(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱を集熱する太陽熱集熱パネルと、大気を搬送する送風手段と、熱媒体回路と、前記熱媒体回路の熱媒体を搬送する熱媒体搬送手段と、前記熱媒体回路に接続される貯水槽と、大気の温度を検知する温度センサーと、前記送風手段によって搬送される大気と前記熱媒体回路の熱媒体が熱交換する集熱熱交換器と、前記集熱熱交換器の熱媒体回路の入口の熱媒体温度を検知する温度センサーと、前記集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知するように設けられた大気の温度を検知する温度センサーとを備え、前記送風手段によって搬送される大気が、太陽熱集熱パネル、集熱熱交換器の順に通過するように、前記太陽熱集熱パネルと前記集熱熱交換器と前記送風手段を配するとともに、前記集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ１が、前記集熱熱交換器の熱媒体回路の入口の熱媒体温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ２に対して、Ｔ２＜Ｔ１となるとき、前記送風手段を運転させる送風制御手段を備えたことを特徴とする太陽熱利用装置。
【請求項２】
熱媒体搬送手段に、搬送される熱媒体の流量を可変する熱媒体流量可変手段と、前記熱媒体流量可変手段を制御する熱媒体制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽熱利用装置。
【請求項３】
集熱熱交換器の熱媒体回路出口に熱媒体の温度を検知する温度センサーと、大気の温度を検知する温度センサーを、前記集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知するように備え、熱媒体制御手段は、集熱熱交換器の熱媒体回路出口の熱媒体の温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ３が、集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ４を基に設定される所定の温度Ｔ５となるように、前記熱媒体流量可変手段を制御することを特徴とする請求項２記載の太陽熱利用装置。
【請求項４】
太陽熱集熱パネルの温度を検知する温度センサーと、集熱熱交換器の熱媒体回路出口に熱媒体の温度を検知する温度センサーを備え、熱媒体制御手段は、集熱熱交換器の熱媒体回路出口の熱媒体温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ６が、太陽熱集熱パネルの温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ７を基に設定される所定の温度Ｔ８となるように、前記熱媒体流量可変手段を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の太陽熱利用装置。
【請求項５】
大気の温度を検知する温度センサーを、集熱熱交換器の下流側の大気温度を検知するように備え、熱媒体制御手段は、前記集熱熱交換器の下流側の大気温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ９が所定の温度Ｔ１０となるように前記熱媒体流量可変手段を制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の太陽熱利用装置。
【請求項６】
太陽熱集熱パネルと集熱熱交換器は隣接する構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽熱利用装置。
【請求項７】
大気が、送風手段、太陽熱集熱パネル、集熱熱交換器の順に通過するように、前記送風手段と前記太陽熱集熱パネルと前記集熱熱交換器を設置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽熱利用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽熱を熱源として熱媒体を加熱し、給湯、あるいは暖房を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の太陽熱利用装置としては、例えば、特開平７−９８１５７号公報に記載されているような太陽熱温水器があった。図８は、前記公報に記載された従来の太陽熱利用した太陽熱温水器を示すものである。
【０００３】
図８において、１は太陽熱温水器、２は貯水タンク、３ガラス板、４は太陽熱集熱器、５は太陽熱温水器１へ水を給水する給水配管、６は貯水タンクの温水を出水する出湯配管である。この構成において、貯水タンク２から太陽熱集熱器４へ送り込まれて蓄えられた水は、ガラス板３を通過する太陽光によって温めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の太陽熱温水器は、太陽光を利用して太陽熱集熱器４の水を加温するため、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合は、太陽熱集熱器４の水を加熱することができないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合でも、大気熱などの自然エネルギーを有効に利用して熱媒体（水、ブラインなど）を加熱して、給湯、あるいは暖房を行う太陽熱利用装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、太陽熱を集熱する太陽熱集熱パネルと、大気を搬送する送風手段と、熱媒体回路と、前記熱媒体回路の熱媒体を搬送する熱媒体搬送手段と、前記熱媒体回路に接続される貯水槽と、大気の温度を検知する温度センサーと、前記送風手段によって搬送される大気と前記熱媒体回路の熱媒体が熱交換する集熱熱交換器と、前記集熱熱交換器の熱媒体回路の入口の熱媒体温度を検知する温度センサーと、前記集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知するように設けられた大気の温度を検知する温度センサーとを備え、前記送風手段によって搬送される大気が、太陽熱集熱パネル、集熱熱交換器の順に通過するように、前記太陽熱集熱パネルと前記集熱熱交換器と前記送風手段を配するとともに、前記集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ１が、前記集熱熱交換器の熱媒体回路の入口の熱媒体温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ２に対して、Ｔ２＜Ｔ１となるとき、前記送風手段を運転させる送風制御手段を備えたことを特徴とする太陽熱利用装置としたものである。
【０００７】
これによって、熱媒体と送風手段で送風された大気を集熱熱交換器で熱交換させることができるので、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合でも、大気熱などの自然エネルギーを有効に利用して熱媒体の加熱を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、太陽熱を集熱する太陽熱集熱パネルと、大気を搬送する送風手段と、熱媒体回路と、前記熱媒体回路の熱媒体を搬送する熱媒体搬送手段と、前記熱媒体回路に接続される貯水槽と、大気の温度を検知する温度センサーと、前記送風手段によって搬送される大気と前記熱媒体回路の熱媒体が熱交換する集熱熱交換器と、前記集熱熱交換器の熱媒体回路の入口の熱媒体温度を検知する温度センサーと、前記集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知するように設けられた大気の温度を検知する温度センサーとを備え、前記送風手段によって搬送される大気が、太陽熱集熱パネル、集熱熱交換器の順に通過するように、前記太陽熱集熱パネルと前記集熱熱交換器と前記送風手段を配するとともに、前記集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ１が、前記集熱熱交換器の熱媒体回路の入口の熱媒体温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ２に対して、Ｔ２＜Ｔ１となるとき、前記送風手段を運転させる送風制御手段を備えたことを特徴とする太陽熱利用装置とすることにより、熱媒体を送風手段で送風された大気と集熱熱交換器で熱交換させることができるので、太陽の日射がない場合でも、あるいは日射が少ない場合でも、大気熱などの自然エネルギーを利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置とすることができる。また、熱媒体の温度が大気温度より低い場合に送風手段を動作させると、熱媒体と送風手段で送風された大気を集熱熱交換器で熱交換させることができるので、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合でも、大気熱を利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記熱媒体搬送手段に、搬送される熱媒体の流量を可変する熱媒体流量可変手段と、前記熱媒体流量可変手段を制御する熱媒体制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽熱利用装置とすることにより、熱媒体と送風手段で送風された大気を集熱熱交換器で熱交換させ、熱媒体の流量を制御して所定の温度の熱媒体を生成することができるので、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合でも、大気熱を利用して所定温度まで加熱された熱媒体を生成する太陽熱利用装置とすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記集熱熱交換器の熱媒体回路出口に熱媒体の温度を検知する温度センサーと、前記大気の温度を検知する温度センサーを、前記集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知するように備え、前記熱媒体制御手段は、集熱熱交換器の熱媒体回路出口の熱媒体の温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ３が、集熱熱交換器の上流側の大気温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ４を基に設定される所定の温度Ｔ５となるように、前記熱媒体流量可変手段を制御することを特徴とする請求項２記載の太陽熱利用装置とすることにより、熱媒体と送風手段で送風された大気を集熱熱交換器で熱交換させ、熱媒体の流量を制御して所定の温度の熱媒体を生成することができるので、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合でも、大気熱を利用して所定温度まで加温された熱媒体の生成を行う太陽熱利用装置とすることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記太陽熱集熱パネルの温度を検知する温度センサーと、前記集熱熱交換器の熱媒体回路出口に熱媒体の温度を検知する温度センサーを備え、前記熱媒体制御手段は、集熱熱交換器の熱媒体回路出口の熱媒体温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ６が、太陽熱集熱パネルの温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ７を基に設定される所定の温度Ｔ８となるように、前記熱媒体流量可変手段を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の太陽熱利用装置とすることにより、熱媒体と送風手段で送風された大気を集熱熱交換器で熱交換させ、熱媒体の流量を制御して所定の温度の熱媒体を生成することができるので、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合でも、大気熱を利用して所定温度まで加温された熱媒体の生成を行う太陽熱利用装置とすることができるとともに、熱媒体の温熱を集熱熱交換器を通じて大気へ放熱し、所定温度まで加温された大気を暖房に使える太陽熱利用装置とすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記大気の温度を検知する温度センサーを、前記集熱熱交換器の下流側の大気温度を検知するように備え、前記熱媒体制御手段は、前記集熱熱交換器の下流側の大気温度を検知する温度センサーの検知温度Ｔ９が所定の温度Ｔ１０となるように前記熱媒体流量可変手段を制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の太陽熱利用装置とすることにより、熱媒体と送風手段で送風された大気を集熱熱交換器で熱交換させ、熱媒体の流量を制御して所定の温度の熱媒体を生成するることができるので、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合でも、大気熱を利用して所定温度まで加温された熱媒体の生成を行う太陽熱利用装置とすることができるとともに、太陽の日射に応じて高い温度に加温された熱媒体の生成を行う太陽熱利用装置とすることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記太陽熱集熱パネルと前記集熱熱交換器は隣接する構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽熱利用装置とすることにより、熱媒体と送風手段で送風された大気を集熱熱交換器で熱交換させることができるので、太陽の日射がない場合でも、大気熱を利用して熱媒体の加温を行う太陽熱利用装置とすることができるとともに、太陽熱集熱パネルと集熱熱交換器を連結し、太陽の日射で加温された大気の放熱を最小に止めたので、効率の高い太陽熱利用装置とすることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、大気が、前記送風手段、前記太陽熱集熱パネル、前記集熱熱交換器の順に通過するように、前記送風手段と前記太陽熱集熱パネルと前記集熱熱交換器を設置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽熱利用装置とすることにより、熱媒体と送風手段で送風された大気を集熱熱交換器で熱交換させることができるので、太陽の日射がない場合でも、大気熱を利用して熱媒体の加温を行う太陽熱利用装置とすることができるとともに、送風手段の放熱を大気へ受熱させて熱媒体と熱交換させるので送風手段に必要な電力を熱媒体の加熱に有効に利用する太陽熱利用装置とすることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における太陽熱利用装置の構成図を示すものである。６は太陽熱集熱パネル、７は大気と熱媒体が熱交換する集熱熱交換器であり、８は大気を搬送する送風手段、９は送風手段を駆動するモーター、１０はモーター９を介して送風手段８を動作させるための送風制御手段である。１１は熱媒体が流れる熱媒体回路、１２は熱媒体回路１１の熱媒体を搬送する熱媒体搬送手段、１３は熱媒体を貯蔵する貯水槽、１４、１５は貯水槽１３へ熱媒体を供給、あるいは搬出する供給搬出配管、１６は大気の温度を検知する温度センサーである。図１に示すように、送風手段９で外部より吸引された大気が、太陽熱集熱パネル６を通過した後、集熱熱交換器７へ流入するように、太陽熱集熱パネル６、集熱熱交換器７の順に配している。また、本実施例では、熱媒体には上水道等の水を用い、従って貯水槽１３には水が貯えられる。貯水槽１３に貯えられる水は、供給搬出配管１４、１５より取り出し、給湯、暖房等に利用することができる。熱媒体は、水の他に、例えばブラインとすることも可能である。本実施例において、集熱熱交換器７にフィンチューブ式熱交換器を用い、熱媒体搬送手段１２にはポンプ、温度センサー１６には、サーミスターを用いた。温度センサーはこの他に、熱電対、測温抵抗体を使用することもできる。
【００１８】
以上のように構成された太陽熱利用装置について、以下その動作、作用を説明する。太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光しているとき、太陽熱集熱パネル６の表面は高温に加熱される。このとき、送風手段８によって外部から吸引された大気は、太陽熱集熱パネル６を通過する際に、高温となった太陽熱集熱パネル６の表面と熱交換して高温の大気となる。そのあと、高温の大気は、集熱熱交換器７を通過する際に、熱媒体搬送手段１２によって搬送された熱媒体回路１１の熱媒体と熱交換し、大気の保有する温熱を熱媒体へ放熱する。従って、太陽の日射を太陽熱集熱パネル６が受光しているとき、熱媒体回路１１を流れる熱媒体の加熱が可能となり、貯水槽１３に温度の高い熱媒体を貯めることができる。この貯蔵した熱媒体を供給搬出配管１４、１５より取り出して、給湯、あるいは、暖房を行うことができる。
【００１９】
太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光しないとき（夜間、曇り、雨天など）、あるいは、太陽の日射が少ないとき（朝、夕方など）、送風手段８によって外部から吸引された大気は、太陽熱集熱パネル６で加温されないままの状態で、集熱熱交換器７へ流入する。流入する大気と集熱熱交換器７へ入る熱媒体回路１１の熱媒体との間に温度差がある場合は、大気と熱媒体は集熱熱交換器７を介して熱交換する。特に、夏場の気温が高い場合は、太陽の日射がないときでも、熱媒体（上水道水）の温度より大気の温度が高い場合がある。従って、温度センサー１６で大気の温度を検知し、大気の温度が高温であるとき、送風手段８を動作させると、大気の保有する温熱を集熱熱交換器７を介して熱媒体の加熱に利用することができる。
【００２０】
図８に示す従来の太陽熱温水器の場合では、上記のように、気温が高く、貯水した水の温度が低くても、ガラス板３が熱抵抗となるため、大気と太陽熱集熱器４の水が熱交換する量は少量に止まるため、大気の保有する温熱を給湯に利用することはできない。
【００２１】
以上のように、本実施例においては、太陽熱集熱パネル６と、集熱熱交換器７と、送風手段８などを設置し、太陽の日射を太陽熱集熱パネル６が受光しているとき、送風手段８によって外部より吸入した大気を、太陽熱集熱パネル６と熱交換させて高温化した後、集熱熱交換器７で熱媒体と熱交換させる構成としたので、高温の熱媒体を生成することができる。また、太陽の日射が無い、あるいは、日射が少ないときにおいて、大気と熱媒体に温度差がある場合（夏季）は、大気の保有する温熱を集熱熱交換器を介して熱媒体の加熱に利用することができる。従って、太陽の日射の有無に関わらず、自然エネルギーを有効に利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置とすることができる。
【００２２】
（実施例２）
図２は、本発明の実施例２における太陽熱利用装置の構成図を示すものである。１６は集熱熱交換器７の上流側の大気温度を検知するための温度センサー、１７は集熱熱交換器７の入口の熱媒体温度を検知するための温度センサー、１８は温度センサー１６、１７の検知した温度を基に、モーター９を介して送風手段８の運転を制御する送風制御手段である。送風制御手段１８は、集熱熱交換器７の上流側の温度センサー１６の検知した大気温度Ｔ１が、集熱熱交換器７の熱媒体回路の入口の温度センサー１７の検知した熱媒体温度Ｔ２に対して、Ｔ２＜Ｔ１となるとき送風手段８を運転させるものである。
【００２３】
以上のように構成された太陽熱利用装置について、以下その動作、作用を説明する。太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光しているとき、あるいは、太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光していないときの熱媒体回路１１の熱媒体の加熱は、本実施例においても第１の実施例で記載したような作用で行うことができる。
【００２４】
しかしながら、太陽の日射の有無に関わらず、熱媒体回路１１の熱媒体の温度が、太陽熱集熱パネル６を通過した大気の温度より高い場合は、集熱熱交換器７を介して、熱媒体の温熱を大気へ放熱してしまう。従って、温度センサー１６の検知した大気温度Ｔ１が、温度センサー１７の検知した熱媒体温度Ｔ２に対してＴ１≦Ｔ２となるとき、送風制御手段は１８は、モーター９を介して送風手段８を停止させる。逆に、熱媒体回路１１の熱媒体の温度が、太陽熱集熱パネル６を通過した大気の温度より低い場合は、集熱熱交換器７を介して、大気の温熱を熱媒体への受熱が可能となるので、温度センサー１６の検知した大気温度Ｔ１が、温度センサー１７の検知した熱媒体温度Ｔ２に対してＴ１＞Ｔ２となるとき、送風制御手段は１８は、モーター９を介して送風手段８を運転させ、集熱熱交換器７で大気と熱媒体の熱交換を行わせる。
【００２５】
図８に示す従来の太陽熱温水器において、太陽熱集熱器４に貯めて高温に加熱された水は、太陽熱集熱器４が天候変化により太陽の日射を受光しなくなったとき、水の保有する温熱を大気へ放熱してしまう。しかし、本実施例によれば、送風制御手段は１８は、温度センサー１６、１７の検知した大気温度と熱媒体温度を基に、送風手段８の運転を制御するので、熱媒体の温熱を大気へ放熱することを防ぐことができる。
【００２６】
以上のように、本実施例においては、大気温度を検知する温度センサー１６と、熱媒体温度を検知する温度センサー１７と、温度センサー１６、１７の検知した温度を基に送風手段８を制御する送風制御手段１８を備え、温度センサー１６の検知した大気温度Ｔ１が、温度センサー１７の検知した熱媒体温度Ｔ２に対して、Ｔ２＜Ｔ１となるとき送風手段８を運転させることとした。従って、太陽の日射の有無に関わらず、自然エネルギーを有効に利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置とすることができるともに、天候変化により太陽の日射量が変動しても、熱媒体の保有する温熱を大気へ放熱することを防ぐことができる。
【００２７】
（実施例３）
図３は、本発明の実施例３における太陽熱利用装置の構成図を示すものである。１９は熱媒体搬送手段１２を制御して熱媒体の流量を可変できる熱媒体流量可変手段、２０は集熱熱交換器７の熱媒体回路出口の熱媒体温度を検知する温度センサー、２１は集熱熱交換器７の上流側の大気温度を検知する温度センサー、２２は温度センサー２０の検知する温度Ｔ３が所定の温度Ｔ５となるように、熱媒体回路１１の熱媒体流量を熱媒体流量可変手段１９を制御する熱媒体制御手段である。ここで、所定の温度Ｔ５は、温度センサー２１の検知した大気温度Ｔ４を基に設定される温度である。本実施例において、熱媒体流量可変手段１９は熱媒体の流量可変制御を行うために、熱媒体搬送手段１２に対して、電圧制御、あるいは、周波数制御を行う。この他に、熱媒体流量可変手段１９に流量制御弁を用いる場合は、熱媒体制御手段２２は流量制御弁の開度制御を行うこととなる。
【００２８】
以上のように構成された太陽熱利用装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２９】
太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光しているとき、あるいは、太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光していないときの熱媒体回路１１の熱媒体の加熱は、本実施例においても第１の実施例で記載したような作用で行うことができる。
【００３０】
集熱熱交換器７の熱媒体回路入口の熱媒体の温度が、集熱熱交換器７の上流側の大気温度より低い場合は、大気の保有する温熱を利用して、熱媒体を加熱することができる。しかし、熱媒体回路１１を流れる熱媒体の流量が多いと、熱媒体の昇温値は小さくなるため、必要とする温度の熱媒体が得られない。従って、熱媒体の流量を制御して、所定温度の熱媒体を生成しないと、太陽熱を有効に使った給湯、あるいは、暖房が不可能となる。そこで、大気から受熱して昇温した熱媒体の温度を温度センサー２０で検知し、熱媒体制御手段２２によって、検知した熱媒体温度Ｔ３が所定の温度Ｔ５となるように、熱媒体回路１１の熱媒体流量を制御すると、温度Ｔ５の熱媒体を貯蔵槽１３に貯えることができる。所定の温度Ｔ５は、Ｔ５＜Ｔ４となる範囲で設定することができる。
【００３１】
以上のように、本実施例においては、熱媒体流量可変手段１９と、熱媒体温度を検知する温度センサー２０と、大気温度を検知する温度センサー２１と、温度センサー２０、２１の検知した温度を基に熱媒体流量可変手段１９を制御する熱媒体制御手段２２を備え、温度センサー２０の検知した熱媒体温度Ｔ３が、温度センサー２１の検知した大気温度Ｔ４を基に設定される所定の温度Ｔ５となるように熱媒体の流量を制御することとした。従って、太陽の日射の有無に関わらず、自然エネルギーを有効に利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置となるばかりでなく、所望する温度の熱媒体を生成できる太陽熱利用装置することができる。
【００３２】
（実施例４）
図４は、本発明の実施例４における太陽熱利用装置の構成図を示すものである。２３は集熱熱交換器７の熱媒体回路出口の熱媒体温度を検知する温度センサー、２４は太陽熱集熱パネル６の温度を検知する温度センサー、２５は温度センサー２３の検知した熱媒体温度を基に、熱媒体流量可変手段１９を制御して熱媒体流量を可変する熱媒体制御手段である。１０ａは温度センサー２３、２４の検知した温度を基に、モーター９を介して送風手段８の運転を制御する送風制御手段である。ここで、熱媒体制御手段２５は、温度センサー２３の検知する温度Ｔ６が所定の温度Ｔ８となるように、熱媒体回路１１の熱媒体流量を熱媒体流量可変手段１９を介して制御する。また、所定の温度Ｔ８は温度センサー２４の検知した温度Ｔ７を基に設定されるものである。
【００３３】
以上のように構成された太陽熱利用装置について、以下その動作、作用を説明する。太陽熱集熱パネル６の温度は、太陽の日射がない場合、大気の温度とほぼ同じとなるので、温度センサー１６の検知する温度と温度センサー２４の検知する温度は、ほぼ同一となる。従って、太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光していないときの熱媒体回路１１の熱媒体の加熱は、本実施例においても第１の実施例で記載したような作用で行うことができる。
【００３４】
集熱熱交換器７の熱媒体回路入口の熱媒体の温度が、集熱熱交換器７の上流側の大気温度より低い場合は、大気の保有する温熱を利用して、熱媒体を加熱することができる。しかし、熱媒体回路１１を流れる熱媒体の流量が多いと、熱媒体の昇温値は小さくなるため、必要とする温度の熱媒体が得られない。従って、熱媒体の流量を制御して、所定温度の熱媒体を生成しないと、太陽熱を有効に使った給湯、あるいは、暖房が不可能となる。そこで、大気から受熱して昇温した熱媒体の温度を温度センサー２３で検知し、検知した熱媒体温度Ｔ６が所定の温度Ｔ８となるように、熱媒体流量可変手段１９と熱媒体制御手段２２によって熱媒体回路１１の熱媒体流量を制御すると、温度Ｔ６の熱媒体を貯蔵槽１３に貯えることができる。所定の温度Ｔ８は、Ｔ８＜Ｔ７となる範囲で設定することができる。
【００３５】
また、本装置を動作させていないとき、太陽の日射がある場合は、大気が太陽熱集熱パネル６を通過しないので、太陽熱集熱パネル６の表面温度は高温となる。太陽熱集熱パネル６の表面が高温となる状態が長く続くと、太陽熱集熱パネル６が劣化、破損する場合が生じる。そこで、集熱熱交換器７で熱媒体による集熱運転をしていないときでも、温度センサー２４で検知する太陽熱パネル６の温度が高温となったとき、送風制御手段１０ａを介して送風手段８を作動させ、大気を太陽熱集熱パネル６と熱交換させると、高温の太陽熱集熱パネル６を冷却することができる。従って、装置の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
以上のように、本実施例においては、熱媒体温度を検知する温度センサー２３と、太陽熱集熱パネル６の温度を検知する温度センサー２４と、温度センサー２３、２４の検知した温度を基に熱媒体流量可変手段１９を制御する熱媒体制御手段２５を備えたので、太陽の日射の有無に関わらず、自然エネルギーを有効に利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置となるばかりでなく、所望する温度の熱媒体を生成できる太陽熱利用装置することができる。
【００３７】
（実施例５）
図５は、本発明の実施例５における太陽熱利用装置の構成図を示すものである。２６は集熱熱交換器７の下流側の大気温度を検知する温度センサー、２７は温度センサー２６の検知した熱媒体温度を基に、熱媒体流量可変手段１９を制御して熱媒体流量を可変する熱媒体制御手段である。ここで、熱媒体制御手段２７は、温度センサー２６の検知する温度Ｔ９が所定の温度Ｔ１０となるように、熱媒体回路１１の熱媒体流量を熱媒体流量可変手段１９を介して制御する。
【００３８】
以上のように構成された太陽熱利用装置について、以下その動作、作用を説明する。太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光しているとき、あるいは、太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光していないときの熱媒体回路１１の熱媒体の加熱は、本実施例においても第１の実施例で記載したような作用で行うことができる。
【００３９】
集熱熱交換器７の熱媒体回路入口の熱媒体の温度が、集熱熱交換器７の上流側の大気温度より高い場合は、熱媒体の保有する温熱を利用して、大気を加熱することができる。このとき、熱交換した後の大気の温度を温度センサー２６で検知し、検知した温度Ｔ９が所定の温度Ｔ１０となるように、熱媒体流量可変手段１９と熱媒体制御手段２７を介して、熱媒体流量を制御する。従って、温度Ｔ１０の大気が送風手段８から装置外へと送風されることになる。この温度Ｔ１０の大気を室内に搬送すると、太陽熱を熱媒体に蓄熱して暖房を行う装置とすることができる。所定温度Ｔ１０は、暖房を行うときに必要な空気温度に設定する。また、貯水槽１３に貯蔵した熱媒体の温度が高すぎる場合は、集熱熱交換器７を介して大気へ放熱させる。このとき、温度センサー２６の検知する温度Ｔ９が、所望する熱媒体の温度より決定した所定温度Ｔ１０となるように、熱媒体流量可変手段１９と熱媒体制御手段２７で熱媒体流量を制御すると、所望する温度まで貯水槽１３の温度を低下させることができる。
【００４０】
集熱熱交換器７の上流側の温度センサー１６で検知した大気温度と、温度センサー２６の検知した大気温度との温度差は、熱媒体が集熱熱交換器７で受熱した熱量と比例する。そこで、熱媒体の加熱する熱量に必要な大気の温度差を設定し、温度センサー１６で検知した大気温度を基に、所定の温度Ｔ１０を設定する。温度センサー２６が検知する温度が所定温度Ｔ１０となるように、熱媒体制御手段２７と熱媒体搬送手段１９で熱媒体流量を制御すると、熱媒体は設定した量の熱を大気から集熱することができる。
【００４１】
以上のように、本実施例においては、大気温度を検知する温度センサー２６と、温度センサー２６の検知した温度を基に熱媒体流量可変手段１９を制御する熱媒体制御手段２７を備えたので、太陽の日射の有無に関わらず、自然エネルギーを有効に利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置とすることができるともに、所定の温度の温風を生成し、暖房に利用する太陽熱利用装置とすることができる。
【００４２】
（実施例６）
図６は、本発明の実施例６における太陽熱利用装置の構成図を示すものである。２８は太陽熱集熱パネル、２９は集熱熱交換器であり、太陽熱集熱パネル２８と集熱熱交換器２９は隣接するように設置した構成となっている。
【００４３】
以上のように構成された太陽熱利用装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４４】
太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光しているとき、あるいは、太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光していないときの熱媒体回路１１の熱媒体の加熱は、本実施例においても第１の実施例で記載したような作用で行うことができる。
【００４５】
太陽の日射を太陽熱集熱パネル２８が受光している場合において、太陽熱集熱パネル２８を通過した大気は高温となって集熱熱交換器２９へ流入するが、太陽熱集熱パネルを流出した大気を集熱熱交換器へ導入するための通路が存在する場合は、高温の大気が通路を通過する際に、通路を介して外部へ放熱するため、装置の太陽熱利用効率が低下する。そこで、本実施例のように、太陽熱集熱パネル２８と集熱熱交換器２９は隣接するように設置し、太陽熱集熱パネル２８で高温となった大気は、そのまま集熱熱交換器２９で熱媒体と熱交換するので、大気の放熱ロスを防ぐことができる。
【００４６】
以上のように、本実施例においては、太陽熱集熱パネル２８と集熱熱交換器２９を隣接するように設置した構成とした。従って、太陽の日射の有無に関わらず、自然エネルギーを有効に利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置となるばかりでなく、大気の放熱による効率低下を抑えた太陽熱利用装置とすることができる。
【００４７】
また、太陽熱集熱パネル２８と集熱熱交換器２９を一体化構成とすると、装置の小型軽量化を図ることができるばかりでなく、大気を集熱熱交換器へ導く通路が不要となるため、装置の低コスト化と施工性を向上させることができる。
【００４８】
（実施例７）
図７は、本発明の実施例７における太陽熱利用装置の構成図を示すものである。図７において、送風手段８、太陽熱集熱パネル６、集熱熱交換器７の順に大気が流れるように、これらを配した構成となる。
【００４９】
以上のように構成された太陽熱利用装置について、以下その動作、作用を説明する。太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光しているとき、あるいは、太陽熱集熱パネル６が太陽の日射を受光していないとき、熱媒体回路１１の熱媒体の加熱は、本実施例においても第１の実施例で記載したような作用で行うことができる。
【００５０】
送風手段８を駆動するモーター９は電力を消費するため、モーター本体が発熱し高温となる。しかし、モーター９は送風手段８によって送風される大気に曝されているので、モーター９が消費した電力は熱となって大気へ伝熱される。モーター９の熱を受熱した大気は集熱熱交換器７で熱媒体と熱交換するので、本実施例の構成により、モーター９で消費した電力を熱媒体の加熱に利用することができる。
【００５１】
以上のように、本実施例においては、太陽熱集熱パネル２８と集熱熱交換器２９を隣接するように設置した構成とした。従って、太陽の日射の有無に関わらず、自然エネルギーを有効に利用して熱媒体の加熱を行う太陽熱利用装置とすることができるともに、モーター９で消費する電力を熱媒体の加熱に利用する効率の高い装置とすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜７に記載の発明によれば、太陽の日射がない場合、あるいは太陽の日射が少ない場合でも、大気熱などの自然エネルギーを有効に利用して熱媒体（水、ブラインなど）の加熱して、給湯、あるいは暖房を行う太陽熱利用装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における太陽熱利用装置の構成図
【図２】本発明の実施例２における太陽熱利用装置の構成図
【図３】本発明の実施例３における太陽熱利用装置の構成図
【図４】本発明の実施例４における太陽熱利用装置の構成図
【図５】本発明の実施例５における太陽熱利用装置の構成図
【図６】本発明の実施例６における太陽熱利用装置の構成図
【図７】本発明の実施例７における太陽熱利用装置の構成図
【図８】従来の太陽熱利用装置の構成図
【符号の説明】
６、２８  太陽熱集熱パネル
７、２９  集熱熱交換器
８  送風手段
１１  熱媒体回路
１２  熱媒体搬送手段
１３  貯水槽
１６、１７、２０、２１、２３、２４、２６  温度センサー
１８  送風制御手段
１９  熱媒体流量可変手段
２２、２５、２７  熱媒体制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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