液が熱媒液タンク２０に供給され、そこからパイプ４４によって暖房床２８の給熱管４２に供給されて暖房床２８を温め、また、パイプ６４によって熱交換器６０の金属管６２に供給されて貯湯タンク２６内の水ないし湯を温める。貯湯タンク２６および暖房床２８により受熱されて熱媒液タンク２０に戻された熱媒液は集熱器２４へ戻され、太陽熱により温められる。

本太陽熱利用システムにおいては、集熱器循環ポンプ３４の作動が停止させられれば、外部の空気が連通孔１１０を経て復路部１００内に流入する。その結果、復路部１００内の連通孔１１０より下方の熱媒液が熱媒液タンク２０へ流下するとともに、空気が復路部１００を上方へ移動し、集熱器２４内の熱媒液が、往路部１０２を強制循環時とは逆向きに移動して熱媒液タンク２０に戻される。集熱器循環ポンプ３４の非作動状態において、集熱器２４全体および第１循環路９０の熱媒液タンク２０内における熱媒液のレベルより高い部分には熱媒液がなく、空気で満たされた状態が得られるのであり、不凍液を使用しなくても集熱器２４および第１循環路９０内の熱媒液の凍結を防止できる。

なお、パイプ３０，３２は、保温材により覆うことによって凍結を防止でき、その場合は、ポンプ３４の停止時に、パイプ３０，３２内の熱媒液が抜けることは不可欠ではない。また、パイプ３０，３２は、それらの一部が地下に埋設されるようにしてもよい。さらに、連通孔は、復路部１００の、集熱器２４の下端より下方の部分であり、集熱器循環ポンプ３４の停止に伴って少なくとも集熱器２４内の熱媒液のすべてが熱媒液タンク２０に戻った状態における熱媒液タンク２０内の熱媒液のレベルより高い位置であれば、上記実施例とは異なる位置に設けてもよい。

集熱器循環ポンプ３４の停止状態においては連通孔から復路部１００への大気の流入を許容する一方、集熱器循環ポンプ３４の運転中には連通孔を経て、外部から空気が侵入することおよび内部から熱媒液が漏れることを防止する液漏れ等防止装置を復路部１００に設けることも可能である。
その一例は図３に示す逆止弁２１０である。復路部１００を構成するパイプ３２には連通孔２００が形成されており、その連通孔２００に連通して概して円筒状を成す弁本体２１２が固定されている。弁本体２１２は、製造の都合上、複数の部材により構成されている。弁本体２１２内には弁座２１４が形成され、その弁座２１４に着座，離間可能な弁子としてのボール２１６が設けられ、ばね部材２１８により弁座２１４に向かって付勢されている。これら弁本体２１２，ボール２１４およびばね部材２１８により逆止弁２１０が構成されているのであり、外部から復路部１００内に向かう向きの流体の流れは許容され、逆向きの流れは阻止される。したがって、集熱器循環ポンプ３４の停止状態では、外部から復路部１００への空気の流入が許容される一方、集熱器循環ポンプ３４の運転状態では、外部から復路部１００への空気の侵入および復路部１００から外部への熱媒液の流出が確実に阻止される。

液漏れ等防止装置の別の一例を図４に示す。この液漏れ等防止装置は開口面積調節装置２２０により構成されている。復路部１００を構成するパイプ３２には連通孔２００が形成され、その連通孔２００に連通して円筒状の装置本体２２２が設けられている。装置本体２２２の外部への開口近傍には、雌ねじ穴２２４が形成され、その雌ねじ穴２２４に開口面積変更部材としてのボルト２２６が螺合されている。装置本体２２２の内周面からのボルト２２６の突出量を変更することにより、連通孔２００の実質的な開口面積を変えることができ、集熱器循環ポンプ３４の停止状態では、外部から復路部１００への空気の流入が許容される一方、集熱器循環ポンプ３４の運転状態では、外部から復路部１００への空気の侵入および復路部１００から外部への熱媒液の流出が確実に阻止されるようにすることができる。調節後は、ロックナット２２８によりボルト２２６が装置本体２２２に固定される。

開口面積調節装置の別の一例を図５に示す。復路部１００を構成するパイプ３２の外側に円筒状の装置本体２３０が液密に固定されている。装置本体２３０の外周面には、断面形状が矩形を成す浅い円環状の保持溝２３２が形成され、その保持溝２３２に開口面積変更部材としての摺動部材２３４が嵌合されている。摺動部材２３４は、内径が保持溝２３２の底面の直径よりやや小さい円筒部材の周方向の１個所に軸方向に延びる割り溝が形成されて、横断面形状がＣ字形とされたものであり、弾性的に拡径された状態で装置本体２３０に取り付けられ、取り付け後は内周面が保持溝２３２の底面に弾性的に密着している。パイプ３２および装置本体２３０には連通孔２３６が形成される一方、摺動部材２３４には開口２３８が形成されている。この開口２３８は、連通孔２３６の開口部のと同一の形状、寸法を有するが、摺動部材２３４に設けられた操作部２４０を把持して回動操作されることにより、連通孔２３６の開口部と開口２３８との重なり量が変化し、連通孔２３６の実質的な開口面積が変わる。装置本体２３０と摺動部材２３４とにより開口面積調節装置２４２が構成されているのである。なお、連通孔２３６の開口部と開口２３８とは円形とすることも可能であるが、装置本体２３０の周方向に長い長穴とする方が、開口面積の調節が容易である。

本発明の一実施例である太陽熱利用システムの系統図である。上記太陽熱利用システムの循環路の、集熱器から熱媒液タンクへの復路部の一部を示す側面断面図である。本発明の別の実施例である太陽熱利用システムの循環路の、集熱器から熱媒液タンクへの復路部の一部を示す側面断面図である。本発明のさらに別の実施例である太陽熱利用システムの循環路の、集熱器から熱媒液タンクへの復路部の一部を示す側面断面図である。本発明のさらに別の実施例である太陽熱利用システムの循環路の、集熱器から熱媒液タンクへの復路部の一部を示す側面断面図である。本発明を説明するための参考例を示す図２に相当する図である。

符号の説明

１０：太陽熱集熱装置２０：熱媒液タンク２４：集熱器３０，３２：パイプ３４：集熱器循環ポンプ９０：第１循環路１００：復路部１１０：連通孔１２２：案内部１３０：抵抗付与装置２００：連通孔２１０：逆止弁２２０：開口面積調節装置２２２：装置本体２２６：ボルト２３０：装置本体２３４：摺動部材２３６：連通孔２３８：開口２４２：開口面積調節装置

Claims

太陽熱を集熱する集熱器と、大気圧下で熱媒液を貯留する熱媒液タンクと、その熱媒液タンクの液面より下の部分から前記集熱器を経て熱媒液タンクの液面より下の部分に帰る循環路と、前記熱媒液タンク内の熱媒液を前記集熱器に送ることにより前記循環路に前記熱媒液の循環を生じさせる循環ポンプとを含む太陽熱利用システムにおいて、
前記循環路の前記集熱器から前記熱媒液タンクへの復路部のうち前記熱媒液タンク内に位置する部分であって、少なくとも前記集熱器内の熱媒液のすべてが前記熱媒液タンクに戻った状態におけるその熱媒液タンク内の熱媒液のレベルより高い部位に、前記循環ポンプの停止に伴って熱媒液タンク内の空気の復路部への流入を許容する連通孔を設けるとともに、前記循環路をその連通孔以外においては大気に連通しないものとしたことを特徴とする太陽熱利用システム。
前記連通孔の位置と大きさとが、前記循環ポンプの運転中においては、前記熱媒液タンク内の空気の前記復路部への流入を許容せず、復路部から前記熱媒液タンク内への前記熱媒液の漏れを許容する一方、循環ポンプの停止状態においては、熱媒液タンク内の空気の復路部内への流入を許容するという条件を満たすように決定された請求項１に記載の太陽熱利用システム。
前記連通孔の位置と大きさとが、前記循環ポンプの運転中においては、前記熱媒液タンク内の空気の前記復路部への流入も前記熱媒液の復路部から熱媒液タンク内への漏れも許容せず、循環ポンプの停止状態においては、復路部内への空気の流入を許容するという条件を満たすように決定された請求項１に記載の太陽熱利用システム。
前記連通孔に、開口面積を調節する開口面積調節装置が設けられた請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽熱利用システム。
前記連通孔に、外部から前記復路部内に向かう向きの流体の流れは許容し、逆向きの流れは阻止する逆止弁が設けられた請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽熱利用システム。
前記復路部の、前記連通孔より前記熱媒液タンク側の部分に、前記熱媒液の流れに抵抗を付与する抵抗付与装置が設けられた請求項１ないし５のいずれかに記載の太陽熱利用システム。
前記抵抗付与装置が、抵抗付与状態が可変の可変抵抗付与装置である請求項６に記載の太陽熱利用システム。