JPS59150256A - 集熱装置 - Google Patents

集熱装置

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JPS59150256A
JPS59150256A JP58025109A JP2510983A JPS59150256A JP S59150256 A JPS59150256 A JP S59150256A JP 58025109 A JP58025109 A JP 58025109A JP 2510983 A JP2510983 A JP 2510983A JP S59150256 A JPS59150256 A JP S59150256A
Authority
JP
Japan
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heat
heat storage
temperature
storage tank
path
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Pending
Application number
JP58025109A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Namikawa
並河 宏明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPS59150256A publication Critical patent/JPS59150256A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0015Domestic hot-water supply systems using solar energy
    • F24D17/0021Domestic hot-water supply systems using solar energy with accumulation of the heated water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0065Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • F28D2020/0082Multiple tanks arrangements, e.g. adjacent tanks, tank in tank

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、太陽熱集熱器または廃熱回収用集熱器等によ
って得られた熱を蓄熱槽に蓄熱し、その熱を必要に応し
て使用可能とする集熱装置に関するものである。
〈従来技術〉 最近、石油等の化石燃料の将来的枯渇が懸念され、省エ
ネルギー、代替エネルギー化が課題となり、太陽熱の集
熱利用及び各種熱利用機器からの廃熱回収再利用が盛ん
になってきた。しかし従来は、これらの熱を所望時に所
望量だけ直に利用でトるとは限らず、結局ある程度時間
をかけて蓄熱した後利用されていた。また従来は比較的
大容量の蓄熱槽、例えば一般家庭用の給湯用でも300
−・500gの蓄熱槽を必要とし、これを−・台のみ用
いる集熱装置であったため、集熱を開始してから必要な
温度の温水を得るまでに長時間を要した。
また蓄熱槽全体として一定の温度となるために冬期等は
結局必要な高温度の温水が得られず、かえつて集熱装置
を利用し難かった。
〈目的〉 本発明は、上記に鑑み、太陽熱集熱や廃熱回収によって
得られた熱を蓄熱する際、用途別温度に合せて蓄熱し、
必要に応じて所望温度の熱媒体を所望量だけ供給可能な
集熱装置の提供を目的としている。
〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第1,2図に基いて説明する
と、第1図は本発明に係る集熱装置の概略図、これは、
熱媒体を加熱させる集熱器1と、該集熱器lで加熱され
た熱媒体を蓄熱する蓄熱装置2と、該蓄熱装置と前記集
熱器1とを′I!、続する集熱回路3と、使用時に前記
蓄熱装置2から熱媒体を導出させる導出路4とを具え、
前記蓄熱装置2は、複数個の蓄熱槽5,6,7から構成
さ代、これら蓄熱槽への熱媒体の出入を制御する切換混
合弁A 、 B 、 Cが設けられ、前記集熱回路3の
一部が前記導出路4と兼用の兼用路8とされ、該兼用路
8に該路を流れる熱媒体の温度を感知する集熱器兼導出
用温度センサーTSが設けられ、前記切換混合弁A +
 B + Cは、該温度センサー′rSからの出力信号
により、集熱時に熱媒体を前記蓄熱槽のうちの任意の一
個に選択的に流入iかつ使用時に゛熱媒体を前記蓄熱槽
5t6+7のうちの任意の一個から選択的に流出させる
よう構成されたものである。
なお前記蓄熱槽5t−6t7は王台設けられており、各
蓄熱槽は、蓄熱設定温度A Q T 、 B Q T 
、 CQ T(八QT>BQT>CQ’F)とする比較
的小容量(100〜170Q)のものである。この高温
槽である第一蓄熱、[5、中温槽である第二蓄熱槽6及
び低温槽である第三蓄熱槽7は、前記集熱回路3に」;
高温路b A + 6 A * 7 A及び下低温路5
B、6B。
7Bを介して集熱器1の出口側1aから順次夫々独立し
て接続され、各下1氏温路5 B + 6 B t 7
 Bは、集熱回路3にその蓄熱槽の高温路上1)も集熱
器1の入口側1bにて接続されている。そして各蓄熱槽
5,6.’7の高温路5A、6A、7Aと集熱回路3と
の接続部には、前記切換混合弁A + B t Cが接
続されている。この切換混合弁A、H,Cは、電動モ。
刀切換弁から構成され、夫々の第一接続ロノ\1゜r3
1.C1か集熱回路3の集熱型出1]側]aに、第一°
、接続1]A2.B2.C2が工高7詰路5A+6A+
7Aに、tIS三接続口A 3 、 B 3 、 C3
が集熱回路3の集熱器入口側113に夫々接続されてい
る。また前記兼用路8は、前記蓄熱槽5t6+7よりも
集熱器出口側1aに配されており、前記集熱回路3に該
兼用路8よりも集熱器出口側1aに集熱回路3を開閉す
る電磁仕切弁S■が介設されている。主tこ前記集熱回
路3には前記蓄熱槽5+6t7よりも集熱器入口側11
)に熱媒体循環ポンプPが設けられている。
なお本実施例では、集熱器1で集熱した熱は給湯用とし
て利用され、集熱器及び導出用の熱媒体は水である。そ
して前記第三切換混合弁Cの下低温路7Bには給水路9
が接続され、該給水路にはそれを開閉する給水栓10及
び集熱回路3の水圧が減少したときに給水路9を開放す
る減圧逆11.弁】1が介設される。また図中12は第
−工高温路5Aに設けられた安全弁、13は集熱回路3
の集熱器1の出口側1aに設けられた空気抜外弁、1・
↓は各下低温路5 B、 6 B、 7 Bに設けられ
た排水栓、15は日射センサー、16は導出路4の先端
に接続された給湯栓である。なお前記日射センサー15
は、その日射設定値がS l) kcal/m21+又
は800旧×とされたもので、必ずしも太陽直射光の当
たる太陽熱集熱器1の所に設置する必要はなく、蓄熱槽
5,6.7や循環ポンプP等が設置された近傍で散乱日
射光が検知できる場所に設置するだけで充分である。
ま?、= i’ A 、 T B 、 T Cハ夫々’
fl熱槽5,6t7の下部lこ設けられた蓄熱温度セン
サーである。そしてこの太陽熱集熱装置tこは、n射光
センサー15又は給湯用の圧力スイッチからの出力信号
により循環ポンプPを発停させると共に電磁仕切弁Sv
を作動させ、温度センサーTS、TA、TB、TC及び
給湯栓16の設定温度QT、各蓄熱槽5,6.7の設定
温度AQT、BQT、CQTとによ1)、切換混合弁A
、B、Cを制御する制御装置(図示せず)が設けられて
いる。
次に第2図の制御フローチャートにより制御装置の動作
を説明する。制御シーケンスはエンドレスであるが、−
・応スタート点を定めると、まず現在給湯中であるか否
かを圧力スイッチ等(図示せず)からの信号により判定
する。給湯中でない場合には次に集熱運転可能であるか
否かを日射センサーからの信号により判定する。集熱運
転可能な場合は電磁仕切弁Svを開にし、循環ポンプF
)を運転開始させるが、このと外各切換混合弁A HB
 。
Cは集熱熱媒体となる水が蓄熱槽を全然通らずに循環す
るよう各蓄熱槽の工高温路側を全て閉として運転を行う
。そして集熱状態を集熱用の温度センサーTSによって
監視し、検知温度が各蓄熱槽5+6+7の蓄熱設定温度
A Q T 、 B Q T 、 C(1) Tを越え
るようになってはしめて切換混合弁A、B、Cを夫々切
換えて集熱循環温水が各蓄熱槽5,6.7に流入するよ
うにする。
今冬蓄熱槽5,6.7には用途別に蓄熱するため第一・
蓄熱槽5を高温槽、第二蓄熱槽6を中温槽、第三蓄熱槽
7を低温槽としてお1)、各蓄熱槽の設定温度はAQT
>BQT>CQTとなっている。
このため集熱温度′[SはまずCQ Tと比較される。
そしてrS>CQTになれば第三切換混合弁CがC1−
C2側開、C1−C5側閉となり、第三蓄熱槽7が集熱
回路3に取込れて蓄熱される。次いでT S > 13
 Q i”となれば第二切換混合弁BもBiB 2!1
1開、B1−83側閉となり、第二蓄熱槽6も集熱回路
3に結合され、第二蓄熱槽6と第三蓄熱槽7とは縦列に
接続される。そして更にTS>l\QTとなれば第一切
換混合弁AもAl−A2側開、A 1.− A 3側閉
となり、第一蓄熱槽5も集熱回路3と結合され、結局三
個の蓄熱槽S、6.7は縦列接続され各々の蓄熱槽に集
熱される。このように集熱運転中にまず第三蓄熱槽7が
集熱完了、即ち温度センサーTCの温度が設定温J17
CQTになる(TC≧CQ ’「)左、切換混合弁Cは
C1−C5側開、Cl−C2側閑に切換って第三蓄熱槽
7を集熱回路3から切離し、第一、第二蓄熱槽5.6の
みの縦列接続で集熱運転を行う。更に集熱が進み、第二
蓄熱槽6・\の蓄熱も完了してT I3≧BQ′l゛と
なると、切換混合弁Bが81−133側開、[3l−B
2側閉となって第二、蓄熱槽6も集熱回路3から切離し
、第一蓄熱槽5のみで集熱運転を続行する。そして第一
・蓄熱槽5への蓄熱も完了し、TA≧A Q Tとなる
と、循環ポンプPの運転を停止して次に集熱運転が必要
となる時期まで待機する。
この時期は各蓄熱槽516.7からの給湯等によりT 
C< CQ T、i’ B < B Q T又1.t 
T A < A Q Tl:なったときであI)、この
ことを判断して制御シー・ ケンスを元に戻す。なおこ
の集熱運転動作は必ずしも上記の順序通りになるとは限
らず、太陽熱集熱器1からの集熱状態及び各蓄熱槽5,
6.7内の蓄熱状態等によって種々変化する。
次に給湯動作について説明する。まず給湯動作を開始す
るか否かの判定は給湯指令スイッチ(図示せず)による
こともできるが、給湯栓16が開にな一つ4ユことによ
って水の流出が生じたことを検知する周知の70−スイ
ッチ、又はフロースイッチと圧力スイッチ及びアキュム
レーター、逆止弁等の組合せスイッチシステムによって
自動監視することがで外る。なお本例では給湯は1−水
道水の水道圧力によ−)で行われる。
さて給湯指令が出ると、まず循環ポンプPが運転されて
いるか否かを調べる。もし運転中であれば循環ポンプ[
)を停止し電磁仕切弁SVを閉にする。これは集熱循環
中の温水が温度フントロールされずにそのまま給湯され
るのを防ぐためである。
そして給湯の所望温度QTが各蓄熱槽5,6.7の蓄熱
設定温度A Q T 、 B Q T 、 CQ i’
と比較される。
::、::でAQT>BQT>CQT+!−設定[いる
ので’t Q T≧A Q Tで・あれば、これは最高
温給湯を要求していることになり、第一・蓄熱槽5から
のみ給湯される。このと軽切換混合弁A 、 13 、
 Cは全て−に高温路側のみが開となって蓄熱槽5 、
6 、’7が縦列接続となり、第一蓄熱槽5から給湯さ
れると同時に、各蓄熱槽の底部には順次次段の蓄熱槽か
ら温水が補給されて最後の第三蓄熱槽7の底部には給水
栓10から1.水道水が給水される。次に給湯)所望温
度QTがAQi’>Q”[≧B Q ’r(7)ときは
第−蓄熱槽5の温度と第二蓄熱′WJ6の温度の中間で
あるので、第二切換混合弁BはB1−B2側開、B1−
B5側閉、第三切換混合弁はC1−C2側聞、Cl−C
5側閑のままで、第一切換混合弁Aが第一・蓄熱槽5と
第二蓄熱槽6とがらの同時混合給湯により適温給湯がさ
れるように動作する。即ち温度センサーTSの温度T 
S = Q i’となるようにサーボ動作する。次に給
湯の所望温度Q T h’ B Q ’F> Q i’
≧CQTのときは第二蓄熱槽6と第三蓄熱槽7とから同
時混合給湯すればよいので、第一切換混合弁AはAl−
A3側聞、’tM−A2側閉にして第一蓄熱槽5を給湯
ラインと無関係にし、第二切換混合弁BをTS=QTと
なるようにサーボ動作させる。最後にQ T< CQ 
i”のときは第一モ1M熱槽7の蓄熱温度よりもまだ低
温で給湯することを要求しているので切換混合弁AはA
l−A3側聞、Al−A2側聞に、第二切換混合弁Bは
B1−B5側開、j’E11−B2側閉にして、第二蓄
熱槽6も第一蓄熱槽5と同様に給湯ラインから無関係に
し、第三切換混合弁をサーボ動作させて第三蓄熱槽7の
温水と−L水道水を適当に混合して所望温度の給湯を行
う。
このような給湯は、例えば一般家庭用に限ってみても、
風呂補給給湯、台所油洗いには60℃前後、洗濯は5(
1’c前後、風呂給湯、シャワー、洗面には40℃前後
、台所一般洗いには30℃前後の温水を必要とする。そ
こで本例の場合、各蓄熱槽5,6.7には上記の二通り
の温水を蓄熱させてお外、所望時にその温度の温水を供
給し、それ以外の温度の温水を必要とすると外は切換混
合弁A。
B、Cの弁位置を適当に調整して温水を供給することが
でとる。
なお本発明では、上記実施例の如き太陽熱を利用した集
熱装置に限らず、廃熱を利用した集熱装置であってもよ
い。また集熱器によって得られた熱は、上記実施例の如
く給湯に利用できるばかりでなく、暖房等にも利用でき
る。従って使用する熱媒体は水に限るものではない。
く効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明においては、蓄熱
装置は、複数個の蓄熱槽から構成され、これら蓄熱槽へ
の熱媒水の出入を制御する切換混合弁が設けられ、集熱
回路の一部が導出路と兼用の兼用路とされ、該兼用路に
該路を流れる熱媒体の温度を感知する集熱用集熱量用温
度センサーが設けられ、前記切換混合弁は、該温度セン
サーからの出力信号により、集熱時に熱媒体を前記蓄熱
槽のうちの任意の一個に選択的に流入させかつ使用時に
熱媒体を前記蓄熱槽のらちの任意の一個から選択的に流
出させるよう構成されている。
従って本発明によると、複数の比較的小容量の蓄熱槽と
切換混合弁とにより集熱器から四た温度不定の熱を極め
て理想的に各温度別に振分けて蓄熱で外、熱エネルギー
の省力化が図れると共に、所望温度に応して任意の蓄熱
槽から熱媒体を単独又は混合して供給でき、実用性に富
んだ集熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す集熱装置の概略図、第
2図は同制御装置の70−チャートであAI B l 
(二二切換混合弁、S■:電磁仕切弁、T A tT 
B 、 TC二番熱温度センサー、’r s :集熱用
集熱量用温度センサー、1:集熱器、2二W熱装置、3
集熱回路、4:導出路、S、6.7:蓄熱槽、8:兼用
路。 出 願 !、  シャープ株式会社 代理入 中村恒久

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 熱媒体を加熱させる集熱器と、該集熱器で加熱された熱
    媒体を蓄熱する蓄熱装置と、該蓄熱装置と前記集熱器と
    を接続する集熱回路と、使用時に前記蓄熱装置から熱媒
    体を導出させる導出路とを具えた集熱装置において、前
    記蓄熱装置は、複数個の蓄熱槽から構成され、これら蓄
    熱槽への熱媒体の出入を制御する切換混合弁が設けられ
    、前記集熱回路の一部が前記導出路と兼用の兼用路とさ
    れ、該兼用路に該路を流れる熱媒体の温度を感知する集
    熱用兼導出用温度センサーが設けられ、前記切換混合弁
    は、該温度センサーからの出力信号により、集熱時に熱
    媒体を前記蓄熱槽のうもの任意の一個に選択的に流入さ
    せかつ使用時に熱媒体を前記蓄熱槽のうちの任意の一個
    から選択的に流出させるよう構成されたことを特徴とす
    る集熱装置。
JP58025109A 1983-02-16 1983-02-16 集熱装置 Pending JPS59150256A (ja)

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