JP5652745B2 - Solar water heating system - Google Patents
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Description
本発明は、循環ポンプの作動により、貯湯タンク内の湯水を熱交換加熱するための熱交換器と、太陽熱の集熱パネルとの間で熱媒を強制循環させることで太陽熱の集熱を温水として貯湯タンク内に蓄熱し、この温水を給湯等に利用するために用いられる太陽熱温水システムに関し、特に集熱パネルと、貯湯タンクや熱交換器との間の高低差が従来よりも大きい場合であっても不都合なく設置し得るようにするための技術に係る。 According to the present invention, solar heat collection is performed by forcibly circulating a heat medium between a heat exchanger for heat exchange heating of hot water in a hot water storage tank and a solar heat collection panel by operating a circulation pump. As for the solar hot water system used to store heat in the hot water storage tank and use this hot water for hot water supply etc., especially when the height difference between the heat collecting panel and the hot water storage tank or heat exchanger is larger than before It relates to a technique for enabling installation without inconvenience.
従来、集熱パネルと貯湯タンクとの間の循環回路を構成する循環経路としてゴムホースを利用した場合に生じるおそれのある不都合、例えば管壁を通して外部から空気が循環経路内に侵入するおそれに対策するために、集熱運転用の循環ポンプとは別個に他の循環ポンプを循環経路に介装し、集熱運転用の循環ポンプを集熱可能なときに自動作動させる一方、別個の循環ポンプを集熱可能な時間帯において間欠作動させて、一定時間毎に2台同時運転させることで、侵入した空気を開放型膨張タンクから除去させるようにすることが提案されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, measures against inconvenience that may occur when a rubber hose is used as a circulation path constituting a circulation circuit between a heat collecting panel and a hot water storage tank, for example, a possibility that air enters the circulation path from the outside through a tube wall. Therefore, a separate circulation pump is installed in the circulation path separately from the circulation pump for heat collection operation, and the circulation pump for heat collection operation is automatically operated when heat collection is possible, while a separate circulation pump is installed. It has been proposed to remove intruded air from the open expansion tank by intermittently operating in a time zone in which heat can be collected and simultaneously operating two units at regular intervals (see, for example, Patent Document 1). ).
又、循環ポンプとしてDCポンプを用いて熱媒の循環流量を可変とすることで、短時間での天気の変化にも対応させて集熱効率を高めることを企図した提案もなされている(例えば特許文献2参照)。 In addition, proposals have been made to increase the heat collection efficiency in response to changes in the weather in a short time by making the circulation flow rate of the heat medium variable using a DC pump as a circulation pump (for example, patents). Reference 2).
ところで、近年、太陽熱利用の普及に伴い、集熱パネルを従来よりもさらに高所(例えば3階建て家屋の屋根上)に設置することが行われるようになりつつあり、集熱パネルと貯湯タンクとの高低差がより大きくなる傾向にある。これに伴い、従来は問題になることはなかった現象が不都合発生となるおそれが考えられる。すなわち、強力な太陽光に照らされて集熱パネルが沸騰するに至る結果、集熱パネル内に気泡が発生し、気泡発生に伴い熱媒(例えば不凍液)が集熱パネルから半密閉式の集熱循環回路内に下降してしまったとしても、従来の高低差(例えば9m未満)程度であれば、自然に復旧して所定の状態に戻るようになっている。つまり、一定時間が経過して集熱パネルが冷えてくると、熱媒が大気圧により集熱パネル内に押し戻されて集熱パネル内が熱媒で充満した状態に自然に戻ることになる。ところが、集熱パネルがより高所(例えば高低差が10m以上の高所)に設置されると、集熱パネルが冷えてきても、大気圧だけでは熱媒を集熱パネル内に戻すことは困難となると考えられ、不都合な状態を発生させてしまうことになる。 By the way, in recent years, with the spread of solar heat utilization, it is becoming more and more conventional to install a heat collection panel (e.g., on the roof of a three-story house). There is a tendency for the difference in height to be larger. Along with this, there is a possibility that a phenomenon that has not been a problem in the past may become inconvenient. In other words, as a result of boiling of the heat collection panel due to the strong sunlight, bubbles are generated in the heat collection panel, and the heat medium (for example, antifreeze liquid) is collected from the heat collection panel in a semi-enclosed manner as the bubbles are generated. Even if it falls in the heat circulation circuit, if it is about the conventional height difference (for example, less than 9 m), it will naturally recover and return to a predetermined state. That is, when the heat collecting panel cools after a certain period of time, the heat medium is pushed back into the heat collecting panel by the atmospheric pressure and naturally returns to a state where the heat collecting panel is filled with the heat medium. However, when the heat collection panel is installed at a higher location (for example, a height difference of 10 m or more), even if the heat collection panel cools, the heat medium cannot be returned into the heat collection panel only at atmospheric pressure. It will be difficult and will cause inconvenient conditions.
この対策として、集熱運転開始時に前記の高低差分だけ循環ポンプの揚程を上げるように作動制御することが考えられる。しかしながら、そのような作動制御を集熱運転開始時に画一的に実行させるとすると、作動エネルギーの無駄な消費や、循環ポンプの耐久性の悪化を招くという不都合を発生させるおそれがある。その一方、個々の設置環境毎に異なる制御内容の太陽熱温水システムを構成するようにすることも考えられるが、そのようにすると特にコストの増大やシステム提供に伴う作業が増大し、太陽熱利用の促進を阻害することにもつながる。 As a countermeasure against this, it is conceivable to control the operation so that the head of the circulation pump is raised by the above-described height difference at the start of the heat collecting operation. However, if such operation control is uniformly executed at the start of the heat collecting operation, there is a risk of causing inconveniences such as unnecessary consumption of the operation energy and deterioration of the durability of the circulation pump. On the other hand, it may be possible to configure a solar hot water system with different control contents for each installation environment, but doing so increases the cost and the work associated with providing the system, and promotes the use of solar heat. It also leads to obstructing.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特に高低差が異なる種々の設置環境に対しても同一制御仕様のものを提供することを可能としつつも、高低差が通常のものよりも大きい設置環境に設置されたとしても不都合発生を確実に回避し得る太陽熱温水システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to make it possible to provide the same control specifications for various installation environments having different height differences. Another object of the present invention is to provide a solar water heating system that can surely avoid the occurrence of inconveniences even when installed in an installation environment where the height difference is larger than that of a normal one.
上記目的を達成するために、本発明では、太陽熱を集熱して熱媒を加熱する集熱パネルと、貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を熱交換加熱するための熱交換器と、循環ポンプの作動により前記集熱パネルと前記熱交換器との間で熱媒を循環させることで前記貯湯タンク内の湯水を熱交換加熱して貯湯として蓄熱させる集熱循環回路とを備えた太陽熱温水システムを対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記集熱循環回路内に気泡が発生したか否かを判定する気泡発生判定手段を備えることとし、この気泡発生判定手段により気泡発生と判定されたとき、気泡発生と判定されたとき以外の通常のときの能力よりも大能力で前記循環ポンプを作動制御する構成を備えることとする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a heat collecting panel for collecting solar heat and heating a heat medium, a hot water storage tank, a heat exchanger for heat exchange heating of hot water in the hot water storage tank, and a circulation Solar hot water provided with a heat collection circuit that heats and heats hot water in the hot water storage tank to store heat as hot water by circulating a heat medium between the heat collection panel and the heat exchanger by operating a pump The following specific items were prepared for the system. That is, it is provided with bubble generation determination means for determining whether or not bubbles are generated in the heat collection circuit, and when it is determined that bubbles are generated by the bubble generation determination means, except when it is determined that bubbles are generated It is assumed that the circulation pump is configured to control the operation with a capacity larger than the normal capacity of
この特定事項を備える場合、集熱パネルが通常以上の高低差のある場所に設置されていたとしても、しかも、集熱パネル内の熱媒に沸騰が生じた結果、内部に気泡が発生し、この気泡発生に伴い熱媒が集熱パネルから下降してしまうという下降現象が生じていたとしても、循環ポンプが大能力で作動されるため、集熱循環回路内の熱媒を集熱パネルまで押し上げて、集熱パネル内に充満させることが可能となる。従って、特に高低差が異なる種々の設置環境に対しても同一制御仕様の太陽熱温水システムを提供することが可能となり、しかも、高低差が通常のものよりも大きい設置環境に設置されたとしても不都合の発生を確実に回避し得るようになる。加えて、本発明では、前記循環ポンプが作動を停止した状態で経過する経過時間を計時するポンプ停止タイマを備え、前記気泡発生判定手段として、前記ポンプ停止タイマにより計時される経過時間が設定時間値を超えれば、気泡発生と判定する構成とした(請求項1)。このようにすることで、集熱パネルにおける沸騰発生以外の事由に基づいて気泡発生した場合であっても、その気泡発生を確実に検知し得ることになる。すなわち、循環ポンプの作動停止状態が継続すれば、循環経路の管壁を透過して侵入する空気がより増加し気泡発生に至る。これをポンプ停止タイマにより、的確に検知し得るようになる。 When this specific matter is provided, even if the heat collection panel is installed in a place with a level difference higher than usual, as a result of the boiling of the heat medium in the heat collection panel, bubbles are generated inside, Even if there is a descending phenomenon that the heat medium descends from the heat collection panel due to the generation of bubbles, the circulation pump is operated with a large capacity, so the heat medium in the heat collection circuit is transferred to the heat collection panel. It can be pushed up to fill the heat collecting panel. Therefore, it is possible to provide a solar hot water system with the same control specifications even in various installation environments with different height differences, and it is inconvenient even if installed in an installation environment with a height difference larger than a normal one. ing so that the generation can be reliably avoided. In addition, the present invention includes a pump stop timer that counts an elapsed time that has elapsed in a state where the circulation pump has stopped operating, and the elapsed time that is counted by the pump stop timer as the bubble generation determination unit is a set time. If the value is exceeded, it is determined that bubbles are generated (claim 1). By doing in this way, even if it is a case where a bubble generate | occur | produces based on reasons other than boiling generation | occurrence | production in a heat collection panel, the bubble generation | occurrence | production can be detected reliably. That is, if the operation stop state of the circulation pump continues, the air that permeates through the tube wall of the circulation path increases and bubbles are generated. This can be accurately detected by the pump stop timer.
本発明の太陽熱温水システムにおいて、集熱パネルにおける熱媒の温度又はこの熱媒温度と同等の温度を検出する熱媒温度検出手段を備え、前記気泡発生判定手段として、前記熱媒温度検出手段により検出される熱媒温度が設定温度以上であれば、気泡発生と判定する構成とすることができる(請求項2)。このようにすることで、気泡発生か否かの判定を具体的に行い得ることになり、循環ポンプの作動をより的確に行い得るようになる。 In the solar hot water system of the present invention, a heating medium temperature detecting means for detecting the temperature of the heating medium in the heat collecting panel or a temperature equivalent to the heating medium temperature is provided, and as the bubble generation determining means, the heating medium temperature detecting means If the detected heat medium temperature is equal to or higher than the set temperature, it can be determined that bubbles are generated (claim 2). In this way, it can be specifically determined whether or not bubbles are generated, and the operation of the circulation pump can be performed more accurately.
又、集熱循環回路に介装された膨張タンクと、この膨張タンク内の熱媒の液位を検出する液位検出手段とを備え、前記気泡発生判定手段として、前記液位検出手段により熱媒の液位が設定液位を超えれば、気泡発生と判定する構成とすることができる(請求項3)。このようにすることで、集熱パネルにおいて沸騰が生じ、それに起因して熱媒が下降すれば、前記液位検出手段により検出される液位が上昇して設定液位を超えることになる。これにより、気泡発生か否かの判定を確実に行い得ることになる。 And an expansion tank interposed in the heat collection circuit, and a liquid level detection means for detecting the liquid level of the heat medium in the expansion tank. If the liquid level of the medium exceeds the set liquid level, it can be determined that bubbles are generated. By doing so, if boiling occurs in the heat collecting panel and the heat medium falls due to the boiling, the liquid level detected by the liquid level detecting means rises and exceeds the set liquid level. This makes it possible to reliably determine whether or not bubbles are generated.
以上、説明したように、本発明の太陽熱温水システムによれば、集熱パネルが通常以上の高低差のある場所に設置されていたとしても、しかも、集熱パネル内の熱媒に沸騰が生じた結果、内部に気泡が発生し、この気泡発生に伴い熱媒が集熱パネルから下降してしまうという下降現象が生じていたとしても、循環ポンプを大能力で作動させることができ、集熱循環回路内の熱媒を集熱パネルまで押し上げて、集熱パネル内に充満させることができるようになる。従って、特に高低差が異なる種々の設置環境に対しても同一制御仕様の太陽熱温水システムを提供することができるようになり、しかも、高低差が通常のものよりも大きい設置環境に設置されたとしても不都合の発生を確実に回避することができるようになる。加えて、ポンプ停止タイマにより計時される経過時間が設定時間値を超えれば、気泡発生と判定するようにしているため、集熱パネルにおける沸騰発生以外の事由に基づいて気泡発生した場合、すなわち、循環ポンプの作動停止状態が継続すれば、循環経路の管壁を透過して侵入する空気がより増加し気泡発生に至る場合であっても、これをポンプ停止タイマにより、的確に検知することができるようになる。 As described above, according to the solar hot water system of the present invention, even if the heat collection panel is installed in a place with a level difference higher than usual, boiling occurs in the heat medium in the heat collection panel. As a result, even if bubbles are generated inside and the phenomenon that the heating medium descends from the heat collection panel is generated, the circulation pump can be operated with high capacity, The heat medium in the circulation circuit can be pushed up to the heat collection panel to fill the heat collection panel. Therefore, it is possible to provide a solar hot water system with the same control specifications even in various installation environments with different height differences, and it is assumed that the installation is performed in an installation environment where the height difference is larger than a normal one. ing so that it can be also surely avoid the occurrence of inconvenience. In addition, if the elapsed time measured by the pump stop timer exceeds the set time value, it is determined that bubbles are generated, so when bubbles are generated based on a reason other than the occurrence of boiling in the heat collecting panel, If the operation stop state of the circulation pump continues, even if air that permeates through the pipe wall of the circulation path increases and bubbles are generated, this can be accurately detected by the pump stop timer. become able to.
特に、請求項2によれば、熱媒温度検出手段により検出される熱媒温度が設定温度以上であれば、気泡発生と判定する構成とすることで、気泡発生か否かの判定を具体的に行うことができ、循環ポンプの作動をより的確に行うことができるようになる。
In particular, according to
又、請求項3によれば、膨張タンク内の熱媒の液位を検出する液位検出手段を備え、液位検出手段により熱媒の液位が設定液位を超えれば、気泡発生と判定する構成とすることで、集熱パネルにおいて沸騰が生じ、それに起因して熱媒が下降すれば、液位検出手段により検出される液位が上昇して設定液位を超えることになるため、気泡発生か否かの判定を確実に行うことができるようになる。 According to a third aspect of the present invention, the liquid level detection means for detecting the liquid level of the heat medium in the expansion tank is provided, and if the liquid level of the heat medium exceeds the set liquid level by the liquid level detection means, it is determined that bubbles are generated. By adopting the configuration, boiling occurs in the heat collecting panel, and if the heat medium falls due to it, the liquid level detected by the liquid level detection means rises and exceeds the set liquid level, It is possible to reliably determine whether or not bubbles are generated.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る太陽熱温水システムを示す。同図中の符号1は例えば地上に設置されたシステム本体、2は内部を通る熱媒(例えば不凍液)に太陽熱を集熱させるための集熱パネル、3は貯湯タンク、4は集熱パネル2と貯湯タンク3との間に熱媒を循環させることにより熱媒の熱を貯湯タンク3内に貯湯として蓄熱する集熱循環回路、5は外部から水道水等を貯湯タンク3内に給水する給水路、6は貯湯タンク3内の貯湯を用いて給湯栓(図示省略)等に給湯するために出湯する出湯路、7はこの太陽熱温水システムの作動制御を行うコントローラである。
FIG. 1 shows a solar water heating system according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is, for example, a system main body installed on the ground, 2 is a heat collection panel for collecting solar heat by a heat medium (for example, antifreeze) passing through the inside, 3 is a hot water storage tank, 4 is a heat collection panel 2 A heat collection circuit for storing heat as heat storage in the hot
集熱パネル2は例えば家屋の屋根に設置され、その頂部位置近傍には集熱パネル2を構成するフィンの温度を検出する熱媒温度検出手段としての集熱パネル温度センサ21が設置されている。この集熱パネル温度センサ21により検出される前記のフィン温度は、集熱により最も昇温した状態の熱媒の熱媒温度Tsと同等であり、フィン温度の検出により熱媒温度Tsを検出するようになっている。
The
貯湯タンク3は、例えばステンレス鋼により密閉式に構成された密閉容器である。この貯湯タンク3には、貯湯タンク3内の底部付近の湯又は水(以下「湯水」という)の温度Ttを検出する貯湯タンク温度センサ31が設置されている。給水路5は、その上流端が外部の水道管等に接続され、下流端が図示省略の逆止弁等を介して貯湯タンク3の底部に接続されている。この給水路5には給水温度を検出する給水温度センサ51や給水流量を検出する給水流量センサ52が介装されている。又、出湯路6は、その上流端が貯湯タンク3の頂部に接続され、貯湯タンク3の頂部近傍には貯湯タンク3から出湯した湯の温度を検出する出湯温度センサ61が介装されている。
The hot
集熱循環回路4は、循環ポンプ41の作動により熱媒を循環経路42を通して集熱パネル2と貯湯タンク3内の蓄熱用熱交換器(例えばコイル型熱交換器)43との間で循環させるように構成されたものである。循環経路42は、集熱パネル2の内部に通されて昇温した高温の熱媒をその頂部近傍から導出させて貯湯タンク3内の蓄熱用熱交換器43の入側に導く往き路42aと、蓄熱用熱交換器43で熱交換されて低温になった熱媒を蓄熱用熱交換器43の出側から導出させて集熱パネル2の底部まで戻す戻り路42bとから構成されている。これら往き路42a及び戻り路42bからなる循環経路42は、システム本体1と集熱パネル2との間に延びる部分が例えばPE(ポリエチレン)管を用いて配管されている。
The heat collection circuit 4 circulates the heat medium between the
又、システム本体1内に形成された戻り路42bには半密閉式のタンク44が介装され、このタンク44の頂部は連通管451を介してリザーブタンク45の底部と連通されている。この連通管451を通してタンク44内からあふれた熱媒をリザーブタンク45内に逃がすようになっている。これらタンク44とリザーブタンク45との組み合わせにより膨張タンクが構成されている。なお、タンク44には底部側の所定液位位置に下限液位を検出する液位電極441が配設され、この液位電極441によりタンク44内の液位が下限液位まで低下したことが検知されたときにはコントローラ7により循環ポンプ41の作動が強制的に停止されるようになっており、循環ポンプ41の空回り作動の発生を回避するようになっている。
A
循環ポンプ41は可変流量ポンプ(例えばDCポンプ)により構成され、その吐出能力が増減調整可能となっている。DCポンプの場合、電流値を増大すれば回転数が増加して吐出量が増大し、電流値を低減すれば回転数が低下して吐出量が低減する。特にこの循環ポンプ41の作動・停止あるいは通常能力・大能力の切換がコントローラ7による制御対象となる。
The
以上の太陽熱温水システムはリモコン71からの入力設定信号・操作信号の出力や、温度センサ21,31等からの検出信号の出力を受けて、コントローラ7により作動制御されるようになっている。コントローラ7は、MPUやメモリ等を備え、予め搭載されたプログラムの実行や制御回路により各種制御が行われるようになっている。そして、コントローラ7は、作動制御のために、図2に示すように集熱運転を行う集熱運転制御手段72、集熱パネル2を含む集熱循環回路4内に気泡が発生しているか否か、あるいは、循環経路42の配管の管壁を透過して外部の空気が侵入して気泡が存在しているか否か、を判定する気泡発生判定手段73、及び、気泡発生判定手段73による判定結果に基づいて循環ポンプ41のポンプ能力を増減切換するためのポンプ能力切換設定手段74を備える他、図示省略の給湯制御手段等を備えている。
The solar hot water system described above is controlled by the
まず、ポンプ能力切換設定手段74によるポンプ能力切換設定処理について図3を参照しつつ説明すると、まず気泡発生判定手段73により気泡発生と判定されてなければ、ポンプ能力フラグに「0」を設定する(ステップS11でNO,ステップS12)。もしも気泡発生判定手段73により気泡発生と判定されていればポンプ能力フラグに「1」を設定する(ステップS11でYES,ステップS13)。このポンプ能力切換設定手段74による処理は、集熱運転制御手段72により集熱運転が実行されているか否かを問わずに継続して実行され、ポンプ能力フラグに「1」が設定された後に、大能力での循環ポンプ41の作動が実行されれば、「0」の初期設定に戻るようになっている。
First, the pump capacity switching setting process by the pump capacity switching setting means 74 will be described with reference to FIG. 3. First, if it is not determined that bubbles are generated by the bubble
ステップS11の気泡発生判定手段73による気泡発生判定処理は次のようにして行われる。第1の判定項目として、集熱パネル温度センサ21により検出される熱媒温度Tsが、熱媒が沸騰する温度として予め設定した沸騰温度Tfを超えたか否かを判定する。沸騰温度Tfとしては、熱媒が不凍液である場合には、例えば80℃である。熱媒温度Tsが沸騰温度Tfを1度でも超えれば、前記の如くポンプ能力フラグに「1」が設定されて、次回の集熱運転の際には大能力で循環ポンプ41の作動が行われる。この理由は、たとえ沸騰したとしても、その後に冷えて気泡が消滅しているかも知れないが、次回の集熱運転開始タイミングでどのような状態になっているか種々の試験を実施する以外に把握することができない。そこで、1度でも沸騰が発生すれば、次回の集熱運転開始の際には念のため、大能力で循環ポンプ41を作動させるようにしているのである。
The bubble generation determination process by the bubble
第2の判定項目として、循環ポンプ41が作動停止状態を継続している経過時間が設定時間ts(例えば24時間)以上になっているか否かを判定する。作動停止状態が設定時間ts以上継続していれば、循環経路42の管壁から空気が内部に侵入し所定量以上の気泡が発生しているものと判定し、前記の如くポンプ能力フラグに「1」を設定する。
As a second determination item, it is determined whether or not the elapsed time during which the
以上の気泡発生判定処理によって、集熱パネル2における沸騰発生に伴う気泡発生の加えて、循環経路42の管壁を透過して空気が侵入することに伴う気泡発生の双方について、確実に判定することができるようになる。
By the bubble generation determination process described above, in addition to the generation of bubbles accompanying the occurrence of boiling in the
以上の気泡発生判定処理や、ポンプ能力切換設定処理を基礎として、集熱運転制御手段72による集熱運転制御は次のようにして行われる。すなわち、図4に示すように、まず貯湯タンク3の蓄熱量は不足しているか否かを例えば貯湯タンク温度センサ31により検出される湯水温度Ttに基づいて確認し(ステップS1)、蓄熱量が満杯状態(貯湯タンク3の底部温度である湯水温度Ttが上限温度に到達している状態)であれば集熱運転は行わずに、次の制御に移行する(ステップS1でNO)。蓄熱量が不足していれば(ステップS1でYES)、さらに集熱パネル温度センサ21により検出される熱媒温度Tsが前記の湯水温度Ttよりもα℃(例えば6℃)以上高温であることの開始条件の成立を確認し、熱媒温度Tsが低温であれば集熱運転は行わずに待機する(ステップS2でNO)。熱媒温度Tsが湯水温度Tt+α℃以上の高温であれば、集熱運転を開始する(ステップS2でYES)。つまり、熱媒温度Tsが貯湯タンク3の底部の湯水温度Ttよりも所定の設定温度差(例えば6℃の温度差)以上高温であることを条件に、循環ポンプ41を作動させることにより集熱運転を開始させる。この集熱運転開始の際には、ポンプ能力切換設定手段74により循環ポンプ41の作動能力として通常能力か、通常能力よりも大きい大能力かのいずれに設定されているかの確認を行う。すなわち、前述のポンプ能力切換設定処理によりポンプ能力フラグに「0」か「1」かのいずれが設定されているかを確認する(ステップS3)。ポンプ能力フラグが「0」であれば通常能力で循環ポンプ41を作動させ(ステップS3でNO,ステップS4)、ポンプ能力フラグが「1」であれば通常能力よりも大きい大能力で循環ポンプ41を設定作動時間(例えば2分間)だけ作動させ、以後は通常能力で作動させる(ステップS3でYES,ステップS5)。大能力で作動させる設定作動時間としては、集熱循環回路4内の熱媒が1周するのに要する時間に相当する時間値を考慮して設定すればよい。つまり、集熱パネル2の側からシステム本体1の側に熱媒が下降していたとしても、その熱媒が集熱パネル2まで押し上げられ、集熱パネル2内に充満した上で、システム本体1の側まで循環されてくるのに要する時間値を設定すればよい。
Based on the above bubble generation determination process and pump capacity switching setting process, the heat collection operation control by the heat collection operation control means 72 is performed as follows. That is, as shown in FIG. 4, first, whether or not the amount of heat stored in the hot
これにより、通常能力で循環ポンプ41が作動された場合には、集熱パネル2から高温の熱媒が往き路42aを通して蓄熱用熱交換器43に供給され、蓄熱用熱交換器43において貯湯タンク3内の湯水を熱交換加熱することにより低温になった熱媒が戻り路42bを通して集熱パネル2に戻される。集熱パネル2に戻された熱媒は集熱パネル2内を頂部に進行する間に再加熱され、再び高温になった熱媒が往き路42aを通して蓄熱用熱交換器43に供給されるというように循環される。そして、貯湯タンク3内の湯水が熱交換加熱されることにより、熱媒に担持された集熱熱量が貯湯タンク3内の湯水に移動し、貯湯として貯湯タンク3内に蓄熱されることになる。
Thereby, when the
一方、通常能力よりも大きい大能力で循環ポンプ41が作動された場合には、例えば太陽熱が強力で集熱パネル2内の熱媒に沸騰が生じた結果、内部に気泡が発生し、この気泡発生に伴い熱媒が集熱パネル2から下降してしまうという下降現象(いわゆる落水現象又は水崩れ現象)が生じていたとしても、しかも、集熱パネル2がシステム本体1よりも通常以上の高低差(例えば10m以上の高低差)のある場所に設置されていたとしても、大能力でのポンプ作動により集熱循環回路4内の熱媒を集熱パネル2まで押し上げて、集熱パネル2内に充満させることができる。そして、以後は、前記の通常能力により循環ポンプ41が作動され、無駄な作動エネルギーを消費することなく、又、循環ポンプ41の耐久性を損なうことなく、熱媒に担持された集熱熱量が貯湯タンク3内の湯水に移動し、貯湯として貯湯タンク3内に蓄熱されることになる。
On the other hand, when the
以上の実施形態の場合、特に高低差が異なる種々の設置環境に対しても同一制御仕様の太陽熱温水システムを提供することができ、しかも、高低差が通常のものよりも大きい設置環境に設置されたとしても不都合の発生を確実に回避することができるようになる。 In the case of the above embodiment, it is possible to provide a solar hot water system having the same control specifications even in various installation environments having different height differences, and it is installed in an installation environment in which the height difference is larger than a normal one. Even if it happens, the occurrence of inconvenience can be surely avoided.
<他の実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、気泡発生判定手段73による気泡発生判定処理として、集熱パネル温度センサ21により検出される熱媒温度Tsが熱媒が沸騰温度Tfを超えたか否かで判定を行うようにしているが、これに限らず、例えばリザーブタンク45に設けた沸騰時液位を検出する液位検出手段としてのリザーブタンク液位センサ(例えば液位電極)452を用いて判定するようにしてもよい。すなわち、集熱パネル2に沸騰が生じれば、熱媒が下降してタンク44内があふれ、あふれた熱媒が連通管451を通してリザーブタンク45に流入して液位が上昇する。この液位の上昇が前記リザーブタンク液位センサ452により検知されれば、気泡発生と判定するようにしてもよい。もちろん、かかるリザーブタンク液位センサ452による沸騰時液位の検知を、熱媒温度Tsが沸騰温度Tfを超えたか否かの判定の代わりに採用しても、あるいは、併用しても、いずれの構成にしてもよい。
<Other embodiments>
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Other various embodiment is included. That is, in the embodiment, as the bubble generation determination process by the bubble
さらに、前記の液位センサ452により沸騰時液位の検出の代わりに、リザーブタンク45のオーバーフロー管453に配設した水流センサ454によりオーバーフローした熱媒流れの発生を検知することで気泡発生の判定を行うようにしてもよい。つまり、沸騰時液位を超えると、その超えた熱媒がオーバーフロー管453を通して排出されることになるため、その流れの発生を検知することで、沸騰時液位を検知するのと同等の気泡判定を行い得る。従って、前記のオーバーフロー管水流センサ454も液位検出手段を構成し得る。
Further, instead of detecting the liquid level at the time of boiling by the
又、前記実施形態では熱交換器43が貯湯タンク3内に設置された例を示したが、これに限らず、熱交換器が貯湯タンク3の外部に設置され、この熱交換器に対し集熱循環回路の熱媒を熱源側に循環供給する一方、貯湯タンク3内の湯水を他の循環ポンプにより被加熱側に循環供給することで、貯湯タンク内の湯水が熱媒により熱交換加熱されるように構成された太陽熱温水システムも本発明に含まれる。
Moreover, although the
2 集熱パネル
3 貯湯タンク
4 集熱循環回路
21 集熱パネル温度センサ(熱媒温度検出手段)
41 循環ポンプ
44 タンク(膨張タンク)
45 リザーブタンク(膨張タンク)
73 気泡発生判定手段
75 ポンプ停止タイマ
452 リザーブタンク液位センサ(液位検出手段)
454 オーバーフロー管水流センサ(液位検出手段)
2
41
45 Reserve tank (expansion tank)
73 Bubble generation determination means 75
454 Overflow pipe water flow sensor (liquid level detection means)
Claims (3)
前記集熱循環回路内に気泡が発生したか否かを判定する気泡発生判定手段を備え、この気泡発生判定手段により気泡発生と判定されたとき、気泡発生と判定されたとき以外の通常のときの能力よりも大能力で前記循環ポンプを作動制御するように構成される一方、
前記循環ポンプが作動を停止した状態で経過する経過時間を計時するポンプ停止タイマを備え、
前記気泡発生判定手段は、前記ポンプ停止タイマにより計時される経過時間が設定時間値を超えれば、気泡発生と判定するように構成されている、
ことを特徴とする太陽熱温水システム。 A heat collecting panel for collecting solar heat to heat the heat medium, a hot water storage tank, a heat exchanger for heat exchange heating of the hot water in the hot water storage tank, and the heat collecting panel and the heat exchange by operating a circulation pump A solar water heating system comprising a heat collection and circulation circuit that heat-exchanges and heats hot water in the hot water storage tank to store heat as hot water by circulating a heat medium between the tanks,
When a bubble generation determining means for determining whether or not bubbles are generated in the heat collecting circuit, when the bubble generation determination means determines that bubbles are generated, it is a normal time other than when it is determined that bubbles are generated. While being configured to operate and control the circulating pump with greater capacity than
A pump stop timer that counts the elapsed time that the circulating pump stops operating;
It said bubble generating judging means, if it exceeds the set time value has elapsed time measured by said pump stop timer, that is configured to determine the bubble generation,
Solar heat hot water system characterized in that.
集熱パネルにおける熱媒の温度又はこの熱媒温度と同等の温度を検出する熱媒温度検出手段を備え、
前記気泡発生判定手段は、前記熱媒温度検出手段により検出される熱媒温度が設定温度以上であれば、気泡発生と判定するように構成されている、太陽熱温水システム。 The solar hot water system according to claim 1,
A heating medium temperature detecting means for detecting the temperature of the heating medium in the heat collecting panel or a temperature equivalent to this heating medium temperature;
The said bubble generation | occurrence | production determination means is a solar hot water system comprised so that a bubble generation | occurrence | production may be determined if the heat-medium temperature detected by the said heat-medium temperature detection means is more than preset temperature.
前記集熱循環回路に介装された膨張タンクと、この膨張タンク内の熱媒の液位を検出する液位検出手段とを備え、
前記気泡発生判定手段は、前記液位検出手段により熱媒の液位が設定液位を超えれば、気泡発生と判定するように構成されている、太陽熱温水システム。 The solar hot water system according to claim 1 or 2,
An expansion tank interposed in the heat collection circuit, and a liquid level detection means for detecting the liquid level of the heat medium in the expansion tank,
The said bubble generation | occurrence | production determination means is a solar hot water system comprised so that a bubble generation | occurrence | production may be determined if the liquid level of a heat medium exceeds a setting liquid level by the said liquid level detection means.
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