JP3972242B2

JP3972242B2 - Air collector using solar cell and commercial power source and control method thereof

Info

Publication number: JP3972242B2
Application number: JP2002202127A
Authority: JP
Inventors: 清治駒野; 治彦鈴木
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: JP2004044892A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池と商用電源を動力源として併用する空気集熱装置とその制御方法に係り、商用電源を喪失した場合の空気集熱装置を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４に示すように、屋根面に空気集熱部を取り付け、太陽熱によって空気を暖め、暖かくなった空気を、太陽電池を動力源に用いて暖房に利用したり、暖かくなった空気を外部に排気して熱気がこもるのを防ぐ空気集熱装置が知られている。暖かくなった空気を暖房に利用したり、外部に排気して熱気がこもるのを防いだりするために、制御回路から供給される電力で駆動されるファンを設けている。そしてこのファンの吸込み側に吸込みダンパを設け、吸込みダンパと空気集熱部を棟側吸気ダクトで接続し、ファンの吹き出し側に吹き出しダンパを設け、吹き出しダンパと床下を床下送気ダクトで接続してある。また、前記吹き出しダンパと屋外を連通する屋外排気ダクトが設けられ、前記吸込みダンパと居室を連通する室内吸気ダクトが設けられている。前記吸込みダンパは、前記ファンの吸込み側を、棟側吸気ダクトと室内吸気ダクトのいずれかに連通するように位置を切り換えられるようになっており、前記吹き出しダンパは、前記ファンの吐出側を、床下送気ダクトと屋外排気ダクトのいずれかに連通するように位置を切り換えられるようになっている。
【０００３】
なお、以下の説明では、前記吸込みダンパを、前記ファンの吸込み側と空気集熱部を連通して前記ファンの吸込み側と居室の間を遮断する位置にしたとき、吸込みダンパを空気集熱部側に向けるといい、前記ファンの吸込み側と居室を連通して前記ファンの吸込み側と空気集熱部の間を遮断する位置にしたとき、吸込みダンパを居室側に向けるという。
【０００４】
同様に、前記吹き出しダンパを、前記ファンの吐出側と屋外排気ダクトを連通して前記ファンの吐出側と床下側の間を遮断する位置にしたとき、吹き出しダンパを屋外側に向けるといい、前記ファンの吐出側と床下送気ダクトを連通して前記ファンの吐出側と屋外排気ダクトの間を遮断する位置にしたとき、吹き出しダンパを床下側に向けるという。
【０００５】
前記吸込みダンパと吹き出しダンパの位置の組合せにより、次の四つのモードでファンの運転が行われる。
１．屋根集熱モード：空気集熱部から吸込み、床下に吹き出し
２．屋根排気モード：空気集熱部から吸込み、屋外に吹き出し
３．室内循環モード：室内から吸込み、床下に吹き出し
４．室内排気モード：室内から吸込み、屋外に吹き出し
なお、図４に示すように、床下と居室を連通する吹き出し口が設けられ、床下に送り込まれた空気は、この吹き出し口を経て室内へ導かれるようになっている。
【０００６】
前記制御回路は電源回路を含んで構成され、この電源回路は、第１の逆電流防止手段である整流ダイオードを介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段である整流ダイオードを介して直流電流を供給する太陽電池に接続され、このいずれか一方もしくは双方から供給される電力でファンを駆動するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記空気集熱装置は、基本的に、太陽電池の電圧が予め定められた電圧(Vp3)よりも高いときは太陽電池の電力でファンを駆動するようになっている。また、商用電源は前記電圧(Vp3)の電流を電源回路に供給するようになっており、ファン駆動中に太陽電池の出力が低下して電圧がVp3以下になったら、商用電源からの電力が電源回路に供給され、ファンは商用電源からの電力と太陽電池の電力の双方で駆動される。そして、太陽電池の出力がなくなったら、１００％商用電源の電力で駆動される。
【０００８】
商用電源が停電等により供給されない場合、太陽電池の電圧が制御回路の動作電圧（Vp1）を超えると,ファンが起動される。太陽電池は、エネルギーが少ないときでも開放電圧は高くなるという特性をもち、結果的に少ない出力でファンを回転させることになる。少ない出力でファンを回転させると急激に消費電力が増えて電圧が低下する。電圧がVp1以下になるとマイコン制御回路にリセットがかかり、ファンも停止する。すると消費電力が減るため再度電圧が上昇する、というサイクルを繰り返す。図６はこの状態をを例示したものである。このような現象が生ずるため、表示灯がチカチカ点滅するとともに、ファンが動いたり止まったりのいわゆるハンチングが繰り返され、品質上、問題がある。
【０００９】
また、ハンチングを回避するため、ファンを回転させても太陽電池の電圧が前記Vp3を下回ることのない状態においてのみファンを回転させるとすると、太陽熱による集熱は可能なのに太陽電池の出力不足で集熱装置が稼動しないケースが増え、望ましくない。
【００１０】
本発明の目的は、商用電源が喪失し、かつ太陽電池の出力が低下していても、できるだけ空気集熱装置による集熱を可能とすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、商用電源の電圧と太陽電池の電圧を検出し、商用電源が喪失した状態では、太陽電池の電圧が予め定めた第１の電圧(Vp1)以上で制御回路を動作させ、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧(Vp3)を超えたときファンを起動するとともに、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Vp3）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Vp1）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Vp2）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させることにより達成される。
【００１２】
すなわち、上記目的を達成する本発明の第１の手段は、太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、前記電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置であって、前記制御回路は、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出する電圧検出手段を備え、商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め設定された複数の電圧領域のいずれにあるかを判定し、前記複数の電圧領域に対して予め定められている制御手順を実行するように構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置である。
【００１３】
上記構成によれば、設定された太陽電池の電圧に対応して、ファンを起動する電圧領域、ファンの回転数を定格回転数よりも下げて運転すべき電圧領域、制御回路が動作を停止する前にファンを停止すべき電圧などを設定することができ、太陽電池の電圧がファンを定格回転数で運転することができない電圧であっても、集熱を実行することが可能になる。また、このように構成することで、太陽電池の電圧低下に伴なうファンの起動停止の繰り返し（ハンチング）を回避することが可能になる。
【００１４】
具体的には、上記目的は、太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、前記電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置であって、前記制御回路は、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出する電圧検出手段を備え、ファン停止中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Vp3）を超えたら前記ファンを起動し、かつ商用電源電圧が喪失している状態でファン運転中に、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Vp3）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Vp1）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Vp2）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Vp2）よりも低下したら、ファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置により達成される。
【００１５】
上記目的はまた、前記太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置において、前記制御回路は、ファン運転中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Vp3）を超えているときはそのまま運転を継続し、検出している太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Vp3）よりも低く、前記第２の電圧（Vp2）よりも高いときは、太陽電池の電圧が第２の電圧（Vp2）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、検出している太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Vp2）よりも低いとき及びファン回転数を低下させても太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Vp2）よりも低下したときはファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置によっても達成される。
【００１６】
また、太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、前記電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法であって、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出し、商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め設定された複数の電圧領域のいずれにあるかを判定し、前記複数の電圧領域に対して予め定められている制御手順を実行するように構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法としてもよい。
【００１７】
具体的に、太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、前記電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法であって、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出し、ファン停止中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Vp3）を超えたら前記ファンを起動し、かつ商用電源電圧が喪失している状態でファン運転中に、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Vp3）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Vp1）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Vp2）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Vp2）よりも低下したら、ファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法としてもよい。
【００１８】
また、前記太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法において、ファン運転中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Vp3）を超えているときはそのまま運転を継続し、検出している太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Vp3）よりも低く、前記第２の電圧（Vp2）よりも高いときは、太陽電池の電圧が第２の電圧（Vp2）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、検出している太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Vp2）よりも低いとき及びファン回転数を低下させても太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Vp2）よりも低下したときはファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法としてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図４に本実施の形態にかかる空気集熱装置の全体構成の概要を示す。先に図４を参照して従来技術を説明したが、従来技術と本実施の形態が異なるのは、制御回路の構成である。
【００２０】
図示の空気集熱装置は、屋根面に配置されて太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、この空気集熱部に接続された棟側吸気ダクトと、棟側吸気ダクトに電動駆動の吸込みダンパを介して接続されたファンと、このファンの吐出側に電動駆動の吹き出しダンパを介して接続され、下流端が居室の床下の区画に開口する床下送気ダクトと、居室と前記吸込みダンパを接続する室内吸気ダクトと、前記吹き出しダクトと屋外を接続する屋外排気ダクトと、太陽光により電力を発生する太陽電池と、太陽電池及び商用電源を電源として前記吸込みダンパと吹き出しダンパ及びファンを駆動し、制御する制御回路と、を含んで構成されている。前記床下区画は、床に形成された開口により居室と連通されている。
【００２１】
前記吸込みダンパは、四角形のダンパ本体をその一辺に固着された軸を回転軸として回転させて、棟側吸気ダクトと室内吸気ダクトのいずれか一方をファンの吸込み口に連通するようになっている。ダンパ本体を中間位置におけば、棟側吸気ダクトと室内吸気ダクトの双方をファンの吸込み口に連通することも可能になっている。
【００２２】
同様に、前記吹き出しダンパは、四角形のダンパ本体をその一辺に固着された軸を回転軸として回転させて、屋外排気ダクトと床下送気ダクトのいずれか一方をファンの吐出口に連通するようになっている。ダンパ本体を中間位置におけば、屋外排気ダクトと床下送気ダクトの双方をファンの吐出口に連通することも可能になっている。
【００２３】
次に、前記制御回路の構成を説明する。本実施の形態における制御回路は、図１に示すように、商用電源に第１の逆電流防止手段である整流ダイオードを介して接続されているとともに、ソーラー電源（太陽電池、以下同じ）に第２の逆電流防止手段である整流ダイオードを介して接続されている電源回路と、複数の温度入力回路及び前記商用電源と前記整流ダイオードを結ぶ電路及びソーラー電源と前記整流ダイオードを結ぶ電路に接続されたマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）と、マイコンに接続されたファンモータ制御回路、吸込みダンパ制御回路、吹き出しダンパ制御回路を備え、ファンモータ制御回路はファンモータに、吸込みダンパ制御回路は吸込みダンパに、吹き出しダンパ制御回路は吹き出しダンパに、それぞれ接続されている。マイコンは、ファンモータ制御回路を介してファンの回転数制御を行うことができるようになっている。
【００２４】
制御回路のマイコンは、前記整流ダイオード上流側の太陽電池の電圧と、同じく整流ダイオード上流側の商用電源電圧を常時検出している電圧検出手段を備えている。制御回路には、図示されていない制御盤が設けられ、装置の運転者は、この制御盤で必要な指示や設定値を入力する。
【００２５】
本実施の形態における商用電源は、商用のＡＣ１００Ｖをもとに直流の電流を発生する直流電源装置である。したがって、商用電源、ソーラー電源は共に直流電源であって整流の必要はなく、整流ダイオードの目的は逆流防止である。逆流防止手段がないと、商用電源よりもソーラー電源の方が電圧が低い場合にソーラー電源に電流が逆流するし、逆にソーラー電源の方が商用電源よりも電圧が高い場合、商用電源（直流電源装置）に逆電圧が加わり、故障する可能性がある。整流ダイオードはそのような事態を防止するために設けられている。
【００２６】
本実施の形態の空気集熱装置は、吸込みダンパと吹き出しダンパの位置の組合せを変えることで、次の四つの運転モードで運転されるようになっている。
１．屋根集熱モード：空気集熱部から吸込み、床下に吹き出し
２．屋根排気モード：空気集熱部から吸込み、屋外に吹き出し
３．室内循環モード：室内から吸込み、床下に吹き出し
４．室内排気モード：室内から吸込み、屋外に吹き出し
５．待機モード：ファン停止、ダンパは室内循環モードと同じ状態
以下、本実施の形態の制御につき説明する。本実施の形態では、ファンの駆動に、商用電源とソーラー電源のいずれか一方もしくは双方の電力を使用する。
【００２７】
商用電源の出力電圧はファンの定格回転数に対応する電圧Vp3に設定され、ソーラー電源の電圧がVp3よりも低くなると、整流ダイオードを介して自動的に商用電源から電源回路に電流が送り込まれ、ソーラー電源の電流を補うようになる。逆にソーラー電源の電圧がVp3よりも高いと、商用電源からは電源回路へは電流は流れない。ソーラー電源のパワーが十分にある場合は、電流は１００％ソーラー電源から供給される。ソーラー電源のパワーが必要電力の５０％に落ちてきた場合は、５０％がソーラー電源から、残り５０％が商用電源から供給され、電圧はVp3に維持される。すなわち、商用電源とソーラー電源の切替は特に制御されず、前記整流ダイオードを介した接続により、電圧の高い方から自然に電流が供給される。
【００２８】
太陽電池は、太陽エネルギが少ないときでも開放電圧（負荷をつながない場合の電圧）は、商用電源の電圧以上に上昇する。この状態から負荷電流を増やしていくと次第に電圧は低下するが、商用電源がバックアップしているので、商用電源の電圧Vp3まで低下すると、それ以上の負荷電流は商用電源から供給され、電源回路の電圧はそれ以上は低下せず、Vp3に維持される。
【００２９】
したがって、商用電源が生きていれば、ソーラー電源の電圧が低下してもファンの運転は継続され、空気集熱部による集熱は中断されない。この場合、マイコンの電圧検出手段が検出した電圧は制御には利用されない。また、制御回路はファンの回転数制御を行うことができるように構成されているので、商用電源による回転数制御運転も可能である。
【００３０】
一方、商用電源が停電等により停止（喪失）すると、マイコンは前記電圧検出手段が検出する商用電源の電圧の低下により商用電源喪失を確認し、ソーラー電源のみによるファンの運転制御を開始する。
【００３１】
以下、図２を参照して、ソーラー電源のみによるファンの運転制御につき、説明する。図２は、横軸に電圧検出手段で検出される太陽電池（この場合、電源回路の電圧と同じになる）の電圧をとり、縦軸に運転状態を示してある。横軸に設定された第１の電圧Vp1は、制御回路の動作が開始される電圧で、太陽電池の電圧がこの電圧よりも高いとき、制御回路が作動し、太陽電池の電圧Vsがこの電圧よりも低いと、制御回路がリセットされて作動を停止する。第２の電圧Vp2は、ファンが停止され、吸込みダンパ、吹き出しダンパが待機状態に移行される電圧である。第３の電圧Vp3は、ファンの定格回転数に対応する電圧で、この電圧でファンの回転が起動される。
【００３２】
商用電源が喪失したとき、電源回路の電圧はソーラー電源の電圧となる。ソーラー電源電圧Vsが前記Vp1を超えていると、制御回路のマイコンは引き続き作動を継続するし、ソーラー電源電圧Vsが前記Vp1未満であれば、マイコンは作動を停止し、ファンは停止する。図５に制御の手順を示す。
【００３３】
商用電源が喪失時、ソーラー電源電圧Vsが前記Vp1を超えている場合、制御回路のマイコンは引き続き作動を継続する。マイコンは商用電源の喪失を確認（手順１０１）すると、ファンが運転中かどうかを判断し（手順１０２）、ファンが運転中のときは、検出したソーラー電源電圧Vsが前記Vp3以上であるかどうかを判断する（手順１０３）。Vsが前記Vp3以上であればそのまま定格回転数での運転を継続し（手順１０４）、Vsが前記Vp3未満であれば手順１０５に進んで、ソーラー電源電圧VsがVp2＜Vs＜Vp3の範囲にあるかどうかを判断する。VsがVp2＜Vs＜Vp3の範囲であれば、ファンの回転数を低下させてソーラー電源電圧VsがVp2以下になるのを防ぐ（手順１０６）。ソーラー電源電圧VsがVp2以下になったら、ファンを停止する（手順１０７）。
【００３４】
商用電源の喪失を確認したとき、ファンが停止していたときは、手順１０８に進み、他の制御条件がファンの運転を指示しているかどうかを確認する。他の制御条件がファンの運転を指示していない場合は、所定の時間経過後（手順１１３）、手順１０８に戻る。他の制御条件がファンの運転を指示している場合、手順１０９に進み、検出したソーラー電源電圧Vsが前記Vp3以上あるかどうかを判断する。電圧Vsが前記Vp3以上であればファンを起動して（手順１１０）、徐々に回転を上昇させ（手順１１１）、定格回転数とする（手順１１２）。手順１０９で、電圧Vsが前記Vp3未満の場合、所定の時間経過後（手順１１４）、手順１０９に戻る。
【００３５】
なお、図５に示した手順は所定のサンプリング時間間隔繰り返され、手順１０７でファンを停止した場合、手順１０９へ進み、手順１０４，１０６、１１２からは手順１０３へ進んで図示の手順を繰り返す。
【００３６】
商用電源が喪失したとき、ソーラー電源電圧Vsが前記Vp1未満であれば、マイコンは制御動作を停止し、ファンは停止する。この場合、ソーラー電源電圧Vsが前記Vp1を回復すると、その時点でマイコンは制御動作を開始し、図５に示した手順１０１から上述の制御を実行する。
【００３７】
手順１１４の待機状態から電圧が上昇してVp3を超えると、マイコンの指示により、ダンパが予め設定された運転モードに対応する位置に動かされ、次いで、ファンが起動される。ファンが起動されたら、低回転からゆっくり回転を上げてゆき、消費電力を徐々に増やしてゆく。例えば、定格回転数を１００％として、１％／sec程度のペースで定格回転数まで回転を上げてゆく。
【００３８】
ファンの運転中に電圧がVp3以下に低下すると、マイコンは次第にファンの回転数を低下させ、電圧がVp2以下に低下するのを防ぐように制御する。ファンの回転数を低下させても電圧がVp2に低下したら、ファンが停止され、待機状態（待機モード）に移行する。例えば、太陽電池の電圧がVp3あるいはそれ以上のとき、ファン回転数を定格回転数（１００％）で運転し、太陽電池の電圧VsがVp3とVp2の間では、
ファン回転数（％）＝１００・（Vs−Vp2）／（Vp3−Vp2）（％）
として運転する。ファン回転数をこのように制御することで、太陽電池の電圧の低下に伴なって負荷が低減され、太陽電池の電圧低下が抑制される。
【００３９】
待機状態で待機しているうちにさらに電圧が低下し、Vp1以下になったら、制御回路が作動を停止し、完全な停止状態となる。
【００４０】
このように、制御回路が作動を開始する電圧Vp1と、ファンが起動される電圧Vp3に差を設け、さらに、電圧がVp3よりも低下した段階で直ちにファンを停止するのではなく、前記Vp1よりも高い第２の電圧Vp2まで低下してからファンを停止するので、商用電源を喪失し、太陽電池だけでファンを駆動する場合でも、日射量の変化に伴なう電圧の変動で生ずるシステムのハンチング現象を避けることができる。
【００４１】
図３に、この場合の太陽電池の電圧と消費電力の挙動の例を模式的に示す。この例では、ダンパの作動がない場合を示している。
【００４２】
第２の電圧Vp2は、ファンは運転できないが、消費電力の少ない吸込みダンパ、吹き出しダンパの作動が可能な電圧に設定され、待機状態では、吸込みダンパと吹き出しダンパは、制御回路に制御されて予め指定された状態（吸込みダンパ：室内側、吹き出しダンパ：床下側）に移行する。
【００４３】
本実施の形態では、第２の電圧Vp2は、ファンは運転できないが、消費電力の少ない吸込みダンパ、吹き出しダンパの作動が可能な電圧に設定されているが、必ずしも、ファンの運転ができない電圧に設定する必要はなく、ファンの実用上要求される最低回転数を賄える電圧とすればよい。
【００４４】
本実施の形態によれば、商用電源が使えなくなった場合でも、太陽電池の出力に応じた回転数にファンの回転数を制御して太陽電池の出力が急激に低下するのを防ぐことができるので、太陽熱による空気への集熱を継続することが可能になる。また、太陽電池の出力が低下した場合のファンの運転のハンチングを避けることが可能になる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、空気集熱装置の制御を、太陽電池と商用電源を併用して行う構成において、商用電源が喪失し、かつ太陽電池の出力が低下していても、空気集熱装置による集熱を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気集熱装置の制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における太陽電池の電圧と、電圧に対応して設定された運転状態を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における太陽電池出力の変動と消費電力の関係を示す概念図である。
【図４】空気集熱装置の全体構成を模式的に示す断面概念図である。
【図５】本発明の実施の形態における制御手順の例を示す手順図である。
【図６】従来技術における、商用電源喪失の際の太陽電池出力の変動と消費電力の関係を示す概念図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air heat collecting apparatus that uses a solar cell and a commercial power source as a power source and a control method thereof, and relates to a technique for controlling the air heat collecting apparatus when the commercial power source is lost.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 4, an air heat collecting part is attached to the roof surface, the air is warmed by solar heat, the warmed air is used for heating by using a solar cell as a power source, or the warmed air is used. 2. Description of the Related Art An air heat collecting apparatus that exhausts outside to prevent hot air from being accumulated is known. A fan that is driven by electric power supplied from a control circuit is provided to use the warmed air for heating or to prevent the air from being exhausted to the outside. Then, a suction damper is provided on the suction side of the fan, the suction damper and the air heat collecting part are connected by a ridge side intake duct, a blowout damper is provided on the blowout side of the fan, and the blowout damper and the underfloor are connected by an underfloor air supply duct. It is. An outdoor exhaust duct that communicates with the blowing damper and the outdoors is provided, and an indoor intake duct that communicates between the suction damper and the living room is provided. The suction damper can be switched in position so that the suction side of the fan communicates with either the wing-side intake duct or the indoor intake duct, and the blow-out damper has a discharge side of the fan, The position can be switched so as to communicate with either the underfloor air duct or the outdoor exhaust duct.
[0003]
In the following description, when the suction damper is in a position where the suction side of the fan communicates with the air heat collecting portion and the space between the suction side of the fan and the room is blocked, the suction damper is moved to the air heat collecting portion. It is said that the suction damper is directed toward the room when the suction side of the fan and the living room are communicated with each other and the space between the suction side of the fan and the air heat collecting unit is cut off.
[0004]
Similarly, when the blowing damper is in a position where the discharge side of the fan and the outdoor exhaust duct communicate with each other to block between the discharge side of the fan and the underfloor side, the blowing damper may be directed to the outdoor side, When the discharge side of the fan and the underfloor air supply duct are communicated with each other and the position between the discharge side of the fan and the outdoor exhaust duct is cut off, the blowing damper is said to be directed under the floor.
[0005]
The fan is operated in the following four modes depending on the combination of the positions of the suction damper and the blowout damper.
1. Roof heat collection mode: Air is sucked in from the air heat collecting section and blown out under the floor. 2. Roof exhaust mode: Air is sucked in from the air collector and blown out outdoors. Indoor circulation mode: Suction from the room and blow out under the floor 4. Indoor exhaust mode: Air is sucked in from the room and blown out outdoors. As shown in FIG. 4, a blow-out opening communicating the under-floor and the living room is provided, and the air sent under the floor is led into the room through this blow-out opening. It has become.
[0006]
The control circuit includes a power supply circuit. The power supply circuit includes a commercial power supply that supplies a direct current via a rectifier diode that is a first reverse current prevention means, and a rectification that is a second reverse current prevention means. It is connected to a solar cell that supplies a direct current through a diode, and the fan is driven by electric power supplied from one or both of them.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The air heat collector basically drives the fan with the electric power of the solar cell when the voltage of the solar cell is higher than a predetermined voltage (Vp3). In addition, the commercial power supply supplies the voltage (Vp3) current to the power supply circuit.If the output of the solar cell decreases and the voltage drops below Vp3 during fan operation, the power from the commercial power supply is reduced. The power is supplied to the power supply circuit, and the fan is driven by both the power from the commercial power source and the power from the solar battery. And if the output of a solar cell is lost, it will drive with the electric power of 100% commercial power.
[0008]
When commercial power is not supplied due to a power failure or the like, the fan is activated when the voltage of the solar cell exceeds the operating voltage (Vp1) of the control circuit. The solar cell has a characteristic that the open circuit voltage becomes high even when the energy is low, and as a result, the fan is rotated with a small output. When the fan is rotated with a small output, the power consumption increases rapidly and the voltage drops. When the voltage drops below Vp1, the microcomputer control circuit is reset and the fan stops. Then, the cycle of increasing the voltage again because power consumption is reduced is repeated. FIG. 6 illustrates this state. Since such a phenomenon occurs, the indicator light blinks in a blinking manner, and so-called hunting in which the fan moves or stops is repeated, which causes a problem in quality.
[0009]
In addition, in order to avoid hunting, if the fan is rotated only in a state where the voltage of the solar cell does not fall below the Vp3 even when the fan is rotated, the solar cell can collect heat but the solar cell output is insufficient. The number of cases where the heat device does not operate increases, which is not desirable.
[0010]
An object of the present invention is to enable heat collection by an air heat collecting device as much as possible even when a commercial power source is lost and the output of a solar cell is lowered.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The purpose is to detect the voltage of the commercial power source and the voltage of the solar cell, and in the state where the commercial power source is lost, operate the control circuit with the voltage of the solar cell equal to or higher than a predetermined first voltage (Vp1). When the voltage of the battery exceeds the predetermined third voltage (Vp3), the fan is started, and when the voltage of the solar cell becomes lower than the third voltage (Vp3), the voltage of the solar cell is changed to the control circuit. Is achieved by lowering the rotational speed of the fan so that it does not drop below a predetermined second voltage (Vp2) that is higher than the lower limit first voltage (Vp1).
[0012]
That is, the first means of the present invention that achieves the above object includes an air heat collecting unit that heats air by solar heat, and a suction side connected to the air heat collecting unit and driven by electric power supplied from the power supply circuit. And a control circuit for controlling the operation of the fan using the power supply circuit as a power supply, and the power supply circuit supplies a direct current via first reverse current prevention means And an air heat collector that uses both a solar cell and a commercial power source, connected to both of the solar cells that supply a direct current via the second reverse current prevention means, wherein the control circuit includes: When detecting that the commercial power supply voltage is lost, it is provided with voltage detection means for detecting the commercial power supply voltage upstream of the reverse current prevention means and the solar battery voltage upstream of the second reverse current prevention means. The voltage of the solar cell Air collector that uses a commercial battery and a solar battery that is configured to determine which one of the plurality of voltage regions is in place and to execute a predetermined control procedure for the plurality of voltage regions Device.
[0013]
According to the above configuration, the voltage range for starting the fan, the voltage range for operating the fan at a speed lower than the rated speed, and the control circuit stop operating in accordance with the set solar cell voltage. The voltage at which the fan should be stopped before can be set, and heat collection can be performed even if the voltage of the solar cell is a voltage at which the fan cannot be operated at the rated speed. Further, by configuring in this way, it is possible to avoid repeated start / stop (hunting) of the fan accompanying the voltage drop of the solar cell.
[0014]
Specifically, the object is to collect air by means of solar heat, an air collecting unit, a fan connected to the air collecting unit on the suction side and driven by electric power supplied from the power circuit, and the power source A control circuit that controls the operation of the fan using a circuit as a power source, the power supply circuit including a commercial power source that supplies a direct current via a first reverse current prevention means, and a second reverse current An air heat collecting apparatus that uses both a solar battery and a commercial power source, connected to both of the solar batteries that supply direct current through the prevention means, wherein the control circuit is upstream of the first reverse current prevention means Of the commercial power supply voltage and the second reverse current prevention means upstream of the solar cell voltage, and detecting the loss of the commercial power supply voltage when the fan is stopped is detected. A third battery with a predetermined battery voltage If the voltage of the solar cell becomes lower than the third voltage (Vp3) during the fan operation with the commercial power supply voltage lost and the fan is started when exceeding (Vp3), The fan speed is reduced so that the voltage does not fall below the predetermined second voltage (Vp2), which is higher than the lower limit first voltage (Vp1) at which the control circuit operates. When the voltage drops below the second voltage (Vp2), this is achieved by an air heat collecting apparatus that uses a commercial battery and a solar battery configured to stop the fan and shift to a standby state.
[0015]
The above object is also provided in the air heat collecting apparatus that uses both the solar cell and the commercial power source. When the control circuit detects that the commercial power source voltage is lost during the fan operation, the voltage of the solar cell is predetermined. When the voltage exceeds the third voltage (Vp3), the operation is continued as it is, and the detected solar cell voltage is lower than the third voltage (Vp3) and lower than the second voltage (Vp2). Is higher than the second voltage (Vp2), the fan speed is decreased so that the solar cell voltage does not decrease below the second voltage (Vp2), and the detected solar cell voltage is higher than the second voltage (Vp2). A solar cell and a commercial power source configured to stop the fan and shift to a standby state when the voltage of the solar cell is lower than the second voltage (Vp2) even when the fan speed is low or when the fan speed is reduced Is also achieved by air collectors .
[0016]
Further, an air heat collecting unit that heats air by solar heat, a fan that is connected to the air heat collecting unit at a suction side and driven by electric power supplied from the power supply circuit, and the power supply circuit as a power source A control circuit for controlling the operation, the power supply circuit comprising a commercial power source for supplying a direct current through the first reverse current prevention means and a direct current through the second reverse current prevention means. A method of controlling an air heat collecting apparatus that is connected to both of a solar cell and a solar cell and uses a commercial power source, wherein the commercial power source voltage and the second reverse current upstream of the first reverse current preventing means are provided. When the solar cell voltage on the upstream side of the current prevention means is detected and it is detected that the commercial power supply voltage is lost, it is determined which of the plurality of preset voltage regions the voltage of the detected solar cell is in And determine the voltage range. Control procedure defined in advance Te may be a control method of an air heat collector used in combination solar cell and a commercial power source that is configured to run.
[0017]
Specifically, an air heat collecting unit that heats air by solar heat, a fan that is connected to the air heat collecting unit at a suction side and driven by electric power supplied from the power supply circuit, and the power supply circuit as a power source A control circuit for controlling the operation of the fan, wherein the power supply circuit includes a commercial power supply for supplying a direct current via the first reverse current prevention means and a second reverse current prevention means. A method of controlling an air heat collecting apparatus, which is connected to both solar cells for supplying a direct current and uses both a solar cell and a commercial power source, the commercial power source voltage upstream of the first reverse current preventing means and the second When the solar cell voltage upstream of the reverse current prevention means is detected and it is detected that the commercial power supply voltage is lost while the fan is stopped, the detected voltage of the solar cell is a predetermined third voltage ( If Vp3) is exceeded, start the fan If the voltage of the solar cell becomes lower than the third voltage (Vp3) during the fan operation with the commercial power supply voltage lost, the voltage of the solar cell becomes the first lower limit at which the control circuit operates. When the number of rotations of the fan is decreased so as not to be lower than a predetermined second voltage (Vp2) that is higher than the voltage (Vp1) and the voltage of the solar cell is lower than the second voltage (Vp2), It is good also as a control method of the air heat collecting device which uses together the solar cell and commercial power source which are comprised so that a fan may be stopped and it may transfer to a standby state.
[0018]
Moreover, in the control method of the air heat collecting apparatus using both the solar cell and the commercial power source, when it is detected that the commercial power source voltage is lost during the fan operation, the voltage of the solar cell is set to a predetermined third voltage. When it exceeds (Vp3), the operation is continued, and when the detected voltage of the solar cell is lower than the third voltage (Vp3) and higher than the second voltage (Vp2), The rotation speed of the fan is decreased so that the voltage of the solar cell does not decrease below the second voltage (Vp2), and when the detected voltage of the solar cell is lower than the second voltage (Vp2) and the fan rotation If the solar cell voltage drops below the second voltage (Vp2) even if the number is reduced, the air collection system that uses a commercial power supply together with the solar cell configured to stop the fan and shift to the standby state It is good also as a control method of a thermal apparatus.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows an outline of the overall configuration of the air heat collecting apparatus according to the present embodiment. The prior art has been described above with reference to FIG. 4, but the configuration of the control circuit is different from the prior art in this embodiment.
[0020]
The air collector shown in the figure is arranged on a roof surface to heat air by solar heat, a wing side intake duct connected to the air heat collection portion, and an electric drive suction to the wing side intake duct A fan connected via a damper, an underfloor air supply duct connected to the discharge side of the fan via an electrically driven blow damper, and having a downstream end opened to a section under the floor of the living room, a living room, and the suction damper The indoor intake duct to be connected, the outdoor exhaust duct that connects the blowout duct and the outside, the solar battery that generates electric power by sunlight, and the suction damper, the blowout damper, and the fan are driven by using the solar battery and the commercial power supply as a power source. And a control circuit for controlling. The underfloor compartment communicates with the living room through an opening formed in the floor.
[0021]
The suction damper is configured such that either a ridge-side intake duct or an indoor intake duct is communicated with a fan suction port by rotating a square damper main body around a shaft fixed to one side thereof as a rotation axis. . If the damper main body is located at an intermediate position, it is possible to connect both the wing-side intake duct and the indoor intake duct to the fan intake port.
[0022]
Similarly, the blowout damper is configured to rotate one of a square damper main body and a shaft fixed to one side thereof as a rotation axis so that either the outdoor exhaust duct or the underfloor air supply duct communicates with the fan outlet. It has become. If the damper main body is in the middle position, both the outdoor exhaust duct and the underfloor air supply duct can be communicated with the fan outlet.
[0023]
Next, the configuration of the control circuit will be described. As shown in FIG. 1, the control circuit in the present embodiment is connected to a commercial power source via a rectifier diode that is a first reverse current prevention means, and is connected to a solar power source (solar cell, the same applies hereinafter). 2 connected to a power supply circuit connected through a rectifier diode as a reverse current prevention means, a plurality of temperature input circuits, an electric circuit connecting the commercial power supply and the rectifier diode, and an electric circuit connecting the solar power supply and the rectifier diode. Equipped with a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer), a fan motor control circuit connected to the microcomputer, a suction damper control circuit, and a blow damper control circuit. The fan motor control circuit is a fan motor, and the suction damper control circuit is a suction damper. The blowing damper control circuit is connected to the blowing damper. The microcomputer can control the rotational speed of the fan via the fan motor control circuit.
[0024]
The microcomputer of the control circuit includes voltage detection means that constantly detects the voltage of the solar cell upstream of the rectifier diode and the commercial power supply voltage upstream of the rectifier diode. The control circuit is provided with a control panel (not shown), and an operator of the apparatus inputs necessary instructions and set values on the control panel.
[0025]
The commercial power supply in the present embodiment is a direct current power supply device that generates a direct current based on a commercial AC100V. Therefore, the commercial power supply and the solar power supply are both DC power supplies and need not be rectified, and the purpose of the rectifier diode is to prevent backflow. Without backflow prevention means, if the voltage of the solar power supply is lower than that of the commercial power supply, the current flows backward to the solar power supply. Conversely, if the voltage of the solar power supply is higher than that of the commercial power supply, the commercial power supply (DC There is a possibility that a reverse voltage is applied to the power supply device, resulting in a failure. The rectifier diode is provided to prevent such a situation.
[0026]
The air heat collecting apparatus of the present embodiment is operated in the following four operation modes by changing the combination of the positions of the suction damper and the blowout damper.
1. Roof heat collection mode: Air is sucked in from the air heat collecting section and blown out under the floor. 2. Roof exhaust mode: Air is sucked in from the air collector and blown out outdoors. Indoor circulation mode: Suction from the room and blow out under the floor 4. 4. Indoor exhaust mode: Suction from the room and blow out to the outdoors. Standby mode: The fan is stopped and the damper is in the same state as in the indoor circulation mode, and the control of this embodiment will be described. In this embodiment, electric power of one or both of a commercial power source and a solar power source is used for driving the fan.
[0027]
The output voltage of the commercial power supply is set to the voltage Vp3 corresponding to the rated speed of the fan.When the solar power supply voltage becomes lower than Vp3, current is automatically sent from the commercial power supply to the power supply circuit via the rectifier diode, It supplements the current of the solar power supply. Conversely, when the voltage of the solar power supply is higher than Vp3, no current flows from the commercial power supply to the power supply circuit. If the power of the solar power source is sufficient, the current is supplied from the 100% solar power source. When the power of the solar power source falls to 50% of the required power, 50% is supplied from the solar power source, the remaining 50% is supplied from the commercial power source, and the voltage is maintained at Vp3. That is, switching between the commercial power source and the solar power source is not particularly controlled, and a current is naturally supplied from the higher voltage side by the connection via the rectifier diode.
[0028]
In solar cells, even when solar energy is low, the open voltage (voltage when no load is connected) rises above the voltage of the commercial power supply. If the load current is increased from this state, the voltage gradually decreases.However, since the commercial power supply is backing up, when the voltage drops to the commercial power supply voltage Vp3, more load current is supplied from the commercial power supply. The voltage does not drop any further and remains at Vp3.
[0029]
Therefore, if the commercial power supply is alive, the fan operation is continued even if the voltage of the solar power supply is lowered, and the heat collection by the air heat collection unit is not interrupted. In this case, the voltage detected by the voltage detection means of the microcomputer is not used for control. Further, since the control circuit is configured so as to be able to control the rotational speed of the fan, the rotational speed control operation by the commercial power supply is also possible.
[0030]
On the other hand, when the commercial power supply is stopped (lost) due to a power failure or the like, the microcomputer confirms the loss of the commercial power supply due to the voltage drop of the commercial power supply detected by the voltage detection means, and starts the fan operation control using only the solar power supply.
[0031]
Hereinafter, with reference to FIG. 2, the operation control of the fan using only the solar power source will be described. In FIG. 2, the horizontal axis represents the voltage of a solar cell (in this case, the same as the voltage of the power supply circuit) detected by the voltage detection means, and the vertical axis represents the operating state. The first voltage Vp1 set on the horizontal axis is a voltage at which the operation of the control circuit is started. When the voltage of the solar cell is higher than this voltage, the control circuit is activated, and the voltage Vs of the solar cell becomes this voltage. If lower, the control circuit is reset to stop operation. The second voltage Vp2 is a voltage at which the fan is stopped and the suction damper and the blowout damper are shifted to the standby state. The third voltage Vp3 is a voltage corresponding to the rated rotational speed of the fan, and the rotation of the fan is activated by this voltage.
[0032]
When the commercial power supply is lost, the voltage of the power supply circuit becomes the voltage of the solar power supply. If the solar power supply voltage Vs exceeds Vp1, the microcomputer of the control circuit continues to operate. If the solar power supply voltage Vs is less than Vp1, the microcomputer stops operating and the fan stops. FIG. 5 shows a control procedure.
[0033]
When the commercial power supply is lost, if the solar power supply voltage Vs exceeds Vp1, the microcomputer of the control circuit continues to operate. When the microcomputer confirms the loss of the commercial power supply (procedure 101), it determines whether the fan is operating (procedure 102). If the fan is operating, whether the detected solar power supply voltage Vs is equal to or higher than Vp3. Is determined (procedure 103). If Vs is equal to or higher than Vp3, the operation at the rated speed is continued (procedure 104). If Vs is less than Vp3, the process proceeds to step 105, and the solar power supply voltage Vs falls within the range of Vp2 <Vs <Vp3. Determine if there is. If Vs is in the range of Vp2 <Vs <Vp3, the rotational speed of the fan is reduced to prevent the solar power supply voltage Vs from becoming Vp2 or less (procedure 106). When the solar power supply voltage Vs becomes Vp2 or less, the fan is stopped (procedure 107).
[0034]
When the loss of the commercial power supply is confirmed, if the fan is stopped, the procedure proceeds to step 108, and it is confirmed whether another control condition instructs the operation of the fan. When other control conditions do not instruct the operation of the fan, after a predetermined time has elapsed (procedure 113), the procedure returns to procedure 108. If another control condition instructs the operation of the fan, the process proceeds to step 109, and it is determined whether or not the detected solar power supply voltage Vs is equal to or higher than the Vp3. If the voltage Vs is equal to or higher than Vp3, the fan is started (procedure 110), the rotation is gradually increased (procedure 111), and the rated rotational speed is set (procedure 112). If the voltage Vs is less than Vp3 in step 109, the process returns to step 109 after a predetermined time has elapsed (step 114).
[0035]
The procedure shown in FIG. 5 is repeated at a predetermined sampling time interval. When the fan is stopped in procedure 107, the procedure proceeds to procedure 109. From procedures 104, 106, and 112, the procedure proceeds to procedure 103 and the procedure shown in the figure is repeated.
[0036]
When the commercial power supply is lost, if the solar power supply voltage Vs is less than Vp1, the microcomputer stops the control operation and the fan stops. In this case, when the solar power supply voltage Vs recovers the Vp1, the microcomputer starts the control operation at that time, and executes the above-described control from the procedure 101 shown in FIG.
[0037]
When the voltage rises from the standby state in step 114 and exceeds Vp3, the damper is moved to a position corresponding to a preset operation mode according to an instruction from the microcomputer, and then the fan is started. When the fan starts up, it slowly increases from low rotation to gradually increase power consumption. For example, assuming that the rated rotational speed is 100%, the rotational speed is increased to the rated rotational speed at a pace of about 1% / sec.
[0038]
When the voltage drops below Vp3 during fan operation, the microcomputer gradually controls the fan speed to prevent the voltage from dropping below Vp2. If the voltage drops to Vp2 even if the number of rotations of the fan is reduced, the fan is stopped and a standby state (standby mode) is entered. For example, when the voltage of the solar battery is Vp3 or higher, the fan speed is operated at the rated speed (100%), and when the voltage Vs of the solar battery is between Vp3 and Vp2,
Fan speed (%) = 100 · (Vs-Vp2) / (Vp3-Vp2) (%)
Drive as. By controlling the fan rotation speed in this way, the load is reduced as the voltage of the solar cell decreases, and the voltage decrease of the solar cell is suppressed.
[0039]
When the voltage further decreases while waiting in the standby state and becomes Vp1 or less, the control circuit stops operating, and is completely stopped.
[0040]
In this way, there is a difference between the voltage Vp1 at which the control circuit starts to operate and the voltage Vp3 at which the fan is activated, and the fan is not stopped immediately when the voltage drops below Vp3, but from the Vp1 Since the fan is stopped after the voltage drops to the higher second voltage Vp2, even if the commercial power supply is lost and the fan is driven only by solar cells, the system is caused by fluctuations in the voltage due to changes in the amount of solar radiation. Hunting phenomenon can be avoided.
[0041]
FIG. 3 schematically shows an example of the behavior of the voltage and power consumption of the solar cell in this case. In this example, the case where there is no operation of the damper is shown.
[0042]
The second voltage Vp2 is set to a voltage that allows the suction damper and the blowout damper to operate with low power consumption although the fan cannot operate. In the standby state, the suction damper and the blowout damper are controlled in advance by the control circuit. Transition to the specified state (suction damper: indoor side, blowout damper: under floor).
[0043]
In the present embodiment, the second voltage Vp2 is set to a voltage at which the suction damper and the blowout damper with low power consumption can be operated although the fan cannot be operated, but is not necessarily a voltage at which the fan cannot be operated. It is not necessary to set the voltage, and the voltage may be set so as to cover the minimum rotational speed required for practical use of the fan.
[0044]
According to the present embodiment, even when the commercial power supply cannot be used, it is possible to prevent the output of the solar cell from abruptly decreasing by controlling the rotational speed of the fan to the rotational speed corresponding to the output of the solar battery. Therefore, it is possible to continue collecting heat into the air by solar heat. Moreover, it becomes possible to avoid the hunting of the operation of the fan when the output of the solar cell is lowered.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the configuration in which the control of the air heat collecting device is performed by using both the solar battery and the commercial power source, even if the commercial power source is lost and the output of the solar cell is reduced, the air heat collecting device is controlled. Heat collection can be continued.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control circuit of an air heat collecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the voltage of the solar cell and the operating state set corresponding to the voltage in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the relationship between the variation of the solar cell output and the power consumption in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual cross-sectional view schematically showing the entire configuration of the air heat collecting apparatus.
FIG. 5 is a procedure diagram showing an example of a control procedure in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing the relationship between fluctuations in solar cell output and power consumption when commercial power is lost in the prior art.

Claims

太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置であって、前記制御回路は、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出する電圧検出手段を備え、ファン停止中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えたら前記ファンを起動し、かつ商用電源電圧が喪失している状態でファン運転中に、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Ｖｐ１）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したら、ファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置。 An air heat collecting unit for heating air by solar heat, a fan connected to the air collecting unit on the suction side and driven by electric power supplied from a power circuit, and controlling the operation of the fan using the power circuit as a power source A power supply circuit for supplying a direct current through the first reverse current prevention means and a direct current through the second reverse current prevention means. An air heat collector that uses both a solar cell and a commercial power source connected to both solar cells, wherein the control circuit includes a commercial power source voltage and a second reverse current upstream of the first reverse current preventing means. And a voltage detection means for detecting the solar cell voltage upstream of the prevention means, and when detecting that the commercial power supply voltage is lost while the fan is stopped, the voltage of the detected solar battery is a predetermined third voltage. When the voltage (Vp3) is exceeded, When the voltage of the solar cell becomes lower than the third voltage (Vp3) during fan operation with the commercial power supply voltage lost, the control circuit operates when the voltage of the solar cell becomes lower than the third voltage (Vp3). The rotational speed of the fan is lowered so as not to be lower than a predetermined second voltage (Vp2) higher than the lower limit first voltage (Vp1), and the voltage of the solar cell is reduced to the second voltage (Vp2). ), A solar battery that is configured to stop the fan and shift to a standby state, and a commercial power source.

請求項１記載の空気集熱装置において、前記制御回路は、ファン運転中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えているときはそのまま運転を継続し、検出している太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低く、前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも高いときは、太陽電池の電圧が第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、検出している太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低いとき及びファン回転数を低下させても太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したときはファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置。2. The air heat collecting apparatus according to claim 1 , wherein when the control circuit detects that the commercial power supply voltage is lost during fan operation, the voltage of the solar cell is set to a predetermined third voltage (Vp3). When it exceeds, the operation is continued as it is, and when the detected voltage of the solar cell is lower than the third voltage (Vp3) and higher than the second voltage (Vp2), the voltage of the solar cell Reduces the fan speed so that it does not drop below the second voltage (Vp2), and when the detected solar cell voltage is lower than the second voltage (Vp2) and the fan speed. However, when the voltage of the solar cell is lower than the second voltage (Vp2), an air heat collecting apparatus that uses a commercial battery and a solar cell configured to stop the fan and shift to a standby state.

太陽熱により空気を加熱する空気集熱部と、前記空気集熱部に吸込み側を接続され、電源回路から供給される電力で駆動されるファンと、前記電源回路を電源として前記ファンの動作を制御する制御回路と、を有してなり、前記電源回路は、第１の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する商用電源と、第２の逆電流防止手段を介して直流電流を供給する太陽電池の双方に接続されている、太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法であって、第１の逆電流防止手段上流側の商用電源電圧及び第２の逆電流防止手段上流側の太陽電池電圧を検出し、ファン停止中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、検出している太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えたら前記ファンを起動し、かつ商用電源電圧が喪失している状態でファン運転中に、太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低くなったら、太陽電池の電圧が、制御回路が動作する下限の第１の電圧（Ｖｐ１）よりも高い、予め定めた第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したら、ファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法。 An air heat collecting unit for heating air by solar heat, a fan connected to the air collecting unit on the suction side and driven by electric power supplied from a power circuit, and controlling the operation of the fan using the power circuit as a power source A power supply circuit for supplying a direct current through the first reverse current prevention means and a direct current through the second reverse current prevention means. A method of controlling an air heat collecting apparatus that is connected to both solar cells and uses both a solar cell and a commercial power source, the first commercial power voltage upstream of the first reverse current prevention means and the second reverse current prevention means When the upstream solar cell voltage is detected and it is detected that the commercial power supply voltage has been lost while the fan is stopped, the detected solar cell voltage exceeds a predetermined third voltage (Vp3). Start the fan and commercial power When the voltage of the solar cell becomes lower than the third voltage (Vp3) during the fan operation in the state where the pressure is lost, the voltage of the solar cell becomes the first voltage (the lower limit at which the control circuit operates) ( When the number of rotations of the fan is decreased so as not to be lower than a predetermined second voltage (Vp2) that is higher than Vp1) and the voltage of the solar cell is lower than the second voltage (Vp2), the fan is A control method of an air heat collecting apparatus using a commercial battery and a solar cell configured to stop and shift to a standby state.

請求項３記載の空気集熱装置において、ファン運転中に商用電源電圧が喪失していることを検出したとき、太陽電池の電圧が予め定めた第３の電圧（Ｖｐ３）を超えているときはそのまま運転を継続し、検出している太陽電池の電圧が前記第３の電圧（Ｖｐ３）よりも低く、前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも高いときは、太陽電池の電圧が第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下しないようにファンの回転数を低下させ、検出している太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低いとき及びファン回転数を低下させても太陽電池の電圧が前記第２の電圧（Ｖｐ２）よりも低下したときはファンを停止して待機状態に移行させるよう構成されている太陽電池と商用電源を併用する空気集熱装置の制御方法。In the air heat collecting apparatus according to claim 3 , when it is detected that the commercial power supply voltage is lost during the fan operation, the voltage of the solar cell exceeds a predetermined third voltage (Vp3). If the voltage of the solar cell being detected is lower than the third voltage (Vp3) and higher than the second voltage (Vp2), the voltage of the solar cell is the second voltage. The rotational speed of the fan is reduced so as not to be lower than (Vp2), and when the detected solar cell voltage is lower than the second voltage (Vp2) and even when the fan rotational speed is reduced, the solar cell A control method of an air heat collecting apparatus using a solar battery and a commercial power source which are configured to stop a fan and shift to a standby state when a voltage is lower than the second voltage (Vp2).