JP6243723B2 - 蓄熱システム - Google Patents
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Description
(回路構成について)
はじめに、本発明の実施の形態に係る貯湯システムの回路構成について説明する。図1を参照して、本実施の形態に係る貯湯システムは、太陽熱集熱器により集熱される太陽熱と、地中熱採熱器により採熱される地中熱とを、それぞれ独立した熱源として併用可能である。したがって、貯湯システムは、太陽熱集熱器としてのソーラーパネル1a,1b,1cと、地中熱採熱器としてのボアホール2と、熱回収タンクとしての貯湯タンク4a,4b,4cと、貯湯タンク4a〜4c内を通る第1循環回路10および第2循環回路20とを備えている。なお、ソーラーパネル1a〜1c、ボアホール2、および貯湯タンク4a〜4cの個数は、特に限定されるものではなく、必要な蓄熱量等に応じて定められればよい。
本実施の形態に係る貯湯システムの制御構成について説明する。図5を参照して、上述した地中熱ヒートポンプ7、循環ポンプ11,21,31、切替弁51,52、およびタンク弁53a〜53cは、蓄熱制御装置8によってその動作が制御されている。蓄熱制御装置8は、CPU(Central Processing Unit)などの演算処理装置によって実現される制御部81と、不揮発性の記憶部82と、日時を計測するクロック83とを含む。記憶部82には、本システムを動作させるためのプログラムや各種データが予め格納されている。
(日中の運転判断処理)
図6は、本実施の形態に係る貯湯システムの日中の運転判断処理を示すフローチャートである。当該処理は、クロック83から得られる時刻がたとえば7時となったときに開始される。なお、図6に示される処理は、蓄熱制御装置8の制御部81が、記憶部82に格納されたプログラムを読み出して実行することによって実現される。後に説明する図7〜図9に示される処理も同様である。
図7は、本実施の形態におけるタンク弁開閉処理を示すフローチャートである。図7を参照して、ソーラー運転中に、制御部81は、温度センサ62により検知されるタンク入口温度が、温度センサ63a〜63cが検知する貯湯温度を超えているか否かを判断する(ステップS11)。制御部81は、貯湯温度がタンク入口温度未満のタンク弁を開状態とし(ステップS12)、貯湯温度がタンク入口温度以上のタンク弁を閉状態とする(ステップS13)。ステップS11の温度判断は、所定の時間間隔で行われてもよい。
図8は、本実施の形態におけるソーラー冷却モードでの熱交換処理を示すフローチャートである。図8を参照して、制御部81は、温度センサ64により検知されるソーラー入口温度が、異常高温であるか否かを判断する(ステップS21)。異常高温としての温度は予め定められており、ここでは、たとえば80℃以上であるものとする。ソーラー入口温度が異常高温であると判断された場合(ステップS21にてYES)、分岐循環回路30を作動することによって、熱交換運転(ソーラー冷却運転)を行う(ステップS22)。具体的には、制御部81は、循環ポンプ31の駆動を開始するとともに、切替弁52の熱交換ユニット3側を開状態とする。このとき、切替弁52の地中熱ヒートポンプ7側は閉状態とされる。
図9は、本実施の形態におけるソーラー冷却モードでの熱交換処理を示すフローチャートである。図9を参照して、制御部81は、温度センサ63a〜63cにより検知される貯湯温度が、設定温度(目標温度)以上であるか否かを判断する(ステップS31)。貯湯温度が設定温度以上であると判断した場合(ステップS31にてYES)、分岐循環回路30を作動することによって、熱交換運転(ボアホール2への蓄熱運転)を行う(ステップS32)。ここで制御部81が行う処理は、図8のステップS22で行われる処理と同様である。
Claims (7)
- 太陽熱および地中熱を併用する蓄熱システムであって、
太陽熱集熱器によって集熱された太陽熱を熱源とする第1の熱媒体が循環することによって、熱回収タンクに蓄熱するための第1循環回路と、
地中熱採熱器によって採熱された地中熱を熱源とする第2の熱媒体が、地中熱ヒートポンプにより昇温されて循環することによって、前記熱回収タンクに蓄熱するための第2循環回路と、
前記第2循環回路から分岐し、前記第2の熱媒体が循環する分岐循環回路と、
前記第1循環回路を循環する前記第1の熱媒体と、前記分岐循環回路を循環する前記第2の熱媒体とを熱交換させるための熱交換ユニットと、
前記第2の熱媒体が循環する回路を、前記第2循環回路と前記分岐循環回路とのうちのいずれか一方に、選択的に切り替えるための第1の切替弁とを備える、蓄熱システム。 - 前記分岐循環回路は、前記第2循環回路のうちの、前記地中熱採熱器と前記地中熱ヒートポンプとの間の採熱回路から分岐し、前記地中熱採熱器を通過する、請求項1に記載の蓄熱システム。
- 前記熱交換ユニットは、前記第1循環回路における、前記太陽熱集熱器への還り経路に設けられる、請求項1または2に記載の蓄熱システム。
- 前記分岐循環回路内に前記第2の熱媒体を循環させるための循環ポンプと、
前記第1循環回路内に前記第1の熱媒体を循環させた状態で、前記第1の熱媒体と前記分岐循環回路内の前記第2の熱媒体とを熱交換させる熱交換運転を行うために、前記第1の切替弁および前記循環ポンプの動作を制御する制御手段とをさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載の蓄熱システム。 - 前記太陽熱集熱器への入口側における前記第1の熱媒体の温度を検知するための第1の温度センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記第1の温度センサの温度が異常高温値となった場合に、前記熱交換運転を実行することにより、前記第2の熱媒体の熱で前記第1の熱媒体を冷却する、請求項4に記載の蓄熱システム。 - 前記熱回収タンク内の被加熱媒体の温度を検知するための第2の温度センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記第2の温度センサの温度が設定温度以上となった場合に、前記熱交換運転を実行することにより、前記第1の熱媒体の熱を地中に蓄熱する、請求項4または5に記載の蓄熱システム。 - 前記熱回収タンク内を循環する回路を、前記第1循環回路と前記第2循環回路とのうちのいずれか一方に、選択的に切り替えるための第2の切替弁をさらに備える、請求項1〜6のいずれかに記載の蓄熱システム。
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