JP2016003818A - Heat collecting system - Google Patents

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宮島　裕二
Yuji Miyajima
裕二 宮島
菊池　宏成
Hironari Kikuchi
宏成 菊池
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat collecting system which keeps a heat medium at an appropriate temperature.SOLUTION: A heat collecting system S comprises: a heat collecting unit 2 which has a heat medium flow passage p1 where a heat medium flows therethrough and collects solar heat; a heat collecting flow passage (pipings k1 to k4 and a heat transfer pipe h1) to circulate the heat medium flowing out of the heat medium flow passage p1; a pump 4 to circulate the heat medium through the heat collecting flow passage; a hot water tank 3 which consumes heat of the heat medium; a cooling flow passage (the pipings k5 and k6 and the heat transfer pipe h2) to cool the heat medium flowing out of the heat medium flow passage p1 and return the same to the heat medium flow passage p1; a cooling unit 6 to cool the heat medium; a switch valve 7 to switch a distribution destination of the heat medium between the hot water tank 3 and the cooling unit 6; a temperature sensor 8 to detect a temperature of the heat medium; and a control unit 9 to control the pump 4 and the switch valve 7.

Description

本発明は、太陽熱を集熱する集熱システムに関する。   The present invention relates to a heat collection system that collects solar heat.

暖房や給湯を行うための熱源として太陽熱を利用する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、太陽光発電パネルと、熱媒流路を有する太陽熱吸収パネルと、太陽光集光パネルと、を重ね合わせてパネル設置手段に設置する構成について記載されている。なお、前記した熱媒流路を通流する熱媒体は太陽熱によって加熱され、加熱された熱媒体は給湯機等の熱源として用いられる。 A technique using solar heat as a heat source for heating and hot water supply is known.
For example, Patent Document 1 describes a configuration in which a solar power generation panel, a solar heat absorption panel having a heat medium flow path, and a solar light collecting panel are overlapped and installed in the panel installation means. The heat medium flowing through the heat medium flow path is heated by solar heat, and the heated heat medium is used as a heat source for a water heater or the like.

また、特許文献２には、太陽熱集熱器と、この太陽光集熱器に往復各一本の循環配管で接続される貯湯槽と、前記した循環配管のいずれかに設置される循環ポンプと、循環配管の一方を高温側、他方を低温側として装着される熱発電素子と、を備える太陽熱温水器について記載されている。なお、前記した各循環配管の温度差によって熱発電素子が発電し、その発電電力によって循環ポンプが駆動される。   Patent Document 2 discloses a solar heat collector, a hot water tank connected to the solar heat collector by a single circulation pipe each reciprocating, and a circulation pump installed in one of the circulation pipes described above. , A solar water heater comprising a thermoelectric generator mounted with one of the circulation pipes as a high temperature side and the other as a low temperature side. The thermoelectric generator generates power due to the temperature difference between the circulation pipes described above, and the circulation pump is driven by the generated power.

特開２０１１−１４９５７７号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-149577 特開平９−１０５５５８号公報JP-A-9-105558

ところで、給湯機等の熱需要は、その使用状況によって大きく変動する。例えば、特許文献１に記載の太陽熱吸収パネルによって単位時間当たりに大きな熱量を吸収できたとしても、吸収した熱量よりも給湯機側の熱需要のほうが小さいことがある。このような状況が続くと熱媒体の温度が上昇し、熱媒体が変質（劣化）したり、パネル設置手段の各器具に不具合を生じたりする可能性がある。   By the way, the heat demand of a water heater etc. fluctuate | varies greatly with the use condition. For example, even if a large amount of heat per unit time can be absorbed by the solar heat absorption panel described in Patent Document 1, the heat demand on the water heater side may be smaller than the amount of heat absorbed. If such a situation continues, the temperature of the heat medium rises, and there is a possibility that the heat medium may be deteriorated (deteriorated) or that each instrument of the panel installation means may be defective.

また、特許文献２に記載の技術でも、貯湯槽側の熱需要が、太陽光集熱器の集熱量よりも小さくなることがあり得る。このような状況が続くと、貯湯槽に貯留された作動流体（熱媒体）の温度が上昇して各循環配管の温度差が小さくなり、熱発電素子の発電電力も小さくなって循環ポンプが停止する可能性がある。その結果、前記したように、作動流体の変質（劣化）等を招く可能性がある。   In the technique described in Patent Document 2, the heat demand on the hot water storage tank side may be smaller than the amount of heat collected by the solar heat collector. If such a situation continues, the temperature of the working fluid (heat medium) stored in the hot water tank rises, the temperature difference between each circulation pipe decreases, the generated power of the thermoelectric generator also decreases, and the circulation pump stops. there's a possibility that. As a result, as described above, the working fluid may be altered (deteriorated).

そこで、本発明は、熱媒体の温度を適温に維持する集熱システムを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the heat collection system which maintains the temperature of a heat medium at appropriate temperature.

前記課題を解決するために、本発明に係る集熱システムは、熱媒体が通流する熱媒体流路を有し、太陽熱を集熱して熱媒体に熱を与える集熱器と、前記熱媒体流路から流出する熱媒体を、前記熱媒体流路に戻して循環させるための集熱用流路と、前記集熱用流路に設置され、前記集熱用流路を介して熱媒体を循環させるポンプと、前記集熱用流路に設置され、熱媒体の熱を消費する熱負荷装置と、上流端及び下流端が前記集熱用流路に接続され、前記熱媒体流路から流出する熱媒体を冷却して前記熱媒体流路に戻すための冷却用流路と、前記冷却用流路に設置され、熱媒体を冷却する冷却器と、前記熱媒体流路から流出する熱媒体を、前記熱負荷装置及び前記冷却器のいずれに通流させるかを切り替える切替弁と、前記熱媒体流路から流出する熱媒体の温度を検出する第１温度検出器と、前記ポンプ及び前記切替弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１温度検出器の検出値が所定の集熱開始温度に達した場合、前記ポンプを駆動するとともに、熱媒体が前記集熱用流路を介して循環し前記冷却器を迂回するように前記切替弁を制御して集熱運転を開始する集熱運転処理部と、前記第１温度検出器の検出値が、前記集熱開始温度よりも高い冷却開始温度に達した場合、前記ポンプを停止するとともに、熱媒体が前記冷却用流路を介して循環し前記集熱器を迂回するように前記切替弁を制御して冷却運転を開始する冷却運転処理部と、を有することを特徴とする。
なお、詳細については、発明を実施するための形態において説明する。 In order to solve the above problems, a heat collection system according to the present invention has a heat medium flow path through which a heat medium flows, a heat collector that collects solar heat and applies heat to the heat medium, and the heat medium A heat collecting flow path for circulating the heat medium flowing out from the flow path back to the heat medium flow path, and the heat collecting flow path installed in the heat collecting flow path; A circulating pump, a heat load device that is installed in the heat collecting flow path and consumes heat of the heat medium, and an upstream end and a downstream end are connected to the heat collecting flow path and flow out of the heat medium flow path. A cooling channel for cooling the heating medium to be returned to the heating medium channel, a cooler installed in the cooling channel and cooling the heating medium, and a heating medium flowing out of the heating medium channel A switching valve for switching between the heat load device and the cooler, and the heat medium flow path A first temperature detector for detecting the temperature of the heat medium; and a control device for controlling the pump and the switching valve, wherein the control device starts the heat collection with a detection value of the first temperature detector being a predetermined value. When the temperature has been reached, the pump is driven and the heat collection is started by controlling the switching valve so that the heat medium circulates through the heat collecting flow path and bypasses the cooler. When the detected values of the operation processing unit and the first temperature detector reach a cooling start temperature higher than the heat collection start temperature, the pump is stopped and the heat medium passes through the cooling channel. A cooling operation processing unit configured to start the cooling operation by controlling the switching valve so as to circulate and bypass the heat collector.
Details will be described in an embodiment for carrying out the invention.

本発明によれば、熱媒体の温度を適温に維持する集熱システムを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a heat collection system that maintains the temperature of the heat medium at an appropriate temperature.

本発明の第１実施形態に係る集熱システムの構成図である。It is a lineblock diagram of the heat collection system concerning a 1st embodiment of the present invention. 制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which a control apparatus performs. 熱媒体流路から流出する熱媒体の温度変化と、集熱運転及び冷却運転と、の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature change of the thermal medium which flows out out of a thermal-medium flow path, and heat collection operation | movement and cooling operation. 集熱運転時における熱媒体の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the heat medium at the time of heat collection operation | movement. 冷却運転時における熱媒体の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the heat medium at the time of cooling operation. 本発明の第２実施形態に係る集熱システムの構成図である。It is a block diagram of the heat collection system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which a control apparatus performs. 本発明の第３実施形態に係る集熱システムの構成図である。It is a block diagram of the heat collection system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る集熱システムの構成図である。It is a block diagram of the heat collection system which concerns on 4th Embodiment of this invention. 熱媒体流路から流出する熱媒体の温度と、ポンプが有するモータの回転速度と、の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the temperature of the heat medium which flows out out of a heat medium flow path, and the rotational speed of the motor which a pump has.

≪第１実施形態≫
＜集熱システムの構成＞
図１は、第１実施形態に係る集熱システムの構成図である。
集熱システムＳは、太陽光発電を行う際に得られる太陽熱を給湯の熱源として利用するシステムである。
なお、図１において紙面の上下方向は、各構成の鉛直方向における位置関係を模式的に表している。例えば、太陽光発電パネル１、集熱器２、及び冷却器６は建物の屋上に設置され、温水槽３は建物の屋内（又は地上）に設置されている。 << First Embodiment >>
<Configuration of heat collection system>
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat collection system according to the first embodiment.
The heat collection system S is a system that uses solar heat obtained when performing solar power generation as a heat source for hot water supply.
In FIG. 1, the vertical direction of the drawing schematically represents the positional relationship in the vertical direction of each component. For example, the solar power generation panel 1, the heat collector 2, and the cooler 6 are installed on the roof of a building, and the hot water tank 3 is installed indoors (or on the ground) of the building.

集熱システムＳは、太陽光発電パネル１と、集熱器２と、温水槽３と、ポンプ４と、膨張タンク５と、冷却器６と、切替弁７と、配管ｋ１〜ｋ６，ｗ１，ｗ２と、伝熱管ｈ１，ｈ２と、温度センサ８と、制御装置９と、を備えている。   The heat collection system S includes a solar power generation panel 1, a heat collector 2, a hot water tank 3, a pump 4, an expansion tank 5, a cooler 6, a switching valve 7, and pipes k1 to k6, w1, and the like. w <b> 2, heat transfer tubes h <b> 1 and h <b> 2, a temperature sensor 8, and a control device 9 are provided.

太陽光発電パネル１は、太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池（図示せず）を有し、太陽光が照射されることで発電する。図１に示す例では、太陽光が良好に照射されるように、水平面から所定角度だけ傾斜した状態で太陽光発電パネル１が設置されている。なお、太陽光発電パネル１として、太陽を追尾するように向きを調整するものを用いてもよい。   The photovoltaic power generation panel 1 has a solar cell (not shown) that converts light energy of sunlight into electric energy, and generates power by being irradiated with sunlight. In the example shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation panel 1 is installed in a state where it is inclined by a predetermined angle from the horizontal plane so that the sunlight is well irradiated. In addition, you may use what adjusts direction as the solar power generation panel 1 so that the sun may be tracked.

太陽光発電パネル１には、直流／交流変換等を行うパワーコンディショナ（図示せず）が電気的に接続されている。このパワーコンディショナによって変換された電力は、負荷（図示せず）への電力供給や蓄電池（図示せず）の充電に用いられる。   A power conditioner (not shown) that performs DC / AC conversion or the like is electrically connected to the photovoltaic power generation panel 1. The electric power converted by the power conditioner is used for supplying electric power to a load (not shown) or charging a storage battery (not shown).

集熱器２は、太陽熱を集熱して熱媒体に熱を与えるものであり、太陽光発電パネル１の背面に設置されている。
集熱器２は、熱媒体（例えば、水）を通流させるための熱媒体流路ｐ１を有している。なお、図１では熱媒体流路ｐ１を簡略化して図示したが、例えば、流入口Ｆ１から流入した熱媒体が複数に分流し、さらに太陽熱によって昇温した熱媒体が合流して流出口Ｆ２から流出するように熱媒体流路ｐ１が形成されている。また、熱媒体流路ｐ１の流入口Ｆ１（上流端）は、流出口Ｆ２（下流端）よりも下方に配置されている。 The heat collector 2 collects solar heat and gives heat to the heat medium, and is installed on the back surface of the photovoltaic power generation panel 1.
The heat collector 2 has a heat medium flow path p1 for allowing a heat medium (for example, water) to flow therethrough. In FIG. 1, the heat medium flow path p1 is illustrated in a simplified manner. However, for example, the heat medium that has flowed in from the inflow port F1 is divided into a plurality of parts, and the heat medium that has been heated by solar heat joins and flows from the outflow port F2. A heat medium flow path p1 is formed so as to flow out. Further, the inlet F1 (upstream end) of the heat medium flow path p1 is disposed below the outlet F2 (downstream end).

太陽光発電パネル１と、その背面に設置される集熱器２と、は互いに重ね合わされた状態で固定されている。なお、太陽光発電パネル１と集熱器２とを固定するための器具（四角枠状の枠体、パッキン等）については、図示を省略した。   The solar power generation panel 1 and the heat collector 2 installed on the back surface of the solar power generation panel 1 are fixed in a state of being overlapped with each other. In addition, about the instrument for fixing the solar power generation panel 1 and the heat collector 2 (a square frame-shaped frame, packing, etc.), illustration was abbreviate | omitted.

温水槽３は、給湯のための温水を貯留するものであり、その内部に伝熱管ｈ１が配置されている。図１に示すように、熱媒体流路ｐ１の流出口Ｆ２と、伝熱管ｈ１の流入口Ｆ３と、は配管ｋ１，ｋ２を介して接続されている。伝熱管ｈ１の流出口Ｆ４と、熱媒体流路ｐ１の流入口Ｆ１と、は配管ｋ３，ｋ４を介して接続されている。
なお、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体を熱媒体流路ｐ１に戻して循環させるための「集熱用流路」は、配管ｋ１，ｋ２、伝熱管ｈ１、及び配管ｋ３，ｋ４を含んで構成される（図４の矢印を参照）。 The hot water tank 3 stores hot water for hot water supply, and a heat transfer tube h1 is disposed therein. As shown in FIG. 1, the outlet F2 of the heat medium flow path p1 and the inlet F3 of the heat transfer tube h1 are connected via pipes k1 and k2. The outlet F4 of the heat transfer tube h1 and the inlet F1 of the heat medium flow path p1 are connected via pipes k3 and k4.
The “heat collecting flow path” for circulating the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 back to the heat medium flow path p1 includes the pipes k1, k2, the heat transfer pipe h1, and the pipes k3, k4. (See arrow in FIG. 4).

伝熱管ｈ１は、温水槽３に貯留された湯水に浸されおり、伝熱管ｈ１を通流する比較的高温の熱媒体から温水槽３内の湯水に放熱するようになっている。
温水槽３の下部には、給水源（図示せず）から給水を行うための給水管ｗ１が接続され、温水槽３の上部には、給湯を行うための給湯管ｗ２が接続されている。
なお、熱媒体の熱を消費する「熱負荷装置」は、温水槽３と、給水管ｗ１と、給湯管ｗ２と、を含んで構成される。 The heat transfer tube h1 is immersed in hot water stored in the hot water tank 3, and radiates heat from the relatively high-temperature heat medium flowing through the heat transfer pipe h1 to the hot water in the hot water tank 3.
A water supply pipe w1 for supplying water from a water supply source (not shown) is connected to the lower part of the hot water tank 3, and a hot water supply pipe w2 for supplying hot water is connected to the upper part of the hot water tank 3.
The “heat load device” that consumes the heat of the heat medium includes a hot water tank 3, a water supply pipe w1, and a hot water supply pipe w2.

ちなみに、給水管ｗ１の下流端、及び給湯管ｗ２の上流端が温水槽３内で開口している構成であってもよいし、給水管ｗ１と給湯管ｗ２とが伝熱管（図示せず）を介して接続された構成であってもよい。
その他、温水槽３又は給湯管ｗ２には、温水を所定の目標温度まで加熱するためのボイラ（図示せず）が設置されている。 Incidentally, the downstream end of the water supply pipe w1 and the upstream end of the hot water supply pipe w2 may be open in the hot water tank 3, and the water supply pipe w1 and the hot water supply pipe w2 are heat transfer pipes (not shown). It may be configured to be connected via
In addition, the hot water tank 3 or the hot water supply pipe w2 is provided with a boiler (not shown) for heating the hot water to a predetermined target temperature.

ポンプ４は、集熱器２で吸熱した熱媒体を温水槽３に送り込み、温水槽３で放熱した熱媒体を集熱器２に戻して循環させるためのものであり、配管ｋ３に設置されている。
膨張タンク５は、温度上昇に伴う熱媒体の膨張を吸収するための容器であり、配管ｋ３においてポンプ４の吸込側に接続されている。 The pump 4 is for sending the heat medium absorbed in the heat collector 2 to the hot water tank 3 and returning the heat medium radiated in the hot water tank 3 to the heat collector 2 for circulation. The pump 4 is installed in the pipe k3. Yes.
The expansion tank 5 is a container for absorbing expansion of the heat medium accompanying the temperature rise, and is connected to the suction side of the pump 4 in the pipe k3.

冷却器６は、集熱器２で昇温した熱媒体を冷却するものであり、その内部に伝熱管ｈ２が配置されている。この伝熱管ｈ２の流入口Ｆ５（上流端）は、流出口Ｆ６（下流端）よりも上方に配置されている。また、冷却器６は、制御装置９からの指令に応じて伝熱管ｈ２に外気を送り込む冷却ファン６ａを有している。
なお、ポンプ４、冷却ファン６ａのうち一方又は両方を太陽光発電パネル１の発電電力で駆動するようにしてもよい。 The cooler 6 cools the heat medium raised in temperature by the heat collector 2, and a heat transfer tube h <b> 2 is disposed inside the cooler 6. The inlet F5 (upstream end) of the heat transfer tube h2 is disposed above the outlet F6 (downstream end). The cooler 6 includes a cooling fan 6a that sends outside air to the heat transfer tube h2 in response to a command from the control device 9.
Note that one or both of the pump 4 and the cooling fan 6 a may be driven by the generated power of the photovoltaic power generation panel 1.

図１に示すように、熱媒体流路ｐ１の流出口Ｆ２と、伝熱管ｈ２の流入口Ｆ５と、は配管ｋ１，ｋ５を介して接続されている。伝熱管ｈ２の流出口Ｆ６と、熱媒体流路ｐ１の流入口Ｆ１と、は配管ｋ６，ｋ４を介して接続されている。
なお、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体を冷却して熱媒体流路ｐ１に戻すための「冷却用流路」は、配管ｋ１，ｋ５、伝熱管ｈ２、及び配管ｋ６，ｋ４を含んで構成される（図５の矢印を参照）。この冷却用流路の上流端Ｆ７及び下流端Ｆ８は、前記した集熱用流路（配管ｋ１〜ｋ４を含む）に接続されている。 As shown in FIG. 1, the outlet F2 of the heat medium flow path p1 and the inlet F5 of the heat transfer tube h2 are connected via pipes k1 and k5. The outlet F6 of the heat transfer tube h2 and the inlet F1 of the heat medium flow path p1 are connected via pipes k6 and k4.
The “cooling flow path” for cooling the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 and returning it to the heat medium flow path p1 includes the pipes k1 and k5, the heat transfer pipe h2, and the pipes k6 and k4. Configured (see arrows in FIG. 5). The upstream end F7 and the downstream end F8 of the cooling channel are connected to the heat collecting channel (including the pipes k1 to k4).

切替弁７は、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体を、温水槽３及び冷却器６のいずれに通流させるかを切り替える二方弁であり、配管ｋ６に設置されている。なお、切替弁７の開閉と、熱媒体が循環する流路との関係については後記する。   The switching valve 7 is a two-way valve that switches whether the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 is passed through the hot water tank 3 or the cooler 6 and is installed in the pipe k6. The relationship between the opening and closing of the switching valve 7 and the flow path through which the heat medium circulates will be described later.

温度センサ８（第１温度検出器）は、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体の温度を検出するセンサであり、熱媒体流路ｐ１の出口付近である配管ｋ１に設置されている。温度センサ８の検出値は、後記する制御装置９に入力される。   The temperature sensor 8 (first temperature detector) is a sensor that detects the temperature of the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1, and is installed in the pipe k1 in the vicinity of the outlet of the heat medium flow path p1. The detection value of the temperature sensor 8 is input to the control device 9 described later.

制御装置９は、温度センサ８の検出値に応じて、ポンプ４、冷却ファン６ａ、及び切替弁７を制御するものである。制御装置９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェースなどの電子回路（図示せず）を含んで構成され、設定されたプログラムに従って各種処理を実行する。
制御装置９は、集熱運転を実行する集熱運転処理部９ａと、冷却運転を実行する冷却運転処理部９ｂと、を有している。なお、「集熱運転」及び「冷却運転」については後記する。 The control device 9 controls the pump 4, the cooling fan 6 a, and the switching valve 7 according to the detection value of the temperature sensor 8. The control device 9 includes an electronic circuit (not shown) such as a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and various interfaces, and performs various processes according to a set program. Execute.
The control device 9 includes a heat collection operation processing unit 9a that performs a heat collection operation and a cooling operation processing unit 9b that performs a cooling operation. The “heat collecting operation” and the “cooling operation” will be described later.

＜制御装置の動作＞
図２は、制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。なお、図２に示す「ＳＴＡＲＴ」時において切替弁７は閉弁し、ポンプ４及び冷却ファン６ａは停止しているものとする。
ステップＳ１０１において制御装置９は、温度センサ８によって検出された熱媒体の温度Ｔmが所定の集熱開始温度Ｔ１以上であるか否かを判定する。この集熱開始温度Ｔ１は、集熱運転を開始するか否かの判定基準となる閾値（例えば、６０℃）であり、予め設定されている。なお、「集熱運転」については、次のステップＳ１０２で説明する。 <Operation of control device>
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing executed by the control device. It is assumed that the switching valve 7 is closed and the pump 4 and the cooling fan 6a are stopped at “START” shown in FIG.
Controller 9 at step S101, determines the temperature T m of a heat medium detected by the temperature sensor 8 whether a predetermined heat collection start temperature T1 or higher. The heat collection start temperature T1 is a threshold value (for example, 60 ° C.) serving as a criterion for determining whether or not to start the heat collection operation, and is set in advance. The “heat collecting operation” will be described in the next step S102.

図３は、熱媒体流路から流出する熱媒体の温度変化と、集熱運転及び冷却運転と、の関係を示すグラフである。なお、図３の横軸は時刻であり、縦軸は温度センサ８によって検出される熱媒体の温度Ｔmである。図３に示す例では、熱媒体の温度Ｔmが時刻ｔ０から上昇し、時刻ｔ１において集熱開始温度Ｔ１に達している。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature change of the heat medium flowing out from the heat medium flow path, and the heat collecting operation and the cooling operation. The horizontal axis in FIG. 3 is time, and the vertical axis is the temperature T m of the heat medium detected by the temperature sensor 8. In the example shown in FIG. 3, the temperature T m of the heat medium increases from time t0 and reaches the heat collection start temperature T1 at time t1.

図２のステップＳ１０１で熱媒体の温度Ｔmが集熱開始温度Ｔ１以上である場合（Ｓ１０１→Ｙｅｓ）、制御装置９の処理はステップＳ１０２に進む。一方、熱媒体の温度Ｔmが集熱開始温度Ｔ１未満である場合（Ｓ１０１→Ｎｏ）、制御装置９はステップＳ１０１の処理を繰り返す。 If the temperature T m of the heat medium is equal to or higher than the heat collection start temperature T1 in step S101 of FIG. 2 (S101 → Yes), the process of the control device 9 proceeds to step S102. On the other hand, if the temperature T m of a heat medium is less than the heat collecting start temperature T1 (S101 → No), the control unit 9 repeats the processing in step S101.

ステップＳ１０２において制御装置９は、集熱運転処理部９ａによって、切替弁７を閉弁した状態を維持しつつ、ポンプ４を駆動することで集熱運転を行う。ここで「集熱運転」とは、熱媒体が前記した集熱用流路（配管ｋ１〜ｋ４、伝熱管ｈ１）を介して循環し、冷却器６を迂回するように各機器を制御する運転である。   In step S102, the control device 9 performs the heat collection operation by driving the pump 4 while the switching valve 7 is kept closed by the heat collection operation processing unit 9a. Here, the “heat collecting operation” is an operation in which the heat medium circulates through the heat collecting flow paths (pipes k1 to k4, heat transfer tubes h1) and controls each device so as to bypass the cooler 6. It is.

図４は、集熱運転時における熱媒体の流れを示す説明図である。集熱器２で昇温し熱媒体流路ｐ１から流出した熱媒体（例えば、７０℃）は、ポンプ４が駆動することで、配管ｋ１，ｋ２を介して伝熱管ｈ１に圧送される。伝熱管ｈ１を通流する高温の熱媒体は、温水槽３に貯留された温水に放熱する。温水に放熱した熱媒体は、配管ｋ３，ｋ４を介して再び熱媒体流路ｐ１に戻る。
一方、温水槽３に貯留された温水は、伝熱管ｈ１を通流する熱媒体から吸熱して昇温し、さらにボイラ（図示せず）によって所定の目標温度まで温められる。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the flow of the heat medium during the heat collecting operation. The heat medium (for example, 70 ° C.) heated by the heat collector 2 and flowing out from the heat medium flow path p1 is pumped to the heat transfer tube h1 through the pipes k1 and k2 when the pump 4 is driven. The high-temperature heat medium flowing through the heat transfer tube h1 radiates heat to the hot water stored in the hot water tank 3. The heat medium radiated to the hot water returns to the heat medium flow path p1 again through the pipes k3 and k4.
On the other hand, the hot water stored in the hot water tank 3 absorbs heat from the heat medium flowing through the heat transfer tube h1 and rises in temperature, and is further warmed to a predetermined target temperature by a boiler (not shown).

再び、図２に戻って説明を続ける。ステップＳ１０３において制御装置９は、温度センサ８によって検出された熱媒体の温度Ｔmが所定の集熱停止温度Ｔ２未満であるか否かを判定する。この集熱停止温度Ｔ２は、集熱運転を停止するか否かの判定基準となる閾値（例えば、３０℃）であり、予め設定されている。 Returning again to FIG. 2, the description will be continued. Controller at step S103 9 determines the temperature T m of a heat medium detected by the temperature sensor 8 is whether it is less than the predetermined heat collecting stop temperature T2. The heat collection stop temperature T2 is a threshold value (for example, 30 ° C.) serving as a criterion for determining whether or not to stop the heat collection operation, and is set in advance.

熱媒体の温度Ｔmが集熱停止温度Ｔ２未満である場合（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）、制御装置９の処理はステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４において制御装置９は、切替弁７を閉弁した状態を維持しつつ、ポンプ４を停止する。 If the temperature T m of a heat medium is condensed heat below stop temperature T2 (S103 → Yes), the processing of the control unit 9 goes to step S104.
In step S104, the control device 9 stops the pump 4 while maintaining the state where the switching valve 7 is closed.

例えば、太陽光の照射量が小さく外気温度が低い場合、集熱器２から流出する熱媒体が集熱停止温度Ｔ２（例えば、３０℃）を下回ることがある（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）。この場合、温水槽３内の湯水と熱媒体とを熱交換させると、温水槽３内の湯水を冷やしてしまう可能性が高いため、制御装置９はポンプ４を停止させて熱媒体の循環を止める（Ｓ１０４）。
ステップＳ１０４の処理を行った後、制御装置９の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。 For example, when the irradiation amount of sunlight is small and the outside air temperature is low, the heat medium flowing out from the heat collector 2 may fall below the heat collection stop temperature T2 (for example, 30 ° C.) (S103 → Yes). In this case, if the hot water in the hot water tank 3 and the heat medium are exchanged with heat, there is a high possibility that the hot water in the hot water tank 3 will be cooled, so the control device 9 stops the pump 4 to circulate the heat medium. Stop (S104).
After performing the process of step S104, the process of the control device 9 returns to “START” (RETURN).

一方、ステップＳ１０３で熱媒体の温度Ｔmが集熱停止温度Ｔ２以上である場合（Ｓ１０３→Ｎｏ）、制御装置９の処理はステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５において制御装置９は、温度センサ８によって検出された熱媒体の温度Ｔmが所定の冷却開始温度Ｔ３以上であるか否かを判定する。この冷却開始温度Ｔ３は、冷却運転を開始するか否かの判定基準となる閾値（例えば、９０℃）であり、予め設定されている。なお、「冷却運転」については、次のステップＳ１０６で説明する。 On the other hand, if the temperature T m of a heat medium is condensed heat stop temperature T2 or higher in step S103 (S103 → No), the processing of the control unit 9 goes to step S105.
In step S105, the control device 9 determines whether or not the temperature T m of the heat medium detected by the temperature sensor 8 is equal to or higher than a predetermined cooling start temperature T3. The cooling start temperature T3 is a threshold value (for example, 90 ° C.) serving as a criterion for determining whether or not to start the cooling operation, and is set in advance. The “cooling operation” will be described in the next step S106.

例えば、昼間に集熱器２の集熱量が大きいものの、温水槽３（図示せず）側の熱需要が小さいことがある。そうすると、集熱器２側の熱供給が、温水槽３側の熱需要を上回るため、集熱運転中も熱媒体が昇温し続ける。図３に示す例では、時刻ｔ１〜ｔ２の集熱運転中も熱媒体の温度が上昇し、時刻ｔ２において冷却開始温度Ｔ３に達している。   For example, although the heat collection amount of the heat collector 2 is large in the daytime, the heat demand on the hot water tank 3 (not shown) side may be small. Then, since the heat supply on the heat collector 2 side exceeds the heat demand on the hot water tank 3 side, the heat medium continues to rise in temperature during the heat collection operation. In the example shown in FIG. 3, the temperature of the heat medium rises even during the heat collection operation from time t1 to time t2, and reaches the cooling start temperature T3 at time t2.

図２のステップＳ１０５で熱媒体の温度Ｔmが冷却開始温度Ｔ３以上である場合（Ｓ１０５→Ｙｅｓ）、制御装置９の処理はステップＳ１０６に進む。一方、熱媒体の温度Ｔmが冷却開始温度Ｔ３未満である場合（Ｓ１０５→Ｎｏ）、制御装置９は集熱運転を継続する（Ｓ１０２）。 If the temperature T m of the heat medium is equal to or higher than the cooling start temperature T3 in step S105 of FIG. 2 (S105 → Yes), the process of the control device 9 proceeds to step S106. On the other hand, if the temperature T m of a heat medium is less than the cooling start temperature T3 (S105 → No), the controller 9 continues the heat collection operation (S102).

ステップＳ１０６において制御装置９は、冷却運転処理部９ｂによって、ポンプ４を停止し、切替弁７を開弁し、さらに冷却ファン６ａを駆動することで冷却運転を行う。ここで「冷却運転」とは、熱媒体が前記した冷却用流路（配管ｋ５、伝熱管ｈ２、配管ｋ６）を介して循環し、温水槽３を迂回するように各機器を制御する運転である。   In step S106, the control device 9 performs the cooling operation by stopping the pump 4, opening the switching valve 7, and driving the cooling fan 6a by the cooling operation processing unit 9b. Here, the “cooling operation” is an operation in which the heat medium circulates through the cooling channel (pipe k5, heat transfer pipe h2, pipe k6) and controls each device so as to bypass the hot water tank 3. is there.

図５は、冷却運転時における熱媒体の流れを示す説明図である。冷却器６内の伝熱管ｈ２を通流する熱媒体（例えば、９２℃）は、冷却ファン６ａから送り込まれる外気との熱交換によって放熱する。放熱によって冷却された熱媒体は、放熱前よりも相対的に密度が大きくなるとともに、重力によって伝熱管ｈ２内を流れ落ちる。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of the heat medium during the cooling operation. The heat medium (for example, 92 ° C.) flowing through the heat transfer tube h2 in the cooler 6 radiates heat by heat exchange with the outside air sent from the cooling fan 6a. The heat medium cooled by heat radiation has a relatively higher density than before heat radiation and flows down in the heat transfer tube h2 due to gravity.

伝熱管ｈ２から流出した熱媒体は、配管ｋ６，ｋ４を介して集熱器２の熱媒体流路ｐ１に流入する。熱媒体流路ｐ１を通流する熱媒体は、太陽熱を吸熱する。吸熱によって昇温した熱媒体は、吸熱前よりも相対的に密度が小さくなるとともに、配管ｋ４，ｋ６を介して熱媒体流路ｐ１に向かう熱媒体によって押し上げられる。熱媒体流路ｐ１から流出した熱媒体は、配管ｋ１，ｋ５を介して再び冷却器６の伝熱管ｈ２に戻る。このようにして、熱媒体の密度差と、熱媒体に作用する重力と、によって熱媒体が自然循環する。   The heat medium flowing out from the heat transfer tube h2 flows into the heat medium flow path p1 of the heat collector 2 through the pipes k6 and k4. The heat medium flowing through the heat medium flow path p1 absorbs solar heat. The heat medium raised in temperature by heat absorption has a relatively smaller density than before heat absorption and is pushed up by the heat medium toward the heat medium flow path p1 via the pipes k4 and k6. The heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 returns to the heat transfer tube h2 of the cooler 6 again through the pipes k1 and k5. In this way, the heat medium naturally circulates due to the density difference of the heat medium and the gravity acting on the heat medium.

なお、熱媒体が水である場合、この水が沸騰して蒸発しないように冷却開始温度Ｔ３及び冷却ファン６ａの回転速度を設定することが好ましい。熱媒体である水が過剰に昇温して沸騰した場合、集熱器２の設置器具（パッキン等）に不具合が生じるおそれがあるからである。   When the heat medium is water, it is preferable to set the cooling start temperature T3 and the rotation speed of the cooling fan 6a so that the water does not boil and evaporate. This is because when the water, which is a heat medium, is heated excessively and boiled, there is a possibility that a malfunction may occur in the installation device (packing or the like) of the heat collector 2.

また、制御装置９は、自然循環が継続するように（つまり、熱媒体の密度差が維持されるように）、冷却ファン６ａの回転速度を調整することが好ましい。例えば、配管ｋ６にも温度センサ（図示せず）を設置し、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体と、伝熱管ｈ２から流出する熱媒体と、の温度差が所定範囲内で維持されるように、制御装置９は冷却ファン６ａの回転速度を調整する。   Moreover, it is preferable that the control apparatus 9 adjusts the rotational speed of the cooling fan 6a so that natural circulation may continue (that is, the difference in density of the heat medium is maintained). For example, a temperature sensor (not shown) is also installed in the pipe k6, and the temperature difference between the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 and the heat medium flowing out from the heat transfer pipe h2 is maintained within a predetermined range. Thus, the control device 9 adjusts the rotational speed of the cooling fan 6a.

再び、図２に戻って説明を続ける。ステップＳ１０７において制御装置９は、温度センサ８によって検出された熱媒体の温度Ｔmが所定の冷却停止温度Ｔ４未満であるか否かを判定する。この冷却停止温度Ｔ４は、冷却運転を停止するか否かの判定基準となる閾値（例えば、７０℃）であり、予め設定されている。 Returning again to FIG. 2, the description will be continued. In step S107, the control device 9 determines whether or not the temperature T m of the heat medium detected by the temperature sensor 8 is lower than a predetermined cooling stop temperature T4. The cooling stop temperature T4 is a threshold value (for example, 70 ° C.) serving as a criterion for determining whether or not to stop the cooling operation, and is set in advance.

なお、冷却運転の実行／停止が頻繁に繰り返されるハンチングを防止するために、冷却停止温度Ｔ４は、冷却開始温度Ｔ３よりも低い温度に設定されている。図３に示す例では、時刻ｔ２〜ｔ３の冷却運転によって熱媒体の温度上昇が抑制され、時刻ｔ３において熱媒体の温度が冷却停止温度Ｔ４まで低下している。
また、図３に示すように、各閾値Ｔ１〜Ｔ４は、集熱停止温度Ｔ２＜集熱開始温度Ｔ１＜冷却停止温度Ｔ４＜冷却開始温度Ｔ３となるように設定されている。 In order to prevent hunting in which the execution / stop of the cooling operation is frequently repeated, the cooling stop temperature T4 is set to a temperature lower than the cooling start temperature T3. In the example shown in FIG. 3, the temperature increase of the heat medium is suppressed by the cooling operation at times t2 to t3, and the temperature of the heat medium is decreased to the cooling stop temperature T4 at time t3.
Further, as shown in FIG. 3, the threshold values T1 to T4 are set such that the heat collection stop temperature T2 <the heat collection start temperature T1 <the cooling stop temperature T4 <the cooling start temperature T3.

図２のステップＳ１０７で熱媒体の温度Ｔmが冷却停止温度Ｔ４未満である場合（Ｓ１０７→Ｙｅｓ）、制御装置９の処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において制御装置９は、切替弁７を閉弁し、冷却ファン６ａを停止した後、ステップＳ１０２において再び集熱運転を行う（図３の時刻ｔ３以後を参照）。
一方、熱媒体の温度が冷却停止温度Ｔ４以上である場合（Ｓ１０７→Ｙｅｓ）、制御装置９は冷却運転を継続する（Ｓ１０６）。
なお、図２に示す一連の処理は、日の出から日没まで繰り返し実行される。 If the temperature T m of a heat medium is lower than the cooling stop temperature T4 in step S107 in FIG. 2 (S107 → Yes), the processing of the control unit 9 goes to step S108. In step S108, the control device 9 closes the switching valve 7, stops the cooling fan 6a, and then performs the heat collecting operation again in step S102 (see after time t3 in FIG. 3).
On the other hand, when the temperature of the heat medium is equal to or higher than the cooling stop temperature T4 (S107 → Yes), the control device 9 continues the cooling operation (S106).
Note that the series of processing shown in FIG. 2 is repeatedly executed from sunrise to sunset.

＜効果＞
本実施形態に係る集熱システムＳによれば、集熱器２からの熱供給が温水槽３側の熱需要を上回る状態が継続した場合でも、冷却器６によって熱媒体を冷却することで（Ｓ１０６）、熱媒体の過剰な昇温を抑制できる。したがって、熱媒体が高温になり過ぎて変質（劣化）したり、集熱器２の設置器具に不具合が生じたりすることを防止できる。
また、制御装置９は、温度センサ８の検出値と、各閾値Ｔ１〜Ｔ４と、の比較に基づいてポンプ４、冷却ファン６ａ、及び切替弁７を制御すればよく、複雑な制御を行うことなく熱媒体を適温に維持できる。 <Effect>
According to the heat collection system S according to the present embodiment, even when the heat supply from the heat collector 2 continues to exceed the heat demand on the hot water tank 3 side, the heat medium is cooled by the cooler 6 ( S106), excessive heating of the heat medium can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the heat medium from becoming too high in quality and being deteriorated (deteriorated) or causing trouble in the installation equipment of the heat collector 2.
Moreover, the control apparatus 9 should just control the pump 4, the cooling fan 6a, and the switching valve 7 based on the comparison with the detected value of the temperature sensor 8, and each threshold value T1-T4, and performs complicated control. The heat medium can be maintained at an appropriate temperature.

また、集熱器２を通流する熱媒体の温度が高くなり過ぎないようにすることで、太陽光発電パネル１の発電効率の低下を抑制できる。太陽光発電パネル１は、その温度が低いほど発電効率が高くなるという特性を有しているからである。
また、冷却運転を行う際に自然循環を利用するため、前記した冷却用流路に別のポンプ（図示せず）を設置する必要はなく、設備コスト及び電力コストを削減できる。 Moreover, the fall of the power generation efficiency of the photovoltaic power generation panel 1 can be suppressed by preventing the temperature of the heat medium flowing through the heat collector 2 from becoming too high. This is because the photovoltaic power generation panel 1 has a characteristic that the power generation efficiency increases as the temperature decreases.
In addition, since natural circulation is used when the cooling operation is performed, it is not necessary to install another pump (not shown) in the above-described cooling flow path, and the equipment cost and the power cost can be reduced.

≪第２実施形態≫
第２実施形態は、配管ｋ２，ｋ３（図６参照）が温水槽３内で開口している開放式のシステムである点と、温水槽３内に別の温度センサ１１（図６参照）を設置した点と、が第１実施形態とは異なるが、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。 << Second Embodiment >>
The second embodiment is an open system in which the pipes k2 and k3 (see FIG. 6) are opened in the hot water tank 3, and another temperature sensor 11 (see FIG. 6) is provided in the hot water tank 3. Although the point which installed is different from 1st Embodiment, it is the same as that of 1st Embodiment about others. Therefore, a different part from 1st Embodiment is demonstrated and description is abbreviate | omitted about the overlapping part.

＜集熱システムの構成＞
図６は、第２実施形態に係る集熱システムの構成図である。図６に示す集熱システムＳは、配管ｋ２の下流端、及び、配管ｋ３の上流端が温水槽３内で開口している。このような開放式のシステムであるため、本実施形態では第１実施形態で説明した膨張タンク５（図１参照）が不要となる。
なお、本実施形態において、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体を熱媒体流路ｐ１に戻して循環させるための「集熱用流路」は、配管ｋ１，ｋ２、温水槽３内、及び配管ｋ３，ｋ４を含んで構成される。 <Configuration of heat collection system>
FIG. 6 is a configuration diagram of a heat collection system according to the second embodiment. In the heat collection system S shown in FIG. 6, the downstream end of the pipe k <b> 2 and the upstream end of the pipe k <b> 3 are opened in the hot water tank 3. Since this is an open system, the expansion tank 5 (see FIG. 1) described in the first embodiment is not necessary in this embodiment.
In this embodiment, the “heat collecting flow path” for circulating the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 back to the heat medium flow path p1 includes the pipes k1, k2, the hot water tank 3, and It includes pipes k3 and k4.

二方弁１０ａは、配管ｋ２を介した熱媒体の通流を許容／遮断する弁であり、配管ｋ２に設置されている。二方弁１０ｂは、配管ｋ３を介した熱媒体の通流を許容／遮断する弁であり、配管ｋ３に設置されている。なお、二方弁１０ａ，１０ｂの開閉は、制御装置９からの指令に応じて実行される。
温度センサ１１（第２温度検出器）は、温水槽３に貯留されている温水（消費用の熱媒体）の温度を検出するセンサであり、温水槽３内に設置されている。この温度センサ１１の検出値は、制御装置９に入力される。 The two-way valve 10a is a valve that allows / blocks the flow of the heat medium through the pipe k2, and is installed in the pipe k2. The two-way valve 10b is a valve that allows / blocks the flow of the heat medium through the pipe k3, and is installed in the pipe k3. Note that the two-way valves 10a and 10b are opened and closed in response to a command from the control device 9.
The temperature sensor 11 (second temperature detector) is a sensor that detects the temperature of hot water (a heat medium for consumption) stored in the hot water tank 3, and is installed in the hot water tank 3. The detection value of the temperature sensor 11 is input to the control device 9.

＜制御装置の動作＞
図７は、制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
なお、図７に示す「ＳＴＡＲＴ」時において切替弁７は閉弁し、ポンプ４及び冷却ファン６ａは停止し、二方弁１０ａ，１０ｂは開弁しているものとする。
ステップＳ２０１において制御装置９は、温度センサ８によって検出された熱媒体の温度Ｔmが、温度センサ１１によって検出された温水の温度ＴKよりも高いか否かを判定する。つまり、制御装置９は、集熱器２から流出する熱媒体によって、温水槽３に貯留された温水を昇温可能か否かを判定する。 <Operation of control device>
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing executed by the control device.
Note that at the time of “START” shown in FIG. 7, the switching valve 7 is closed, the pump 4 and the cooling fan 6a are stopped, and the two-way valves 10a and 10b are opened.
In step S <b> 201, the control device 9 determines whether or not the temperature T m of the heat medium detected by the temperature sensor 8 is higher than the temperature T K of hot water detected by the temperature sensor 11. That is, the control device 9 determines whether or not the temperature of the hot water stored in the hot water tank 3 can be raised by the heat medium flowing out from the heat collector 2.

熱媒体の温度Ｔmが温水の温度ＴKよりも高い場合（Ｓ２０１→Ｙｅｓ）、制御装置９の処理はステップＳ１０２に進む。一方、熱媒体の温度Ｔmが温水の温度ＴK以下である場合（Ｓ２０１→Ｎｏ）、制御装置９はステップＳ２０１の処理を繰り返す。 When the temperature T m of the heat medium is higher than the temperature T K of the hot water (S201 → Yes), the process of the control device 9 proceeds to step S102. On the other hand, when the temperature T m of the heat medium is equal to or lower than the temperature T K of the hot water (S201 → No), the control device 9 repeats the process of step S201.

ステップＳ１０２で集熱運転処理部９ａによって集熱運転を開始した後、ステップＳ２０３において制御装置９は、熱媒体の温度Ｔmが温水の温度ＴK以下であるか否かを判定する。
熱媒体の温度Ｔmが温水の温度ＴK以下である場合（Ｓ２０３→Ｙｅｓ）、制御装置９はステップＳ１０４においてポンプ４を停止する。 After starting the heat collecting operation by the heat collecting operation processing unit 9a at step S102, the control unit 9 in step S203, the temperature T m of a heat medium is equal to or less than the temperature T K of the hot water.
When the temperature T m of the heat medium is equal to or lower than the temperature T K of the hot water (S203 → Yes), the control device 9 stops the pump 4 in step S104.

なお、ステップＳ２０１で熱媒体の温度Ｔmが、温度（ＴK＋ΔＴα）よりも高いか否かを判定し、ステップＳ２０３で熱媒体の温度Ｔmが、温度（ＴK＋ΔＴβ）以下であるか否かを判定するようにしてもよい（ΔＴα＞ΔＴβ＞０）。これによって、ポンプ４の駆動／停止が頻繁に繰り返されるハンチングを防止できる。 The temperature T m of a heat medium in step S201, determines whether higher than the temperature (T K + ΔT α), at step S203 the temperature T m of a heat medium, the following temperature (T K + ΔT β) It may be determined whether or not there is (ΔT α > ΔT β > 0). Thus, hunting in which the driving / stopping of the pump 4 is frequently repeated can be prevented.

一方、ステップＳ２０３で熱媒体の温度Ｔmが温水の温度ＴKよりも高い場合（Ｓ２０３→Ｎｏ）、ステップＳ１０５において制御装置９は、熱媒体の温度Ｔmが冷却開始温度Ｔ３（例えば、９０℃）以上であるか否かを判定する。つまり、制御装置９は、集熱運転中に熱媒体の温度Ｔmが冷却開始温度Ｔ３に達したか否かを判定する。熱媒体の温度Ｔmが冷却開始温度Ｔ３以上である場合（Ｓ１０５→Ｙｅｓ）、制御装置９の処理はステップＳ２０６に進む。 On the other hand, if the temperature T m of the heat medium is higher than the temperature T K of the hot water in step S203 (S203 → No), the controller 9 in step S105 determines that the temperature T m of the heat medium is the cooling start temperature T3 (for example, 90 ° C) or higher. That is, the control device 9 determines whether or not the temperature T m of the heat medium has reached the cooling start temperature T3 during the heat collecting operation. When the temperature T m of the heat medium is equal to or higher than the cooling start temperature T3 (S105 → Yes), the process of the control device 9 proceeds to step S206.

ステップＳ２０６において制御装置９は、冷却運転処理部９ｂによって、ポンプ４を停止し、切替弁７を開弁し、冷却ファン６ａを駆動し、さらに二方弁１０ａ，１０ｂを閉弁することで冷却運転を行う。二方弁１０ａ，１０ｂを閉弁することで、冷却運転中に配管ｋ２，ｋ３を介して熱媒体が温水槽３に流れ落ちることを防止し、第１実施形態で説明した自然循環を継続できる。   In step S206, the control device 9 uses the cooling operation processing unit 9b to stop the pump 4, open the switching valve 7, drive the cooling fan 6a, and further close the two-way valves 10a and 10b to cool. Do the driving. By closing the two-way valves 10a and 10b, it is possible to prevent the heat medium from flowing down to the hot water tank 3 through the pipes k2 and k3 during the cooling operation, and to continue the natural circulation described in the first embodiment.

ステップＳ１０７において制御装置９は、熱媒体の温度Ｔmが冷却停止温度Ｔ４未満であるか否かを判定する。熱媒体の温度Ｔmが冷却停止温度Ｔ４未満である場合（Ｓ１０７→Ｙｅｓ）、制御装置９の処理はステップＳ２０８に進む。
ステップＳ２０８において制御装置９は、切替弁７を閉弁し、冷却ファン６ａを停止し、二方弁１０ａ，１０ｂを開弁した後、ステップＳ１０２において再び集熱運転を行う。
一方、熱媒体の温度Ｔmが冷却停止温度Ｔ４以上である場合（Ｓ１０７→Ｎｏ）、制御装置９は冷却運転を継続する（Ｓ２０６）。 Controller 9 at step S107, it is determined temperature T m of a heat medium whether it is lower than the cooling stop temperature T4. When the temperature T m of the heat medium is lower than the cooling stop temperature T4 (S107 → Yes), the process of the control device 9 proceeds to step S208.
In step S208, the control device 9 closes the switching valve 7, stops the cooling fan 6a, opens the two-way valves 10a and 10b, and then performs the heat collecting operation again in step S102.
On the other hand, if the temperature T m of a heat medium is cooling stop temperature T4 or more (S107 → No), the controller 9 continues the cooling operation (S206).

＜効果＞
本実施形態によれば、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体の温度Ｔmが、温水槽３に貯留された温水の温度ＴKよりも高い場合（Ｓ２０１→Ｙｅｓ）、制御装置９は集熱運転を開始する（Ｓ１０２）。このように温水槽３に貯留された温水の温度に応じて、集熱運転の実行／停止を柔軟に切り替えることで、集熱器２で得た熱エネルギを有効利用できる。 <Effect>
According to the present embodiment, when the temperature T m of the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 is higher than the temperature T K of the hot water stored in the hot water tank 3 (S201 → Yes), the control device 9 collects the heat. Thermal operation is started (S102). Thus, according to the temperature of the hot water stored in the hot water tank 3, the heat energy obtained by the heat collector 2 can be effectively used by flexibly switching the execution / stop of the heat collection operation.

また、制御装置９は、冷却運転中に二方弁１０ａ，１０ｂを閉弁することで（Ｓ２０６）、熱媒体が配管ｋ２，ｋ３を介して温水槽３に流れ落ちることを防止し、第１実施形態で説明した自然循環を継続的に行うことができる。   Further, the control device 9 closes the two-way valves 10a and 10b during the cooling operation (S206), thereby preventing the heat medium from flowing down to the hot water tank 3 through the pipes k2 and k3. The natural circulation described in the form can be continuously performed.

≪第３実施形態≫
第３実施形態は、熱媒体の自然循環をアシストするためのポンプ１２（図８参照）を追加した点が第１実施形態（図１参照）とは異なるが、その他は第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。 «Third embodiment»
The third embodiment is different from the first embodiment (see FIG. 1) in that a pump 12 (see FIG. 8) for assisting the natural circulation of the heat medium is added, but the others are the same as in the first embodiment. It is. Therefore, a different part from 1st Embodiment is demonstrated and description is abbreviate | omitted about the overlapping part.

＜集熱システムの構成＞
図８は、第３実施形態に係る集熱システムの構成図である。
ポンプ１２は、冷却運転時に熱媒体の自然循環をアシストするためのポンプであり、配管ｋ６に設置されている。ポンプ１２は、第１実施形態で説明した冷却運転中（図５参照）、熱媒体が自然循環する向きに熱媒体を圧送できるように設置されている。
なお、ポンプ４の吐出側に、このポンプ４の駆動に伴う熱媒体の通流を許容し、逆向きの通流を禁止する逆止弁（図示せず）を設置することが好ましい。これによって、冷却運転時に集熱器２側の圧力損失が冷却器６側の圧力損失よりも小さいときに、配管ｋ２，ｋ３を介して熱媒体が逆流することを防止できる。 <Configuration of heat collection system>
FIG. 8 is a configuration diagram of a heat collection system according to the third embodiment.
The pump 12 is a pump for assisting natural circulation of the heat medium during the cooling operation, and is installed in the pipe k6. The pump 12 is installed so that the heat medium can be pumped in the direction in which the heat medium naturally circulates during the cooling operation described in the first embodiment (see FIG. 5).
In addition, it is preferable to install a check valve (not shown) on the discharge side of the pump 4 that allows the flow of the heat medium accompanying the driving of the pump 4 and prohibits the reverse flow. Thereby, when the pressure loss on the collector 2 side is smaller than the pressure loss on the cooler 6 side during the cooling operation, it is possible to prevent the heat medium from flowing back through the pipes k2 and k3.

＜制御装置の動作＞
制御装置９は、集熱運転中（Ｓ１０２：図２参照）、集熱用のポンプ４を駆動するとともに、冷却用のポンプ１２を停止し、前記した集熱用流路を介して熱媒体を循環させる（図４参照）。
また、制御装置９は、冷却運転中（Ｓ１０６：図２参照）、集熱用のポンプ４を停止するとともに、冷却用のポンプ１２を駆動し、前記した冷却用流路を介して熱媒体を循環させる（図５参照）。なお、冷却ファン６ａ及び切替弁７の制御については第１実施形態と同様である。 <Operation of control device>
During the heat collecting operation (S102: see FIG. 2), the control device 9 drives the heat collecting pump 4, stops the cooling pump 12, and supplies the heat medium through the heat collecting flow path. Circulate (see FIG. 4).
Further, during the cooling operation (S106: see FIG. 2), the control device 9 stops the heat collecting pump 4, drives the cooling pump 12, and supplies the heat medium through the cooling flow path. Circulate (see FIG. 5). The control of the cooling fan 6a and the switching valve 7 is the same as in the first embodiment.

ちなみに、配管ｋ５に流量センサ（図示せず）を設置し、この流量センサの検出値が所定範囲内で維持されるようにポンプ１２の運転／停止を行ったり、ポンプ１２の流量を調整したりしてもよい。
また、集熱器２及び冷却器６の鉛直方向における位置関係として、集熱器２を冷却器６の上方又は下方に設置してもよい。この場合でも、ポンプ１２を駆動することで熱媒体を循環させることができる。 Incidentally, a flow sensor (not shown) is installed in the pipe k5, and the pump 12 is operated / stopped so that the detection value of the flow sensor is maintained within a predetermined range, or the flow rate of the pump 12 is adjusted. May be.
Further, as the positional relationship in the vertical direction between the heat collector 2 and the cooler 6, the heat collector 2 may be installed above or below the cooler 6. Even in this case, the heat medium can be circulated by driving the pump 12.

＜効果＞
本実施形態によれば、冷却運転中において自然循環による熱媒体の流量が小さい場合でも、ポンプ１２を駆動することで熱媒体の循環流量を確保し、集熱器２で昇温した熱媒体を冷却し続けることができる。また、熱媒体の冷却を促進することで太陽光発電パネル１の温度を低下させ、その発電効率を高めることができる。 <Effect>
According to this embodiment, even when the flow rate of the heat medium due to natural circulation is small during the cooling operation, the circulation flow rate of the heat medium is ensured by driving the pump 12, and the heat medium heated by the heat collector 2 is Can continue to cool. Moreover, the temperature of the photovoltaic power generation panel 1 can be lowered by promoting the cooling of the heat medium, and the power generation efficiency can be increased.

≪第４実施形態≫
第４実施形態は、集熱システムＳが、ポンプ４を駆動するためのインバータ１３（図９参照）を備え、ポンプ４の流量を可変にする点が第１実施形態とは異なるが、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。 << Fourth Embodiment >>
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the heat collection system S includes an inverter 13 (see FIG. 9) for driving the pump 4, and the flow rate of the pump 4 is variable. Is the same as in the first embodiment. Therefore, a different part from 1st Embodiment is demonstrated and description is abbreviate | omitted about the overlapping part.

＜集熱システムの構成＞
図９は、第４実施形態に係る集熱システムの構成図である。
インバータ１３は、制御装置９から入力される指令に応じた周波数でポンプ４を駆動する。制御装置９は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に基づいてインバータ１３を制御する。 <Configuration of heat collection system>
FIG. 9 is a configuration diagram of a heat collection system according to the fourth embodiment.
The inverter 13 drives the pump 4 at a frequency according to a command input from the control device 9. The control device 9 controls the inverter 13 based on, for example, PWM (Pulse Width Modulation) control.

＜制御装置の動作＞
図１０は、熱媒体流路から流出する熱媒体の温度と、ポンプが有するモータの回転速度と、の関係を示す説明図である。なお、図１０に示す温度と回転速度との対応関係は予め設定され、制御装置９の記憶部（図示せず）に格納されている。
制御装置９は、集熱運転の実行中（Ｓ１０２：図２参照）、前記した対応関係（図１０参照）に基づいてインバータ１３を制御する。すなわち、制御装置９は、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体の温度Ｔmが高くなるほど、ポンプ４が有するモータ（図示せず）の回転速度を大きくする。 <Operation of control device>
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature of the heat medium flowing out from the heat medium flow path and the rotational speed of the motor of the pump. The correspondence relationship between the temperature and the rotation speed shown in FIG. 10 is set in advance and stored in a storage unit (not shown) of the control device 9.
The control device 9 controls the inverter 13 based on the above-described correspondence (see FIG. 10) during execution of the heat collecting operation (S102: see FIG. 2). That is, the control device 9 increases the rotation speed of a motor (not shown) included in the pump 4 as the temperature T m of the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 increases.

ポンプ４が有するモータ（図示せず）の回転速度を大きくすることで、前記した集熱用流路を循環する熱媒体の流量も大きくなる。したがって、伝熱管ｈ１を通流する熱媒体と、温水槽３内の温水と、の熱交換が促され、熱媒体の昇温が抑制される。
一方、ポンプ４が有するモータの回転速度を小さくすることで、前記した集熱用流路を循環する熱媒体の流量も小さくなる。したがって、伝熱管ｈ１を通流する熱媒体と、温水槽３内の温水と、の熱交換が抑制され、熱媒体の昇温が促される。
このような制御を行うことで、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体の温度変化を抑制しつつ（例えば、７０℃付近で維持しつつ）、集熱運転を継続できる。 By increasing the rotational speed of a motor (not shown) included in the pump 4, the flow rate of the heat medium circulating in the heat collecting flow path is also increased. Therefore, heat exchange between the heat medium flowing through the heat transfer tube h1 and the hot water in the hot water tank 3 is promoted, and the temperature rise of the heat medium is suppressed.
On the other hand, by reducing the rotational speed of the motor included in the pump 4, the flow rate of the heat medium circulating in the heat collecting flow path is also reduced. Therefore, heat exchange between the heat medium flowing through the heat transfer tube h1 and the hot water in the hot water tank 3 is suppressed, and the temperature of the heat medium is promoted.
By performing such control, the heat collection operation can be continued while suppressing the temperature change of the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1 (for example, maintaining at around 70 ° C.).

なお、ポンプ４が有するモータ（図示せず）の回転速度を上限値まで上げた場合でも、温水槽３側の熱需要が小さいときには、熱媒体の温度Ｔmが冷却開始温度Ｔ３に達する可能性がある（Ｓ１０５→Ｙｅｓ：図２参照）。この場合、制御装置９はポンプ４を停止し、第１実施形態で説明した冷却運転に切り替える（Ｓ１０６：図２参照）。
また、ポンプ４が有するモータの回転速度を下限値まで下げた場合でも、太陽光が照射量が小さいときには、熱媒体の温度Ｔmが集熱停止温度Ｔ２未満になる可能性もある（Ｓ１０３→Ｙｅｓ：図２参照）。この場合、制御装置９はポンプ４を停止し（Ｓ１０４：図２参照）、集熱用流路を介した熱媒体の循環を止める。 Even when the rotational speed of a motor (not shown) included in the pump 4 is increased to the upper limit value, when the heat demand on the hot water tank 3 side is small, the temperature T m of the heat medium may reach the cooling start temperature T3. (S105 → Yes: see FIG. 2). In this case, the control device 9 stops the pump 4 and switches to the cooling operation described in the first embodiment (S106: see FIG. 2).
Even when the rotational speed of the motor of the pump 4 is lowered to the lower limit value, the temperature T m of the heat medium may be less than the heat collection stop temperature T2 when the amount of sunlight is small (S103 → Yes: see FIG. In this case, the control device 9 stops the pump 4 (S104: see FIG. 2) and stops the circulation of the heat medium through the heat collecting flow path.

＜効果＞
本実施形態によれば、集熱運転の実行中、熱媒体流路ｐ１から流出する熱媒体の温度Ｔmに応じてポンプ４の流量を調整することで、熱媒体の温度変化を抑制しつつ集熱運転を継続できる。
また、熱媒体の温度Ｔmが比較的低い場合には（例えば、４０℃）、ポンプ４が有するモータの回転速度を小さくすることで、ポンプ４での無駄な電力消費を抑制できる。 <Effect>
According to the present embodiment, while the heat collection operation is being performed, the flow rate of the pump 4 is adjusted according to the temperature T m of the heat medium flowing out from the heat medium flow path p1, thereby suppressing the temperature change of the heat medium. Heat collection operation can be continued.
Further, when the temperature T m of the heat medium is relatively low (for example, 40 ° C.), wasteful power consumption in the pump 4 can be suppressed by reducing the rotation speed of the motor included in the pump 4.

≪変形例≫
以上、本発明に係る集熱システムＳについて各実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第１実施形態では、集熱器２から流出する熱媒体の温度Ｔmが集熱停止温度Ｔ２以下となった場合（Ｓ１０３→Ｙｅｓ：図２参照）、集熱運転を停止する例について説明したが（Ｓ１０４：図２参照）、これに限らない。すなわち、温水槽３において熱媒体から温水に与えられる単位時間当たりの熱エネルギが、ポンプ４の駆動に要する電力を下回った場合、集熱運転を停止するようにしてもよい。これによって、集熱システムＳ全体の消費電力を低減できる。
ちなみに、温水槽３において熱媒体から温水に与えられるエネルギは、集熱器２から流出する熱媒体の温度Ｔm及び流量と、給水管ｗ１を介して供給される水の温度と、に基づいて求められる。 ≪Modification≫
As mentioned above, although heat collection system S concerning the present invention was explained by each embodiment, the present invention is not limited to these descriptions, and various changes can be made.
For example, in the first embodiment, when the temperature T m of the heat medium flowing out from the heat collector 2 becomes equal to or lower than the heat collection stop temperature T2 (S103 → Yes: see FIG. 2), an example of stopping the heat collection operation. Although described (S104: see FIG. 2), it is not limited to this. That is, when the heat energy per unit time given to the hot water from the heat medium in the hot water tank 3 is lower than the electric power required to drive the pump 4, the heat collecting operation may be stopped. Thereby, the power consumption of the whole heat collection system S can be reduced.
Incidentally, the energy given to the hot water from the heat medium in the hot water tank 3 is based on the temperature T m and the flow rate of the heat medium flowing out from the heat collector 2 and the temperature of the water supplied through the water supply pipe w1. Desired.

また、各実施形態では、熱媒体の流路を切り替える切替弁７（図１参照）が配管ｋ６に設置される構成について説明したが、これに限らない。例えば、この切替弁７に代えて配管ｋ２に二方弁（切替弁）を設置し、集熱運転時には当該二方弁を開弁し、冷却運転時には当該二方弁を閉弁するようにしてもよい。また、切替弁７に代えて、冷却用流路の上流端Ｆ７又は下流端Ｆ８に三方弁（切替弁）を設置してもよい。   Moreover, although each embodiment demonstrated the structure in which the switching valve 7 (refer FIG. 1) which switches the flow path of a heat medium was installed in the piping k6, it is not restricted to this. For example, instead of the switching valve 7, a two-way valve (switching valve) is installed in the pipe k2, and the two-way valve is opened during the heat collecting operation, and the two-way valve is closed during the cooling operation. Also good. Instead of the switching valve 7, a three-way valve (switching valve) may be installed at the upstream end F7 or the downstream end F8 of the cooling flow path.

また、各実施形態では、一台の集熱器２が温水槽３及び冷却器６に接続される構成について説明したが、これに限らない。例えば、並列接続又は直列接続された複数台の集熱器が温水槽３及び冷却器６に接続される構成でもよい。
また、各実施形態では、集熱器２に太陽光発電パネル１を設置する構成について説明したが、これに限らない。すなわち、集熱システムＳから太陽光発電パネル１を省略してもよい。当該構成において制御装置９の処理内容は、前記した各実施形態と同様である。 Moreover, although each embodiment demonstrated the structure where the one heat collector 2 was connected to the hot water tank 3 and the cooler 6, it does not restrict to this. For example, a configuration in which a plurality of heat collectors connected in parallel or in series is connected to the hot water tank 3 and the cooler 6 may be employed.
Moreover, although each embodiment demonstrated the structure which installs the solar power generation panel 1 in the heat collector 2, it is not restricted to this. That is, the photovoltaic power generation panel 1 may be omitted from the heat collection system S. In this configuration, the processing contents of the control device 9 are the same as those in the above-described embodiments.

また、各実施形態では、太陽光発電パネル１、集熱器２、及び冷却器６が建物の屋上に設置され、冷却器６が建物の屋内（又は地上）に設置される場合について説明したが、各構成の位置関係（鉛直方向）を適宜変更してもよい。
また、各実施形態では、集熱器２を給湯を行うための熱源として用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、集熱器２を空調機の暖房運転を行う際の熱源として利用してもよいし、デシカント空調機が有する再生用ヒータ、吸収式冷凍機、吸着式冷凍機等の熱源として利用してもよい。 Moreover, although each embodiment demonstrated the case where the photovoltaic power generation panel 1, the heat collector 2, and the cooler 6 were installed on the roof of a building, and the cooler 6 was installed indoors (or the ground) of a building. The positional relationship (vertical direction) of each component may be changed as appropriate.
Moreover, although each embodiment demonstrated the case where the heat collector 2 was used as a heat source for performing hot water supply, it is not restricted to this. For example, the heat collector 2 may be used as a heat source for heating operation of an air conditioner, or may be used as a heat source for a regeneration heater, an absorption refrigerator, an adsorption refrigerator, or the like included in a desiccant air conditioner. Also good.

また、前記実施形態では、冷却器６が空冷式である場合について説明したが、これに代えて水冷式の冷却器を用いてもよい。また、冷却器６に代えて、開放式又は密閉式の冷却塔を用いてもよい。
また、各実施形態では、熱媒体が水である場合について説明したが、これに限らない。例えば、熱媒体としてエチレングリコール等の不凍液を用いてもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the cooler 6 was an air cooling type, it may replace with this and may use a water cooling type cooler. Moreover, it may replace with the cooler 6 and may use an open type or a closed type cooling tower.
Moreover, although each embodiment demonstrated the case where a heat medium was water, it is not restricted to this. For example, an antifreeze such as ethylene glycol may be used as the heat medium.

また、前記各実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせ、配管ｋ２，ｋ３に二方弁１０ａ，１０ｂ（図６参照）を設置した構成において、温度センサ８の検出値と閾値Ｔ１〜Ｔ４との比較に基づいて各機器を制御するようにしてもよい（図２参照）。   Moreover, each said embodiment can be combined suitably. For example, in the configuration in which the first embodiment and the second embodiment are combined and the two-way valves 10a and 10b (see FIG. 6) are installed in the pipes k2 and k3, the detected value of the temperature sensor 8 and the threshold values T1 to T4. Each device may be controlled based on the comparison (see FIG. 2).

また、前記した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加える事も可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   Each of the above-described embodiments is described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described. A part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. Further, the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

また、前記した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。   Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them, for example, by an integrated circuit. Further, the mechanisms and configurations are those that are considered necessary for the explanation, and not all the mechanisms and configurations on the product are necessarily shown.

Ｓ 集熱システム
１ 太陽光発電パネル
２ 集熱器
３ 温水槽（熱負荷装置）
４ ポンプ
５ 膨張タンク
６ 冷却器
６ａ 冷却ファン
７ 切替弁
８ 温度センサ（第１温度検出器）
９ 制御装置
９ａ 集熱運転処理部
９ｂ 冷却運転処理部
１０ａ，１０ｂ 二方弁
１１ 温度センサ（第２温度検出器）
１３ インバータ
ｐ１ 熱媒体流路
ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４ 配管（集熱用流路）
ｈ１ 伝熱管（集熱用流路）
ｋ１，ｋ４，ｋ５，ｋ６ 配管（冷却用流路）
ｈ２ 伝熱管（冷却用流路）
ｗ１ 給水管（熱負荷装置）
ｗ２ 給湯管（熱負荷装置） S Heat collection system 1 Solar power generation panel 2 Heat collector 3 Hot water tank (heat load device)
4 pump 5 expansion tank 6 cooler 6a cooling fan 7 switching valve 8 temperature sensor (first temperature detector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Control apparatus 9a Heat collection operation process part 9b Cooling operation process part 10a, 10b Two-way valve 11 Temperature sensor (2nd temperature detector)
13 Inverter p1 Heat medium flow path k1, k2, k3, k4 Piping (heat collection flow path)
h1 Heat transfer tube (heat collecting channel)
k1, k4, k5, k6 piping (cooling channel)
h2 Heat transfer tube (cooling channel)
w1 Water supply pipe (heat load device)
w2 Hot water supply pipe (heat load device)

Claims (5)

熱媒体が通流する熱媒体流路を有し、太陽熱を集熱して熱媒体に熱を与える集熱器と、
前記熱媒体流路から流出する熱媒体を、前記熱媒体流路に戻して循環させるための集熱用流路と、
前記集熱用流路に設置され、前記集熱用流路を介して熱媒体を循環させるポンプと、
前記集熱用流路に設置され、熱媒体の熱を消費する熱負荷装置と、
上流端及び下流端が前記集熱用流路に接続され、前記熱媒体流路から流出する熱媒体を冷却して前記熱媒体流路に戻すための冷却用流路と、
前記冷却用流路に設置され、熱媒体を冷却する冷却器と、
前記熱媒体流路から流出する熱媒体を、前記熱負荷装置及び前記冷却器のいずれに通流させるかを切り替える切替弁と、
前記熱媒体流路から流出する熱媒体の温度を検出する第１温度検出器と、
前記ポンプ及び前記切替弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記第１温度検出器の検出値が所定の集熱開始温度に達した場合、前記ポンプを駆動するとともに、熱媒体が前記集熱用流路を介して循環し前記冷却器を迂回するように前記切替弁を制御して集熱運転を開始する集熱運転処理部と、
前記第１温度検出器の検出値が、前記集熱開始温度よりも高い冷却開始温度に達した場合、前記ポンプを停止するとともに、熱媒体が前記冷却用流路を介して循環し前記集熱器を迂回するように前記切替弁を制御して冷却運転を開始する冷却運転処理部と、を有すること
を特徴とする集熱システム。 A heat collector having a heat medium flow path through which the heat medium flows, collecting solar heat and applying heat to the heat medium;
A heat collecting flow path for circulating the heat medium flowing out of the heat medium flow path back to the heat medium flow path;
A pump installed in the heat collecting flow path and circulating a heat medium via the heat collecting flow path;
A heat load device installed in the heat collecting flow path and consuming heat of the heat medium;
An upstream end and a downstream end are connected to the heat collecting flow path, and a cooling flow path for cooling the heat medium flowing out from the heat medium flow path and returning it to the heat medium flow path,
A cooler installed in the cooling flow path for cooling the heat medium;
A switching valve for switching the heat medium flowing out from the heat medium flow path to either the heat load device or the cooler;
A first temperature detector for detecting the temperature of the heat medium flowing out of the heat medium flow path;
A control device for controlling the pump and the switching valve,
The controller is
When the detection value of the first temperature detector reaches a predetermined heat collection start temperature, the pump is driven, and the heat medium is circulated through the heat collection flow path so as to bypass the cooler. A heat collection operation processing unit for controlling the switching valve and starting a heat collection operation; and
When the detection value of the first temperature detector reaches a cooling start temperature higher than the heat collection start temperature, the pump is stopped and a heat medium circulates through the cooling flow path to And a cooling operation processing unit that starts the cooling operation by controlling the switching valve so as to bypass the heat exchanger. 熱媒体が通流する熱媒体流路を有し、太陽熱を集熱して熱媒体に熱を与える集熱器と、
前記熱媒体流路から流出する熱媒体を、前記熱媒体流路に戻して循環させるための集熱用流路と、
前記集熱用流路に設置され、前記集熱用流路を介して熱媒体を循環させるポンプと、
前記集熱用流路に設置され、熱媒体の熱を消費する熱負荷装置と、
上流端及び下流端が前記集熱用流路に接続され、前記熱媒体流路から流出する熱媒体を冷却して前記熱媒体流路に戻すための冷却用流路と、
前記冷却用流路に設置され、熱媒体を冷却する冷却器と、
前記熱媒体流路から流出する熱媒体を、前記熱負荷装置及び前記冷却器のいずれに通流させるかを切り替える切替弁と、
前記熱媒体流路から流出する熱媒体の温度を検出する第１温度検出器と、
前記熱負荷装置に貯留される消費用の熱媒体の温度を検出する第２温度検出器と、
前記ポンプ及び前記切替弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記第１温度検出器の検出値が前記第２温度検出器の検出値よりも高くなった場合、前記ポンプを駆動するとともに、熱媒体が前記集熱用流路を介して循環し前記冷却器を迂回するように前記切替弁を制御して集熱運転を開始する集熱運転処理部と、
前記集熱運転中に前記第１温度検出器の検出値が所定の冷却開始温度に達した場合、前記ポンプを停止するとともに、熱媒体が前記冷却用流路を介して循環し前記集熱器を迂回するように前記切替弁を制御して冷却運転を開始する冷却運転処理部と、を有すること
を特徴とする集熱システム。 A heat collector having a heat medium flow path through which the heat medium flows, collecting solar heat and applying heat to the heat medium;
A heat collecting flow path for circulating the heat medium flowing out of the heat medium flow path back to the heat medium flow path;
A pump installed in the heat collecting flow path and circulating a heat medium via the heat collecting flow path;
A heat load device installed in the heat collecting flow path and consuming heat of the heat medium;
An upstream end and a downstream end are connected to the heat collecting flow path, and a cooling flow path for cooling the heat medium flowing out from the heat medium flow path and returning it to the heat medium flow path,
A cooler installed in the cooling flow path for cooling the heat medium;
A switching valve for switching the heat medium flowing out from the heat medium flow path to either the heat load device or the cooler;
A first temperature detector for detecting the temperature of the heat medium flowing out of the heat medium flow path;
A second temperature detector for detecting the temperature of the heat medium for consumption stored in the heat load device;
A control device for controlling the pump and the switching valve,
The controller is
When the detection value of the first temperature detector becomes higher than the detection value of the second temperature detector, the pump is driven, and a heat medium circulates through the heat collecting channel, and the cooler A heat collection operation processing unit that starts the heat collection operation by controlling the switching valve so as to bypass
When the detection value of the first temperature detector reaches a predetermined cooling start temperature during the heat collection operation, the pump is stopped and a heat medium circulates through the cooling flow path to cause the heat collector. And a cooling operation processing unit that starts the cooling operation by controlling the switching valve so as to bypass the heat collection system. 前記冷却用流路は、前記冷却器内に配置される伝熱管を有し、
前記冷却器は、前記冷却運転中、前記制御装置からの指令に応じて前記伝熱管に外気を送る冷却ファンを有し、
前記伝熱管の上流端は、前記伝熱管の下流端よりも上方に配置され、
前記熱媒体流路の上流端は、前記熱媒体流路の下流端よりも下方に配置されること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の集熱システム。 The cooling flow path has a heat transfer tube disposed in the cooler,
The cooler has a cooling fan that sends outside air to the heat transfer tube according to a command from the control device during the cooling operation,
The upstream end of the heat transfer tube is disposed above the downstream end of the heat transfer tube,
The heat collection system according to claim 1, wherein an upstream end of the heat medium flow path is disposed below a downstream end of the heat medium flow path. 前記制御装置からの指令に応じて前記ポンプを駆動するインバータを備え、
前記制御装置は、
前記集熱運転中、前記第１温度検出器の検出値が高いほど、前記ポンプの流量が大きくなるように前記インバータを制御すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の集熱システム。 An inverter that drives the pump in response to a command from the control device;
The controller is
3. The heat collection according to claim 1, wherein during the heat collection operation, the inverter is controlled such that the flow rate of the pump increases as the detection value of the first temperature detector increases. system. 前記集熱器に固定され、太陽光が照射されることで発電する太陽光発電パネルを備えること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の集熱システム。 The heat collection system according to claim 1, further comprising a solar power generation panel that is fixed to the heat collector and generates power when irradiated with sunlight.
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JP2018194269A (en) * 2017-05-22 2018-12-06 株式会社工藤 Heat extraction system and heat production method

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