JPS60133263A - 太陽熱集熱装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は集熱器と熱交換器との間で熱媒体を強制循環
させ、太陽熱を集熱器から熱交換器へ移送し、給湯や暖
房などに利用するとともに、熱媒体の膨張を循環路の上
部に配設した大気開放式の膨張タンクにて吸収するよう
にした太陽熱集熱装置に関する。

（ロ）　従来技術 従来、この種の太陽熱集熱装置としては、実公昭５７−
４１６４７号公報に開示されているものが知られている
が、同公報中図面に基づいてこれを要約説明すれば（第
１図ないし第３図参照）、集熱器（１１と蓄熱槽（２）
内に配設された熱交換器（３）とを集熱ポンプ（４）を
装設した集熱往管（５）と膨張タンク（６）を装設した
集熱戻り管（７）とで環状に連結し１熱媒体（８）の循
環路（９）を形成し、膨張タンク（６）に外気を挿通さ
せる冷却管（ｉｏ）を設け、集熱ポンプ（４）の停止時
に集熱器（１）で発生した蒸気を膨張タンク（６）に集
め、蒸気を冷却管ＱＯＩの表面と接触させることにより
冷却管の表面に結露させ、熱媒体（８）を膨張タンク（
６）に回収するようにしたものであり、膨張タンク（６
）が循環路（９）の一部に組み込まれているため、通常
の集熱運転時の放熱損失が太さいという欠点があった。

また、特公昭５６−２２６０号公報に開示されている太
陽熱集熱装置は第４図に示すように、膨張タンク（６）
と集熱器（１）入口近傍の集熱往管（５１とを放熱回路
（１１）で接続し、かつその放熱回路旧）の途中には集
熱往管（５）からの熱媒体（８）の分流を防止する逆止
弁０ｚを挿入したものであり、集熱ポンプ（４）が停止
した状態において、集熱器（１）が加熱された際、集熱
器（１）→膨張タンク（６）→放熱回路α１）→逆止弁
［１２）→集熱器（１１の自然放熱循環回路で高温熱媒
体を冷７′Ｉ＋　シ、熱媒体の温度過上昇にょる集熱器
（１）の破損る。ところが、このものは集熱器（１）の
出入口間の距離が長い場合、放熱回路Ｑｌｌの長さも大
きくなり、配管月料を多く必要とするととも九、万一、
逆止弁（１２１が故障した際には熱媒体の冷却が行なえ
なくなる欠点があった。

（ハ）発明の目的 この発明は上述した従来技術に鑑みてなされたものであ
り、集熱ポンプの運転中に熱媒体が膨張タンクに流れな
いようにするとともに、集熱ポンプの停止中に集熱器で
発生した蒸気を効率良く、かつ確実に凝縮させ、循環路
に回収することを目的とする。

に）発明の構成 上記の目的を達するため、この発明の太陽熱集熱装置は
集熱器と熱交換器とを集熱ポンプを装設した集熱往管と
集熱戻り管とで環状に連結し℃熱媒体の循環路を形成し
、この循環路の上部に膨張タンクを配設し、集熱器の出
口近傍の集熱戻り管に気液分離部を設け、この気液分離
部と膨張タンクとを放熱器を装設した蒸気管で接続する
とともに、気液分離部の下流側の集熱戻り管と膨張タン
クとを液管で接続し、この液管接続部下流側の集熱戻つ
管と集熱往管とを集熱器の近傍で連結管にて接続し、こ
の連結管には集熱戻り管から集熱往管へ向って熱媒体が
流れるよう逆止弁を装設した構成である。

（剖　実施例 以下、この発８Ａを図面に示す実施例につい″′Ｃ説明
する。

１第５図はこの発明の実施例装置を示すものであり、第
４図のものと共通する部分には同一符号を付して説明を
省略する。第５図では集熱器（１１の出口近傍の集熱戻
り管（７）を急峻に立下げて気液分離部０３）となし、
気液分離部側と膨張タンク（６）の上部とを放熱器０脅
を装設した蒸気管０！５１で接続する。そして、膨張タ
ンクＩｆ３＋の下部と気液分離部０３）のすぐ下流側の
集熱戻り管（７）とを液管（Ｉ６）で接続する。さらに
、この液管接続部０７）下流側の集熱戻り管（７）と集
熱往管（５）とを集熱器（１１の近傍で連結管（１８）
にて接続し、この連結管ａ８１には集熱戻つ管（７）か
ら集熱往管（５）へ向かって熱媒体（８）が流れるよう
に逆止弁Ｈが装設されている。なお、第６図は集熱器（
１）およびその周辺回路の具体的な配管例を示すもので
ある。

次に、上述した実施例装置の動作を説明する。

日中、日射のあるときに集熱ポンプ（４）を運転させる
と、熱媒体（８）が循環路（９）を循環して集熱器（１
）で集められた太陽熱を熱交換器（３）に移送し、蓄熱
槽（２）の水を加熱する。このとぎ、集熱器Ｅｌ）から
集熱戻り管（７）に入った熱媒体（８）は気液分離部Ｑ
３１→液管接続部（１７）→連結管接続部（２０１→熱
交換器（３）の順に流れ、膨張タンク（６）に流れ込む
ことがないので、折角集熱した太陽熱を大気へ放出させ
ないようにできる。勿論、熱媒体（８）の膨張は循環路
（９）を液管（１６１にて膨張タンク（６）と連通させ
であるため、膨張タンク（８）の液面が上昇することに
より吸収される。

ところで、日中停電などにより集熱ポンプ（４）が停止
した状態で集熱器（１１が加熱されると、集熱器（１）
で発生した蒸気は集熱戻り管（７）の気液分離部０で気
液分離され、蒸気管（１５）を通って膨張タンク（６）
へと進む。この際、蒸気は放熱器０４）で外気と熱交換
して冷却され、凝縮して液となって膨張タンク（６）Ｋ
回収される。そして、蒸気の発生量に見合う熱媒体が膨
張タンク（６）→液管０６）→液管接続部（Ｉ７１→遅
結管接続部Ｃ１０＋→連結管（＋８１→逆止弁ａ鵠→連
結管接続部Ｃ！υ→集熱器（１）の順に流れる。

このように、集熱器（１）で発生した蒸気は気泡ポンプ
作用を利用した自然循環により凝縮され循環路（９）に
戻るため、熱媒体の蒸発による減少が少なく、熱媒体の
補給回数が少くて濠む。しかも、この自然循環は第６図
に示すように集熱器（１）とその周辺回路で行なわれる
ので、配管抵抗が小さく熱媒体（８）を効率良（冷却す
ることができる。筐だ、膨張タンク（６）と集熱器（１
）とを放熱回路で直接接続する従来装置（第４図）に比
べて、液管接続部α７）と連結管接続部ｔ２Ｄ＋の間の
集熱戻り管（７）を自然循環路に共用した分だけ配管材
料を低減でさることになり、特に第６図のように、集熱
器（１）の出入口間の距離が長い場合に有利である。さ
らにまた、万一、逆止弁（１９）が故障した場合でも集
熱器（１）→気液分離部０３）→蒸気管０５）→放熱器
（１４）→膨張タンク（６）→液管０（））→集熱戻り
管（７）→熱交換器（３）→集熱往管（５）゛→集熱器
（１）の順で熱媒体（８）が自然循環し、集熱器（１）
で発生した蒸気を放熱器α４）で凝縮させ、循環路（９
）に回収でさる。

（へ）発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、集熱ポン
プの運転中に熱媒体が膨張タンクに流れないようにして
折角集めた太陽熱を大気へ放出しないようにでき、集熱
ポンプの停止中に集熱器で発生した蒸気を集熱器とその
周辺回路で形成した自然循環路乞利用して効率良く冷却
させ、熱媒体の蒸発による減少を大幅に抑えるこ゛とが
でき、従来装置に比べて配管材料の低減が図れ、集熱器
の出入口間の距離が長い場合でも回路構成をコンパクト
に寸とめることができ、さらには、万一、逆止弁が故障
した場合でも熱媒体の回収が可能であるなど、集熱効率
、省資源および信頼性の面で優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の１例を示す系統図、第２図は第１図
の膨張タンクの縦断面図、第３図は同じく横断面図、第
４図は従来装置の他の１例を示す系統図、第５図はこの
発明の一実施例装置を示す系統図、第６図は第５図の集
熱器とその周辺回路の配管例を示す説明図である。 （１）・・・集熱器、　（３）・・・熱交換器、　（４
）・・・集熱ポンプ、　（５）・・・集熱往管、　（６
）・・・膨張タンク、（７）・・・集熱戻り管、　（８
）・・・熱媒体、　（９）・・・循環路、０３４・・・
気液分離部、　（１４１・・・放熱器、　ｑ′３）・・
・蒸気管、０Ｑ・・・液管、　０η・・・液管接続部、
　０１１１１・・・連結管、ａ９・・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）集熱器と熱交換器とを集熱ポンプを装設した集熱
   往管と集熱戻り管とで環状に連結して熱媒体の循環路を
   形成し、この循環路の上部に膨張タンクを配設し、集熱
   器の出口近傍の集熱戻り管に気液分離部を設け、この気
   液分離部と膨張タンクとを放熱器を装設した蒸気管で接
   続するとともに、気液分離部の下流側の集熱戻り管と膨
   張タンクとを液管で接続し、この液管接続部下流側の集
   熱戻り管と集熱往管とを集熱器の近傍で連結管にて接続
   し、この連結管には集熱戻り管から集熱往管へ向って熱
   媒体が流れるよう逆止弁を装設したことを特徴とする太
   陽熱集熱装置。