JPH0615273Y2 - 太陽熱集熱回路 - Google Patents
太陽熱集熱回路Info
- Publication number
- JPH0615273Y2 JPH0615273Y2 JP1987001338U JP133887U JPH0615273Y2 JP H0615273 Y2 JPH0615273 Y2 JP H0615273Y2 JP 1987001338 U JP1987001338 U JP 1987001338U JP 133887 U JP133887 U JP 133887U JP H0615273 Y2 JPH0615273 Y2 JP H0615273Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- storage tank
- heat medium
- pipe
- circulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、集熱器で収集した太陽熱を蓄熱タンク内の貯
留水に放熱するのに好適な太陽熱集熱回路に関する。
留水に放熱するのに好適な太陽熱集熱回路に関する。
〔従来の技術〕 第３図は従来の太陽熱集熱回路を示したもので、循環回
路は、熱媒が開放形熱媒貯留タンク１底部より循環ポン
プ２を介して配管３により集熱器５に流入する往路側
と、熱媒が集熱器５から配管６を通って熱交換器８に流
入し、該熱交換器８から配管９により熱媒貯留タンク１
底部に流入する復路側とからなる。熱交換器８を下部に
内装した蓄熱タンク１０には、底部近傍に給水管１１
が、上面に自動空気抜弁１２を設けた給湯管１３がそれ
ぞれ取付けられており、蓄熱タンク１０の外側には保温
材１５が取付けられている。また集熱制御は、差温サー
モスイッチ１６と、集熱器５および蓄熱タンク１０にそ
れぞれ取付けられた温度センサ１８Ａ，１８Ｂとにより
行なわれている。
路は、熱媒が開放形熱媒貯留タンク１底部より循環ポン
プ２を介して配管３により集熱器５に流入する往路側
と、熱媒が集熱器５から配管６を通って熱交換器８に流
入し、該熱交換器８から配管９により熱媒貯留タンク１
底部に流入する復路側とからなる。熱交換器８を下部に
内装した蓄熱タンク１０には、底部近傍に給水管１１
が、上面に自動空気抜弁１２を設けた給湯管１３がそれ
ぞれ取付けられており、蓄熱タンク１０の外側には保温
材１５が取付けられている。また集熱制御は、差温サー
モスイッチ１６と、集熱器５および蓄熱タンク１０にそ
れぞれ取付けられた温度センサ１８Ａ，１８Ｂとにより
行なわれている。
上記従来技術によれば、循環回路が熱媒貯留タンク１を
介して密閉回路になっているので、夜間集熱器５が冷却
されたとき、集熱器５側の熱媒の密度が熱交換器８側の
熱媒の密度より大きくなり配管３を逆流する形で熱媒が
循環する。
介して密閉回路になっているので、夜間集熱器５が冷却
されたとき、集熱器５側の熱媒の密度が熱交換器８側の
熱媒の密度より大きくなり配管３を逆流する形で熱媒が
循環する。
このように、循環回路の熱媒の密度差（温度差）によっ
て生じる循環力を自然循環水頭と呼び、その力で循環す
る現象を自然循環と称している。
て生じる循環力を自然循環水頭と呼び、その力で循環す
る現象を自然循環と称している。
この自然循環の原理を第４図によって説明する。同図に
示すように、Ｕ字管２１を水槽２２に連結してバーナ２
３でＵ字管２１のＡ部を加熱すると、Ａ部の水温が上昇
して密度が小さくなる。これによって、温水がＵ字管２
１を上昇して水槽２２内に流入する。一方、Ｕ字管２１
のＢ部の水温はＡ部より低いため、Ａ部とＢ部間に密度
差が生じてＢ部の水は下降する。以下、サーモサイフォ
ンシステムにより、水は動力を使用することなく、循環
が行なわれ、水槽２２内温度はある一定温度まで上昇を
続ける。なお、自然循環形太陽熱温水器の自然循環水頭
は次式にて表わされる。
示すように、Ｕ字管２１を水槽２２に連結してバーナ２
３でＵ字管２１のＡ部を加熱すると、Ａ部の水温が上昇
して密度が小さくなる。これによって、温水がＵ字管２
１を上昇して水槽２２内に流入する。一方、Ｕ字管２１
のＢ部の水温はＡ部より低いため、Ａ部とＢ部間に密度
差が生じてＢ部の水は下降する。以下、サーモサイフォ
ンシステムにより、水は動力を使用することなく、循環
が行なわれ、水槽２２内温度はある一定温度まで上昇を
続ける。なお、自然循環形太陽熱温水器の自然循環水頭
は次式にて表わされる。
ｈｐ＝ｈ｜ρ（Ｔ２）−ρ（Ｔ１）｜ ここに ｈｐ…自然循環水頭 ｈ…循環回路の高さ（ｍ） ρ（Ｔ）…温度Ｔのときの熱媒の比重 Ｔ１…集熱器から熱媒貯留タンクの方に流れる
熱媒の平均温度（゜C） Ｔ２…熱媒貯留タンクから集熱器の方に流れる
熱媒の平均温度（゜C） ところで、上記自然循環の原理は、第３図において、集
熱器５および配管３，６に熱媒が満たされているときに
適用される。集熱終了時、保温されている配管３，６に
比べて集熱器５は大気に向って設置されているため早く
冷却される。集熱器５内の熱媒が冷却されると、循環回
路左側の集熱器５、配管３の熱媒と右側の配管６、熱交
換器６の熱媒とに密度の差が生じ、つり合いを保つため
に熱媒が移動しようとする。そして、矢印Ａの方向に左
右の熱媒の密度がつり合うまで自然循環する。このとき
蓄熱タンク１０内の熱交換器８より水位ｌまでは、熱が
集熱器５に運ばれて放熱される（水位ｌ以上にある水は
伝導でしか熱移動されないから、ほとんど放熱されな
い）。このように自然循環によって蓄熱タンク１０内に
蓄熱された熱が大気中に放熱されるので、熱量の損失が
大きくなるという問題があった。
熱媒の平均温度（゜C） Ｔ２…熱媒貯留タンクから集熱器の方に流れる
熱媒の平均温度（゜C） ところで、上記自然循環の原理は、第３図において、集
熱器５および配管３，６に熱媒が満たされているときに
適用される。集熱終了時、保温されている配管３，６に
比べて集熱器５は大気に向って設置されているため早く
冷却される。集熱器５内の熱媒が冷却されると、循環回
路左側の集熱器５、配管３の熱媒と右側の配管６、熱交
換器６の熱媒とに密度の差が生じ、つり合いを保つため
に熱媒が移動しようとする。そして、矢印Ａの方向に左
右の熱媒の密度がつり合うまで自然循環する。このとき
蓄熱タンク１０内の熱交換器８より水位ｌまでは、熱が
集熱器５に運ばれて放熱される（水位ｌ以上にある水は
伝導でしか熱移動されないから、ほとんど放熱されな
い）。このように自然循環によって蓄熱タンク１０内に
蓄熱された熱が大気中に放熱されるので、熱量の損失が
大きくなるという問題があった。
上記放熱を意図的に防止するためには、集熱系配管の適
宜な箇所に逆止弁を設けることにより、熱媒の定常的な
循環流が得られるが、構造が複雑になるとともにコスト
高になるという問題があった。
宜な箇所に逆止弁を設けることにより、熱媒の定常的な
循環流が得られるが、構造が複雑になるとともにコスト
高になるという問題があった。
本考案の目的は、熱媒が回路中を逆流するのを防ぐよう
にした太陽熱集熱回路を提供するものである。
にした太陽熱集熱回路を提供するものである。
かかる目的達成のため、本考案は、太陽熱を熱媒により
収集する集熱器と、この熱媒により収集した熱を蓄熱タ
ンク内の貯留水に放熱するための熱交換器とを配管で接
続することにより循環回路を形成し、この循環回路中に
循環ポンプを介装してなる太陽熱集熱回路において、前
記蓄熱タンクの外装内の前記循環ポンプに出口側を配管
で接続する開放形熱媒貯留タンクを介装し、かつ前記熱
交換器の出口側を配管を介して前記開放形熱媒貯留タン
クの液面より上方に開放したものである。
収集する集熱器と、この熱媒により収集した熱を蓄熱タ
ンク内の貯留水に放熱するための熱交換器とを配管で接
続することにより循環回路を形成し、この循環回路中に
循環ポンプを介装してなる太陽熱集熱回路において、前
記蓄熱タンクの外装内の前記循環ポンプに出口側を配管
で接続する開放形熱媒貯留タンクを介装し、かつ前記熱
交換器の出口側を配管を介して前記開放形熱媒貯留タン
クの液面より上方に開放したものである。
上述の構成によれば、熱交換器の出口側が熱媒貯留タン
クの液面より上方に開放されており、これにより夜間等
に集熱器が冷却されて熱媒の密度が大きくなっても、熱
媒が自然循環することがない。
クの液面より上方に開放されており、これにより夜間等
に集熱器が冷却されて熱媒の密度が大きくなっても、熱
媒が自然循環することがない。
以下、本考案を第１図および第２図に示す実施例に基づ
いて説明する。第１図において、第３図に示すものと異
なる点は、開放形熱媒貯留タンク１と配管９との接続手
段であり、その他の構成は同一であり、第３図に示すも
のと同一の符号を付して説明する。
いて説明する。第１図において、第３図に示すものと異
なる点は、開放形熱媒貯留タンク１と配管９との接続手
段であり、その他の構成は同一であり、第３図に示すも
のと同一の符号を付して説明する。
太陽熱集熱回路は、蓄熱タンク１０と、この蓄熱タンク
１０を囲う外装（図示せず）内にあって熱媒を貯留する
開放形熱媒貯留タンク１と、この熱媒貯留タンク１の底
部と循環ポンプ２を介して配管３により下部が接続され
た集熱器５と、蓄熱タンク１０の下部に内装された熱交
換器８とを備えている。
１０を囲う外装（図示せず）内にあって熱媒を貯留する
開放形熱媒貯留タンク１と、この熱媒貯留タンク１の底
部と循環ポンプ２を介して配管３により下部が接続され
た集熱器５と、蓄熱タンク１０の下部に内装された熱交
換器８とを備えている。
熱交換器８の入口側８ａは集熱器５の上部に配管６によ
り接続されており、熱交換器８の出口側８ｂは熱媒貯留
タンク１の上部に配管９により接続されている。そし
て、配管９の開口部９ａは、熱媒貯留タンク１の液面よ
り上方に配設されている。すなわち、熱交換器８の出口
側８ｂは、配管９を介して熱媒貯留タンク１の液面より
上方に開放されている。
り接続されており、熱交換器８の出口側８ｂは熱媒貯留
タンク１の上部に配管９により接続されている。そし
て、配管９の開口部９ａは、熱媒貯留タンク１の液面よ
り上方に配設されている。すなわち、熱交換器８の出口
側８ｂは、配管９を介して熱媒貯留タンク１の液面より
上方に開放されている。
上記のように太陽熱集熱回路は、集熱器５と熱交換器８
とが熱媒貯留タンク１を介して配管３，６，９により接
続されて循環回路を形成している。
とが熱媒貯留タンク１を介して配管３，６，９により接
続されて循環回路を形成している。
つぎに、本考案の実施例の作用を説明する。
蓄熱タンク１０は給水管１１から流入した水で満水とな
る。集熱器５側温度と蓄熱タンク１０側温度は、温度セ
ンサ１８Ａ，１８Ｂによりそれぞれ検出され、その検出
温度により差温サーモスイッチ１６が作動し、循環ポン
プ２の駆動が制御される。すなわち、集熱器５側温度が
蓄熱タンク１０側温度より高いときは、温度センサ１８
Ａ，１８Ｂからの検出信号により差温サーモスイッチ１
６がＯＮとなり循環ポンプ２が運転されて集熱作業が行
なわれる。熱媒が循環回路に充填されていない集熱初期
においては、循環回路中の空気は、熱媒により配管９の
開口部９ａから熱媒貯留タンク１内に放出される。
る。集熱器５側温度と蓄熱タンク１０側温度は、温度セ
ンサ１８Ａ，１８Ｂによりそれぞれ検出され、その検出
温度により差温サーモスイッチ１６が作動し、循環ポン
プ２の駆動が制御される。すなわち、集熱器５側温度が
蓄熱タンク１０側温度より高いときは、温度センサ１８
Ａ，１８Ｂからの検出信号により差温サーモスイッチ１
６がＯＮとなり循環ポンプ２が運転されて集熱作業が行
なわれる。熱媒が循環回路に充填されていない集熱初期
においては、循環回路中の空気は、熱媒により配管９の
開口部９ａから熱媒貯留タンク１内に放出される。
夜間等に集熱器５に対する太陽光の照射がなくなり、集
熱器５側温度が蓄熱タンク１０側温度より低くなると、
温度センサ１８Ａ，１８Ｂからの検出信号により差温サ
ーモスイッチ１６がＯＦＦとなり、循環ポンプ２が停止
する。このとき、熱媒貯留タンク１および配管９の各液
面は、第２図に示す如き位置になり、循環回路は完全に
遮断された状態となる。そして、集熱器５が冷却されて
集熱器５側の熱媒の密度が熱交換器８側の熱媒の密度よ
り高くなり、この密度差で循環が始まろうとするとき、
密度差分だけ配管９内の水位が低下して釣り合うように
なる。この水位が循環水頭ｈｐに相当するものであり、
これにより自然循環は発生しない。
熱器５側温度が蓄熱タンク１０側温度より低くなると、
温度センサ１８Ａ，１８Ｂからの検出信号により差温サ
ーモスイッチ１６がＯＦＦとなり、循環ポンプ２が停止
する。このとき、熱媒貯留タンク１および配管９の各液
面は、第２図に示す如き位置になり、循環回路は完全に
遮断された状態となる。そして、集熱器５が冷却されて
集熱器５側の熱媒の密度が熱交換器８側の熱媒の密度よ
り高くなり、この密度差で循環が始まろうとするとき、
密度差分だけ配管９内の水位が低下して釣り合うように
なる。この水位が循環水頭ｈｐに相当するものであり、
これにより自然循環は発生しない。
上述のとおり、本考案によれば、夜間等に集熱器が冷却
され、集熱器側の熱媒の密度が大きくなっても自然循環
が発生しないので、蓄熱タンク内に蓄熱した熱が大気中
に放熱されることがなく、この結果、熱量の損失がなく
なり、見かけ上の熱効率を向上させることができる。ま
た、集熱器で集熱した熱媒は集熱器から直接蓄熱タンク
内の熱交換器に流入するよう構成されているので、熱効
率上好ましいものとすることができる。
され、集熱器側の熱媒の密度が大きくなっても自然循環
が発生しないので、蓄熱タンク内に蓄熱した熱が大気中
に放熱されることがなく、この結果、熱量の損失がなく
なり、見かけ上の熱効率を向上させることができる。ま
た、集熱器で集熱した熱媒は集熱器から直接蓄熱タンク
内の熱交換器に流入するよう構成されているので、熱効
率上好ましいものとすることができる。
第１図は本考案に係る太陽熱集熱回路のシステム図、第
２図は第１図に示すものの開放形熱媒貯留タンク部の拡
大図、第３図は従来例に係る太陽熱集熱回路のシステム
図、第４図は自然循環の原理を示す説明図である。 １……開放形熱媒貯留タンク、２……循環ポンプ、 ３，６，９……配管、８……熱交換器、 ８ｂ……出口側、１０……蓄熱タンク。
２図は第１図に示すものの開放形熱媒貯留タンク部の拡
大図、第３図は従来例に係る太陽熱集熱回路のシステム
図、第４図は自然循環の原理を示す説明図である。 １……開放形熱媒貯留タンク、２……循環ポンプ、 ３，６，９……配管、８……熱交換器、 ８ｂ……出口側、１０……蓄熱タンク。
Claims (1)
- 【請求項１】太陽熱を熱媒により集熱する集熱器と、こ
の熱媒により収集した熱を蓄熱タンク内の貯留水に放熱
するための熱交換器とを配管で接続することにより循環
回路を形成し、この循環回路中に循環ポンプを設置して
なる太陽熱集熱回路において、前記蓄熱タンクの外装内
に前記循環ポンプに出口側を配管を介して接続する開放
型熱媒貯留タンクを介装し、かつ前記熱交換器の出口側
を配管を介して前記開放型熱媒貯留タンクの液面より上
方に開放したことを特徴とする太陽熱集熱回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987001338U JPH0615273Y2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 太陽熱集熱回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987001338U JPH0615273Y2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 太陽熱集熱回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110858U JPS63110858U (ja) | 1988-07-16 |
| JPH0615273Y2 true JPH0615273Y2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=30779153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987001338U Expired - Lifetime JPH0615273Y2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 太陽熱集熱回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615273Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5756128U (ja) * | 1980-09-18 | 1982-04-01 | ||
| JPS6037770U (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-15 | 京セラ株式会社 | 太陽熱集熱回路 |
| JPS60135570U (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-09 | 松下電工株式会社 | 貯湯槽 |
-
1987
- 1987-01-08 JP JP1987001338U patent/JPH0615273Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63110858U (ja) | 1988-07-16 |
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