JPS5952742B2 - 集熱制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱を利用する装置あるいは給湯暖房装置等
における集熱制御装置に関し、差温制御部を機械的な機
構で代用することにより、安価で信頼性の高い装置を得
ることにある。

太陽熱利用機器等の集熱制御方式には従来、第１図に示
すような方式が用いられていた。

すなわち、１は集熱器で貯湯槽２内の熱交換器３、集熱
用ポンプ４に配管５で連結されている。

集熱器１内には温度検出用のサーミスタ６が、また、貯
湯槽２内の下部には貯湯温度検出用のサーミスタ７が設
けられている。

そしてこの両サーミスタ６゜７の抵抗値を信号として集
熱用ポンプ４の動作を制御するのが電子回路部８である
。

電子回路部８内の構成は、第２図に示しており、一般家
庭の電源９をまず１〜ランス１０により低圧にし、整流
回路１１により直流に変換し、この低圧直流電源をもっ
てして、サーミスタ６．７の抵抗値を増巾して温度に変
換し、集熱器１の温度と貯湯槽２の温度を比較する電子
主回路１２から成りたっている。

そこでこの場合の動作を説明すると、集熱器１側の温度
が貯湯槽２側の温度より約８℃以上高ければ集熱用ポン
プ４を運転し、温度差が３℃程度以下になると集熱用ポ
ンプ４を停止し、貯湯槽２からの放熱を防止しながら集
熱する。

これがいわゆる差温制御方式と呼ばれている方式である
。

しかし、この方式では第１図、２図で示すとおり、電子
主回路１２にはＩＣやＩ・ランジスタが多量に使用され
ており、制御回路がかなり複雑であり、コストも高くな
るとともに誤動作も多いという問題がありその改良を強
く望まれていた。

本発明は上記従来例の欠点を解消するもので、以下図面
にしたがい一実施例を説明する。

第３図において、集熱回路、給湯回路は第１図と同様で
あり、凍結防止のため集熱回路内に不凍液を入れた方式
となっている。

集熱器１には集熱器１内の温度を検出する集熱器用温度
検出器１３、貯湯槽２には貯湯温度を検出する貯湯槽用
温度検出器１４が各々設けられている。

また、制御器本体１５には２枚のバイメタル板１６．１
７が固定されている。

このバイメタル板１６，１７は一端を制御器本体１５よ
り突きだし端子１８．１９とし、他端には互いに対面す
るような電気接点２０．２１が一定の間隔を保って設け
られている。

さらにバイメタル板１６，１７の中間あたりに加熱用の
ヒータ２２，２３が取付けられている。

次に回路を説明すると、第４図において、集熱器ポンプ
４は電気接点２０．２１に腹側に接続されているので電
気接点２０．２１により発停制御される。

加熱ヒータ２２は集熱器用温度検出器１３と腹側に接続
されている。

また加熱ヒータ２３は貯湯槽用温度検出器１４に接続さ
れている。

そして、集熱器ポンプ４の回路と集熱器用温度検出器１
３の回路と貯湯槽用の温度検出器１４の回路はそれぞれ
並列に接続されている。

そこで次にこれらの動作を説明する。

いま集熱器１、貯湯槽２の両方とも低温で同一温度であ
るとすると、この状態が第５図である。

すなわち集熱器用温度検出器１３、貯湯槽用温度検出器
１４はそれぞれの液体が低温であるため、電気抵抗が大
きく、従って加熱ヒータ２２，２３にはほとんど電流が
流れずバイメタル板１６，１７も全く変化しないので、
すき間２４も一定の間隔が保たれ電気接点２０，２１が
ＯＦＦとなり、集熱用ポンプ４は停止している。

そして、陽が昇り集熱器１の温度が上昇してくると、集
熱器用温度検出器１３の電気抵抗が減少しはじめる。

これにともなって加熱ヒーター２２に流れる電流が多く
なり、バイメタル板１６が加熱され変化をはじめる。

集熱器用温度検出器１３と貯湯槽用温度検出器１４の温
度差がある差温以上に開くと、すき間２４は全くなくな
り電気接点２０．２１は完全に接触し集熱用ポンプ４が
始動し、集熱動作を行なう。

この状態が第６図である。

途中で陽か′かげってきたら、また第５図の状態にもど
り集熱動作を停止する。

このようにして集熱動作を続けて、貯湯槽２内の湯温が
上昇してくると貯湯槽用温度検出器１４の電気抵抗が減
少し、加熱ヒータ２３に流れる電流が増加し、バイメタ
ル板１７も加熱され変位する。

ある一定の差温以下になると、前記のすき間２４が再度
生じて集熱用ポンプ４が停止する。

この状態が第７図である。

以上の動作をくり返しバイメタル板１６，１７の変位量
は徐々に増してゆき、陽が落ちてくると集熱動作を完了
する。

なお、加熱ヒータ２２，２３の通電時に相手側のバイメ
タル板１６．１７に熱影響を与えないよう断熱性能の高
い材料で遮熱板２５を設けると、動作の信頼性が増すの
は言うまでもない。

また、本発明の実施例では集熱用ポンプの運転、停止の
制御で集熱制御を行なったが、電動弁などによって、開
閉、あるいは回路切換で集熱制御を行なう方法のもので
あっても本発明と同様の効果を得られることはもちろん
である。

さらに、本発明は太陽熱利用装置を例にして説明したが
、これにとられれるものではない。

このように本発明は集熱器と貯油槽の差温検出をバイメ
タル板で行なうものであるから、以下のような効果を有
する。

■ 従来例に比較し、大幅に部品点数の削減をはかれ、
構造簡単にして安価にできる。

■ 機械的な方式でありながら、作動部は電気接点だけ
なので、耐久性を大幅に向上できる。

■ バイメタルを加熱するヒータだけでよいので、消費
電力も極めて少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は太陽熱集熱装置のシステムを示す回路図、第２
図は同装置における従来例の制御回路図、第３図は本発
明制御装置の一実施例を示す構成図で、第４図はその電
気回路図である。 第５図〜第７図は同バイメタル板の動作を示し、第５図
は集熱停止、第６図は集熱中、第７図は集熱一時停止で
ある。 １・・・・・・集熱器（受熱器）、２・・・・・・貯湯
槽（被受熱器）、４・・・・・・集熱用ポンプ（制御器
）、１３・・・・・・集熱器用温度検出器（受熱器用温
度検出器）、１４・・・・・・貯湯槽用温度検出器（被
受熱器用温度検出器）、１６．１７・・・・・・バイメ
タル板、２０．２１・・・・・・電気接点、２２，２３
・・・・・・加熱ヒータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受熱器と、被受熱器と、これらの間に接続し、熱媒
   体の流れを制御する流路制御器とからなる装置において
   、温度により電気抵抗が変化する受熱器用温度検出器、
   および被受熱器用温度検出器と、一部に電気接点および
   加熱ヒータをそれぞれ有する一対のバイメタル板とを備
   え、流路制御器の回路に電気接点を直列接続し、この回
   路に受熱器用温度検出器へ加熱ヒータを直列接続した回
   路、および被受熱器用温度検出器へ加熱ヒータを直列接
   続した回路をそれぞれ並列接続せしめ、受熱器と被受熱
   器の温度差によりバイメタル板を変位させて流路制御器
   を制御させた集熱制御器。 ２ バイメタル板の彎曲方向を、加熱ヒータの温度」−
   昇にともない両バイメタル板とも同一方向へ変位するよ
   うに配置した特許請求の範囲第１項に記載の集熱制御装
   置。 ３ 電気接点間のすき間を、ある差温値に相当する変位
   分だけの差温幅に設定してなる特許請求の範囲第１項に
   記載の集熱制御装置。 ４ バイメタルの両顎熱ヒータ間に遮熱板を設けた特許
   請求の範囲第１項に記載の集熱制御装置。