JPS5854A - 太陽熱利用蓄熱方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱利用蓄熱方法および装置に関し、さらに
詳しくは太陽熱利用の冷暖房給湯設備に用いる容量可変
型の蓄熱装置に関するものである。

従来、この種の蓄熱装置には一槽型と多槽型があり、一
種型は立長の槽を開口を有する仕切板にて複数に分割し
、切替弁にて槽の容量を可変にするように構成されてい
る。しかし、このような構成においては、仕切られた検
量の対流や熱伝導による熱の損失が避けられず、特に高
温の蓄熱に対しては蓄熱槽の利用効率が低くなり、また
利用効率を上げるためには槽の高さを底面積に対して高
くする必要があるため、設置場所が別納され、床荷重も
大きくならざるを得ないという欠点がある。

一方、多槽型蓄熱装置は、複数の蓄熱槽を熱的に独立に
設け、多槽の下部に二方弁を有する送り管を設け、これ
らを集熱器に熱媒体を送る主送り管に接続し、また多槽
の上部に二方弁を有する戻り管を設け、これらを集熱器
からの主戻り管に接続し、多槽の温度調節器によって三
方弁を制御し、多槽に順次蓄熱するものである。しかし
、このような構成においては、蓄熱された熱媒体を有効
に冷暖房給湯装置に供給するため、多槽に集熱器側配管
と同じように制御弁を設けた送り管および戻り管を設け
る必要があり、装置が複雑化し、かつ設備費が高くつく
欠点がある。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、集熱量
の少ない時でも最大限の蓄熱量を得、かつ冷暖房給湯装
置に必要な利用温度差を保持することができる方法およ
び装置を提供することにある。

本発明は、太陽熱の集熱器と蓄熱器の間に熱媒体を循環
して蓄熱するとともに、所定の温度に達した熱媒体を冷
暖房器に循環供給する方法において、集熱器の熱媒体を
第１の蓄熱器に循環させ、所定温度以上に昇温した時点
で熱媒体を第１蓄熱器から第２蓄熱器に通して循環させ
、さらに昇温した時点で熱媒体を第１、第２および第３
の蓄熱器を通して循環させ、以下、同様に集熱状況に応
じて蓄熱器に循環させる熱媒体量を変化させることを特
徴とする。

また上記方法を実施するための装置は、太陽熱で接続し
、各蓄熱槽には切替弁を有する集熱器への送り管を設け
、また集熱器と直接連結される蓄熱槽には集熱器からの
戻り管および冷暖房給湯用送り管を設け、さらに各蓄熱
槽には切替弁を有する冷暖房給湯用戻り管を設け、各蓄
熱槽の温度調節器により前記各切替弁を操作して熱媒体
の循環する蓄熱槽容量を制御するようにしたことを特徴
とする。

本発明の実施例を第１図に基いて説明する。第１図にお
いて、蓄熱槽は第１蓄熱槽１から第２蓄熱槽にまで複数
（ｎ）個に分割され、各検量は連通管３により熱媒液体
が押し出し流れになるように接続され、また多槽の下部
には集熱器８への送り管４が取付けられ、該送り管４と
主送り管５との接続個所に′は切替弁６が設けられてい
る。主送り管５は循環ポンプ７を介して集熱器８に連結
され、第１蓄熱槽１には集熱器８からの戻り管が取付け
られている。丑だ第１蓄熱槽１の上部に冷暖房給湯用２
４を介して冷暖房給湯装置用主要り管２２に接続されて
いる。さらに第１蓄熱槽１の下部には温度調節器１０，
１１、第１蓄熱槽１以外の槽には温度調節器１２が設け
られている。なお、運転時、循環ポンプ７の流量と、冷
暖房給湯装置用循環ポンプ（図示せず）の流量との間に
は、両者のポンプが同時に運転しているとき、熱媒液体
が槽上部から下部へ、または例えば第１蓄熱槽１から第
２蓄熱槽２へ移動するように適当な差が設けられている
。

上記構成において、先ず第１蓄熱槽１の温度が利用温度
差の上限より低いときは、第１４熱槽１の送り管４の切
替弁６のバイパス側を開いておく。

このとき集熱器８の受熱面日射量が増加して集熱可能に
なると、循環ポンプ７が起動し、熱媒液体は第１蓄熱槽
ｌの送り管４、切替弁６、主送り管５を循環して集熱器
８に到り、ここで加熱された後、戻り管９を経由して第
１蓄熱槽１に戻り、第１蓄熱槽１の温度を上昇させる。

次に蓄熱量が十分にあり、蓄熱槽温度が上昇して利用温
度差の上限温度θＨを超えたとき、温度調節器１０によ
り、第２蓄熱槽２の送り管４の切替弁６のバイパス側を
開き、第１蓄熱槽ｌの送り管４の切替弁６のバイパス側
を閉じる。このとき熱媒体液は、第１４熱槽１から連通
管３を経由して第２蓄熱槽２に流れ、第２蓄熱槽２の送
り管４、切替弁６（ｉ７経由して集熱器８に循環され、
加熱された後、戻り管９を経由して第一蓄熱槽ｌに戻り
、成層押し出し流れを形成する。

熱媒液体が第２蓄熱槽２を経由すると、第２蓄熱槽２の
低い温度の湯水が第１蓄熱槽ｌに流入するため、一定の
時間が経過すると第１蓄熱槽ｌの温度が降下する。この
温度θＬ　が温度調節器１１の設定温度より低くなった
時には、再び第１蓄熱槽１の切替弁６のバイパスを開き
、第２蓄熱槽２の°切替弁６のバイパスを閉じて熱媒液
体が第１蓄熱１ｉＢを循環するようにし、第１蓄熱槽１
の蓄熱を行なう。このとき第２蓄熱槽２には第１蓄熱槽
ｌで蓄熱された熱媒液体が移動してくる。

さらに時間が経過して第１蓄熱槽ｌの温度が上昇し、温
度調節器ｌＯが利用温度差の上限温度θＨを超えた時に
は、第３蓄熱槽の切替弁６を開き、第１蓄熱槽ｌの切替
弁６を閉じる。

順次、上記のような操作を繰り返すことにより、湾熱量
に応じて蓄熱槽の容量を変化させ、一定の利用温度差を
保持することができる。

一方、冷暖房給湯装置側の操作としては、集熱！　１１
１１１の循環ポンプ７と冷暖房給湯装置用循環ポンプと
が同時に運転されているときには、両者の切替弁につい
て同じ動作をさせ、冷房給湯装置がらの戻りの熱媒液体
を集熱器８に循環させ、常に低温の熱媒液体を集熱器８
に送ることによって集熱効率を上げる。一方、集熱が終
わり、循環ポンプ７が停止され、冷暖房給湯装置の循環
ポンプが運転されているときには、温度調節器１２によ
り蓄熱槽温度を検出し、その温度が利用温度差の下限以
上である蓄熱槽の内、第１蓄熱槽からみて最遠の蓄熱槽
の切替弁２３のパイ・ぐスを開き、他の蓄県槽の切替弁
のバイパスは閉じる。これにより蓄′熱された蓄熱槽の
熱媒液体を有効に冷暖房給湯装置に循環させることがで
きる。

上記実施例によれば、日射量が少い時など蓄熱量の少い
時には蓄熱槽を限定して使用するため、蓄熱損失が少な
くなり、効率のよい運転を行なうことができる。従って
特に高温水を蓄熱する必要のある冷房運転時には有効で
ある。

なお、前記実施例においては、各蓄熱槽を独立させ、こ
れらを連通管を介して接続した例について説明したが、
蓄熱槽としては一槽の中に改良もぐりぜきを設けて分割
した槽を用いてもよい。

例によれば、蓄熱槽の設置面積を小さくシ、かつ設備費
を低減することができる。なお前記実施例では槽の切替
えに三方切替弁を用いたが、これは各種の集熱器への送
り管および冷暖房給湯装置の戻り管にそれぞれ二丈弁を
取付けても同様である。

以上、本発明によれば、蓄熱量の変化に合わせて蓄熱槽
容量を可変にし、受熱面の日射量の少ないときでも、冷
暖房給湯装置の利用温度差を大きくとることができ、従
って太湯熱依存率を一段と増大し、燃料を節約すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す装置系締固である。 １・・第１蓄熱槽、　　　２・・・第２蓄熱槽、３・・
・連通管、　　　　　　４・・・送り管、５・・主送り
管、　　　　６・・・切替弁、７・・・循環ポンプ、　
　　８・・・集熱器、９・・・戻り管、　　　　　１０
　、１１　、１２・・・温度調節器、２１　・送り管、
　　　　２２・・主戻り管、ｚ３・・・戻り管、　　　
　　２４・・・切替弁、ｎ・・・第ｎ蓄熱槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ・′１）太陽熱の集熱器と蓄熱器の間に熱媒体を循環し
   て蓄熱するとともに、所定の温度に達した熱媒体を冷暖
   房器に循環供給する方法において、集に熱器の熱媒体を
   第１の蓄熱器に循環させ、所定温点で熱媒体を第１．第
   ２および第３の蓄熱器を通して循環させ、以下、同様に
   集熱状況に応じて蓄熱器に循環させる熱媒体量を変化さ
   せることを特徴とする太陽熱利用蓄熱方法。 （２）太陽熱の集熱器に連結された複数の蓄熱槽を有す
   る太陽熱利用蓄熱装置において、複数の蓄熱槽を連通管
   で接続し、各蓄熱槽には切替弁を有する集熱器への送り
   管を設け、また集熱器と直接連結される蓄熱槽には集熱
   器からの戻シ管および冷暖房給湯用送り管を設け、さら
   に各蓄熱槽には切替弁を有する冷暖房給湯用戻り管を設
   け、各蓄熱槽の温度調節器により前記各切替弁を操作し
   て熱媒体の循環する蓄熱槽容量を制御するようにし