JPS61173055A - 太陽熱集熱装置 - Google Patents

太陽熱集熱装置

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Publication number
JPS61173055A
JPS61173055A JP60011678A JP1167885A JPS61173055A JP S61173055 A JPS61173055 A JP S61173055A JP 60011678 A JP60011678 A JP 60011678A JP 1167885 A JP1167885 A JP 1167885A JP S61173055 A JPS61173055 A JP S61173055A
Authority
JP
Japan
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heat
temperature
collector
flow rate
solar
Prior art date
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Pending
Application number
JP60011678A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Nakakoshi
中越 猛
Katsuhiro Wakahara
若原 勝広
Yoshihiko Takeda
喜彦 竹田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPS61173055A publication Critical patent/JPS61173055A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

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)発明の目的 〔産業上の利用分野〕 この発明は強制循環式の太陽熱集熱装置に関し、特にそ
の強制循環手段の改良に関する。
〔従来の技術とその問題点〕
従来の一般的な太陽熱集熱装置では、集熱器に日射が当
ると、集熱器内の熱媒が加熱されるため集熱器出口の高
温側温度センサの検知温度が上昇する。そして、蓄熱槽
の下部の低温側温度センサより高温側温度センサの方が
ある一定温度差が生じ、例えば7℃以上温度が高くなる
と、制御装置は循環ポンプを駆動する信号を出力する。
そして集熱量が減り前記両センサの温度差が例えば4℃
以下になった時、制御装置は循環ポンプを停止さるよう
構成されていた。
しかし循環ポンプの出力は循環系が一定ならば出力も一
定でどんな条件においても流量は変わらない、つまり、
従来では、定流量の0N−OFF制御となっていた。
また熱媒の循環回路は熱媒補給タンクによって大気に解
放されているものがあるが、この形式のものでも他の部
分は密閉路になっているため一度循環回路を満水にする
と循環ポンプが停止しても集熱器を含む循環回路内の熱
媒はサイホン現象により落下することはなかった。従っ
て循環ポンプの揚程は一度循環回路を満水にした後は、
循環回路の流量に対する圧力損失と同じだけあればよい
しかし循環回路に僅かなピンホールが生じた場合、循環
ポンプが停止するとピンホールから空気が吸込まれサイ
ホン現象が保たれず循環回路内の熱媒は落下するので、
循環ポンプに要求される最大揚程は熱媒補給タンクの液
面から集熱器の上部までの高さとなる。
従って通常運転時、循環ポンプに要求される能力は、循
環回路の圧力損失分だけであるが、実際には揚程能力が
過剰である循環ポンプを使用する必要があり、かつ一定
出力で使用するため、循環ポンプは過剰な流量、過剰な
消費電力で運転され、省エネルギーを目的とする太陽熱
集熱装置においては非常に好ましくない運転状況になる
という問題があった。
また集熱量が減少すると、循環流量が一定であるために
両センサにおいて温度差があられれなくなり、本当はま
だ集熱可能な状態であるのに、循環ポンプが停止または
ハンチングを起こし、集熱量が低下するという問題があ
った。
一方、サイホン現象により熱媒が落下しない場合では、
熱媒補給タンクの熱媒液面より上方の循環回路内圧力が
その高低差の水頭正分だけ大気圧より低くなり熱媒の沸
点が著しく低下し、条件によっては、循環路の振動、騒
音が発生して正常な集熱運転が困難になるという問題が
あった。又、熱媒が集熱器内で沸騰すると集熱器での集
熱量は全て沸騰に貸され、それ以上熱媒の温度つまり集
熱器出口温度は上昇しない、従って一度沸騰を始めると
高温側温度センサセンサの温度差が減少し循環ポンプは
、まだ日射が十分あり集熱可能な状態であっても停止し
てしまうという問題があった。
(ロ)発明の構成 この発明の構成は集熱を最大となるようにしたものであ
り、その更に詳しい構成は、太陽熱を集める集熱器と、
集熱された熱を蓄える蓄熱槽内に納められた熱交換器と
、熱媒補給タンクと、能力が可変である循環機とからな
るヒートサイクル、を有する太陽熱集熱装置において、
ヒートサイクルの最高温度部に高温側温度センサが、低
温度部に低温側温度センサがそれぞれ付設され、これら
前温度センサの検出値に基づき最高温部と低温部の温度
の差が常に設定値となるように、熱媒の流量を通宜増t
iIi関節し、加えて高温側温度センサの検出値が沸騰
防止設定温度に達した際は熱媒の流量を増調整するべく
循環機を作動させる制御手段が備えられてなることを特
徴とする太陽熱S熱装置である。
〔実施例〕
以下、第1〜3図に示す実施例によってこの発明を説明
するが、これによってこの発明が限定されるものではな
い。
第1図において、太陽熱集熱装置(100)は、太陽熱
を集める集熱器(1)、この集熱器(1)によって集め
られた熱を蓄熱槽(2)へ伝える熱交換器(3)、熱媒
を貯えている大気開放型の熱媒補給タンク(4)、この
熱媒補給タンク(4)中の熱媒を必要に応じて必要分だ
け上記集熱器(1)へ送り込む、能力可変の循環機なる
循環ポンプ(5)とからなるヒートサイクル(8)を有
する。尚、熱交換器(3)と蓄熱槽(2)との関係は、
前者が後者内に納められた状態で接しており、又、図中
の(6)と(7)は各々このヒートサイクルを形成する
往管と復管である。
集熱5 (1)と往管(6)との結合部分近傍、すなわ
ちる高温側温度センサ(9)が設けられている。又、蓄
熱槽(11の下部、すなわち、ヒートサイクル(8)の
低温部である蓄熱槽(1)下部の温度Tlを検出する低
温側温度センサ001が設けられている。
更に、これらのセンサ(91,01から信号を受け、S
熱器+11からの流出熱媒の温度Thと、蓄熱槽(2)
下部の温度Tj2とに基づき、既述循環ポンプ(5)に
作動及び能力交換の信号を出力する制御手段であるマイ
コン(11)が設けられている。つまり、該マイコン(
11)は、集熱器+11が太陽熱を受けて温度上昇し、
高温側温度センサ(9)の検出温度Thと低温側温度セ
ンサ顛の検出温度Tlの温度差がたとえば7℃以上にな
った時、循環ポンプ(5)を作動するための信号を出力
する。循環ポンプ(5)の動作状惑は高温側・低温側両
温度センサ(91,Qlの検出温度差で決まり、温度差
が設定値C1例えば18℃と等しい場合はその状態のま
まで、温度差が設定値C1より小さい場合は予め決めで
ある最低流量で運転される。また温度差が01より大き
い場合は、温度差が自に等しくなるまで循環ポンプ(5
)の動作能力を増大させる信号を出力する。また何らか
の理由で集熱量が減少した場合、マイコン(11)は循
環流量を減少し設定した温度差C1を保ちなから集熱を
続けるよう循環ポンプ(5)に信号を出力する。
そしてあらかじめ決められた最低iR量で作動中に高温
側・低温側温度センサ+91. Qlの検出温度差が0
またとえば4℃以下になった場合、マイコン(11)は
循環ポンプ(5)へ停止の信号を出力する。
加えて、このマイコン(11)は、高温側温度センサ(
9)からの信号に基づき、集熱器(1)からの流出熱媒
が沸騰しないように、つまり沸騰防止設定温度に達した
際は熱媒の流量を増凋整するように循環ポンプ(5)へ
作動の信号を出力するようになっている。ところで、沸
騰温度は熱媒の物性と圧力とで決まる。詳しくは集熱器
(1)の圧力Pc (kg/cd)は次式で与えられる
Pc=Pa −H・r + Pj! ここで、Paは大気圧(kg/ci) 、Hは熱媒補給
タンク(4)中の容媒上面から集熱器(1)中の容媒上
面までの距離(ell) 、rは熱媒の比重量(kg 
/ (:IJ )、PRは集熱器(1)以降熱媒補給タ
ンク(4)までで損失した損失圧力(kg/cd)であ
る。
ここで、損失圧力Pj!は不明であるが、往管(6)と
熱交換器(3)の管径及び管長でほぼ決まるから、各流
量での圧力の損失を測定するか又は計算によって求める
ことができる。又、圧力と沸点の関係は、溶媒ごとに一
義的に決まっており、例えば水の場合では、第2図に示
すものとなる。よって、熱媒の流量がわかれば、集熱器
(1)以降の損失圧力pg、集熱器内圧力Pc、沸騰温
度がこの順序でわかる。ここで、既述マイコン(11)
に該沸騰温度の値が記憶されてもおり、高温側温度セン
サ(9)に検出された温度との比較で集熱器(1)内の
熱媒が沸騰防止設定温度に達すると、マイコン(11)
は循環流量を増すことにより集熱器内圧力を変化させて
沸騰を防止するように循環ポンプ(5)へ作動もしくは
能力増大の信号を出力するようになっている。尚、第3
図に、循環流量(!/5in)に対する集熱器(1)の
出口圧力(kg/asり及び沸騰温度(’C)の関係を
、Hが900C11で、往管(6)の径及び長さが各々
13mと10m、熱交換器(3)の径及び長さが各16
fiと2.6mである場合の例を示す、この例は、考え
られる最も沸騰し易い条件を想定した値であり、Hが9
001以下で往管(6)が10m以上では沸騰しにくい
図中、(12)は蓄熱槽(2)に冷水を送るための及び
蓄熱槽から温水を取り出すためのパイプ群である。
本発明の太陽熱集熱袋W(100)は、上記のように構
成されてなっており、以下のように集熱作用する。集v
J!器(1)に日射が当ると、集熱器(1)内の熱媒は
加熱され、集熱器(11と往管(6)との結合部分近傍
にあって集熱器(11から流出しようとする熱媒の温度
τhと、蓄熱槽(2)下部の温度Tfとの間に温度差が
生じる。ここで、マイコン(11)は高温側温度センサ
(9)からThO値を、低温側温度センサO1からTl
O値を入力し、ThとTlとの温度差が7℃以上である
と判断すると、最低能力作動の信号を循環ポンプ(5)
へ出力する。循環ポンプ(5)はこの信号に基づいて熱
媒を最低の流量で循環させる。これによって、集熱器(
1)で加熱された熱媒は、往管(6)を経て熱交換器(
3)へ入り、熱を奪われて熱媒禎給タンク(4)へと進
み、更に循環ポンプ(5)及び復管(7)を経て集熱器
(1)へ戻る0日射量が増加し、ThとTlとの温度差
が01℃以上になると、マイコン(11)は作動能力増
大の信号を循環ポンプ(5)へ出力する。循環ポンプ(
5)は、この信号に基づいて熱媒流量が増大するように
作動する。又、日射量が減少したり、ヒートサイクル(
8)内に流れる熱媒の流量が多いために、ThとTlと
の温度差が01℃以下になると、マイコン(11)は作
動能力を減少となるように循環ポンプ(5)へ信号を出
力する。この信号を入力して、循環ポンプ(5)はその
作動能力を減少させ、ヒートサイクル(8)内の熱媒の
流量は熱媒の流量は減少し設定温度差C1を保ちながら
作動するが更にThとTlの温度差が減少し循環流量が
最低流量に達した場合はその状態を保ち作動を続ける。
また更にThとTIとの温度差が02つまり4℃以下に
なると、マイコン(11)は作動停止の信号を循環ポン
プ(5)へ出力する。循環ポンプ(5)は、この信号を
入力して作動を停止し、ヒートサイクル(8)内の熱媒
の流れは停止する0以上の循環ポンプ(5)の作動能力
変換により、集熱器(1)は効率の極めてよい集熱作用
を呈し、又、循環ポンプ(5)も必要に応じて過不足な
く作動することで消費電力に無駄がない。
更に、ヒートサイクル(8)内の熱媒が最低流量で循環
している場合では、集熱!5(1)内で熱媒が沸騰しや
すく、集熱された熱がこの沸騰に費されるが、高温側温
度センサ(9)はこの時の温度Thを検知し、その値を
マイコン(11)へ出力する。マイコン(11)は、こ
の値が記憶されている沸騰防止設定温度に達していると
判断すると、循環ポンプ(5)へ能力増大の信号を送る
。循環ポンプ(5)はこの信号に基づき作動もしくは能
力増大を行ない、よってヒートサイクル(8)内の熱媒
は熱交換器(3)で熱交換が増進される0例えば、第1
図に示した太陽熱集熱装置(100)において、高温側
温度センサ(9)が集熱器(1)と往管(6)との結合
部分近傍の温度子りを70℃と検知し、この値をマイコ
ン(11)へ信号で送る。マイコン(11)には、あら
かじめ第3図に示すfpIl!温度に対する熱媒循環流
量が記憶されており、70℃での熱媒循環流量は5.8
1 /5hinであると判断しく第3図参照)、循環ポ
ンプ(5)へ熱媒循環流量が5、81 /winよりわ
ずかに多(なるように作動能力増大の信号を出力する。
循環ポンプ(5)はこの信号に基づいて作動能力を増加
させ、熱媒循環流量が5.81 /a+inよりわずか
に多くなるようにヒートサイクル(8)内で熱媒を循環
させる。こうすることによって、集熱器(1)内で熱媒
が沸騰することなく集熱された熱は熱交換器(3)で効
率よく熱交換されて蓄熱il!(21に蓄えられる。
(ハ)発明の効果 この発明は、複数個の温度センサと能力変換可能の循環
機さらにはその制御手段を有し、これによって集熱器で
の集熱作用及び熱交換器での熱交換作用を高い効率で行
ない、又循環機の消費電力を低くおさえる太陽熱集熱装
置を提供している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の太陽熱集熱装置の構成を示す説明図、
第2図は水の沸騰についての圧力と温度との関係を示す
説明図、第3図は熱媒沸騰温度と循環流量との関係を示
す説明図である。 (100) −太陽熱集熱装置、 (1)−・−集熱器、    (2)−・蓄熱槽、(3
)・−・・−熱交換器、   (4)・−・熱媒補給タ
ンク、(5)・−・−循環ポンプ、  (6)・・・−
往管、(7)・・−復管、      (8)・−・七
−トサイクル、(9)・・−・・高温側温度センサ、Q
(1−・低温側温度センサ、(11)−・マイコン、(
12)・−パイプ群。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、太陽熱を集める集熱器と、集熱された熱を蓄える蓄
    熱槽内に納められた熱交換器と、熱媒補給タンクと、能
    力が可変である循環機とからなるヒートサイクル、を有
    する太陽熱集熱装置において、 ヒートサイクルの最高温度部に高温側温度センサが、低
    温度部に低温側温度センサがそれぞれ付設され、これら
    両温度センサの検出値に基づき最高温部と低温部の温度
    の差が常に設定値となるように、熱媒の流量を適宜増減
    調節し、加えて高温側温度センサの検出値が沸騰防止設
    定温度に達した際は熱媒の流量を増調整するべく循環機
    を作動させる制御手段が備えられてなることを特徴とす
    る太陽熱集熱装置。 2、最高温部が集熱器の出口側であり、低温部が蓄熱槽
    下部もしくは集熱器の流入側である特許請求の範囲第1
    項に記載の太陽熱集熱装置。 3、集熱中の循環流量の最低値があらかじめ設定された
    最低流量となるよう制御手段が備えられてなることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の太陽
    熱集熱装置。
JP60011678A 1985-01-24 1985-01-24 太陽熱集熱装置 Pending JPS61173055A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009275971A (ja) * 2008-05-14 2009-11-26 Chofu Seisakusho Co Ltd 強制循環型太陽熱温水器
JP2012072987A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Noritz Corp 太陽熱温水システム
JP2013068369A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Chofukosan Co Ltd 強制循環型太陽熱温水器
CN103822380A (zh) * 2014-03-12 2014-05-28 福建师范大学 一种能控制集热系统出水温度的控制系统
WO2015060370A1 (ja) * 2013-10-23 2015-04-30 矢崎エナジーシステム株式会社 蓄熱システム及びそのポンプ制御方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009275971A (ja) * 2008-05-14 2009-11-26 Chofu Seisakusho Co Ltd 強制循環型太陽熱温水器
JP2012072987A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Noritz Corp 太陽熱温水システム
JP2013068369A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Chofukosan Co Ltd 強制循環型太陽熱温水器
WO2015060370A1 (ja) * 2013-10-23 2015-04-30 矢崎エナジーシステム株式会社 蓄熱システム及びそのポンプ制御方法
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