(57)【要約】【課題】太陽熱の効率の良い利用と、ポンプ等の駆動源の消費エネルギー節約効果との両方を、より高いレベルで満足させることができる、太陽熱利用システムを提供する。【解決手段】太陽熱集熱部２とポンプＰとが備えられ、ポンプＰの駆動により太陽熱集熱部２の流体通路部２ｃに送り込まれた水を太陽熱で加温して送り出すようになされた給湯用等の太陽熱利用システムにおいて、日射量を検知する日射センサー１４と、該日射センサー１４で検知された日射量に基づき、日射量が多いとき太陽熱集熱部２の流体通路部２ｃを通過する水の流量を大きくし、日射量が少ないとき太陽熱集熱部２の流体通路部２ｃを通過する水の流量を小さくするように、ポンプＰの駆動力の大きさの可変制御を行う制御部１５とが備えられている。【選択図】      図１
2007132555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路部を備え、該通路部を通過する流体を太陽熱で加温する太陽熱集熱部と、
太陽熱集熱部の通路部入口に接続された流体送入管と、
太陽熱集熱部の通路部出口に接続された流体送出管と、
流体送入管側又は流体送出管側に設けられたポンプ等の駆動源と
が備えられ、駆動源の駆動により流体送入管から太陽熱集熱部の流体通路部に送り込まれた流体を太陽熱で加温し、流体送出管に送り出すようになされている太陽熱利用システムにおいて、
日射量を検知する日射センサーと、
該日射センサーで検知された日射量に基づき、日射量が多いとき太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量を大きくし、日射量が少ないとき太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量を小さくするように、駆動源の駆動力の大きさの可変制御を行う制御部と
が備えられていることを特徴とする太陽熱利用システム。
【請求項２】
流体通路部を備え、該通路部を通過する流体を太陽熱で加温する太陽熱集熱部と、
太陽熱集熱部の通路部入口に接続された流体送入管と、
太陽熱集熱部の通路部出口に接続された流体送出管と、
流体送入管側又は流体送出管側に設けられたポンプ等の駆動源と
が備えられ、駆動源の駆動により流体送入管から太陽熱集熱部の流体通路部に送り込まれた流体を太陽熱で加温し、流体送出管に送り出すようになされている太陽熱利用システムにおいて、
太陽光発電部が備えられ、前記駆動源は、該太陽光発電部で発電した電気で駆動するようになされており、太陽光発電部の発電量に応じて、発電量が多いとき太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量を大きくし、発電量が少ないとき太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量を小さくするように、駆動力の大きさが可変制御されるようになされていることを特徴とする太陽熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱利用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より種々の太陽熱利用システムが提供されているが、例えば、太陽熱を利用した給湯システムとして、熱媒循環回路に太陽熱集熱部とポンプと熱交換部とが介設され、ポンプを駆動することにより、太陽熱集熱部において循環回路内の熱媒を太陽熱で加温し、加温された熱媒の熱を熱交換部で貯湯槽内等の水に伝えて給湯用のお湯をつくるようになされた太陽熱利用給湯システムにおいて、日射検知器が備えられ、日射量が設定基準値以下であるときは、ポンプが停止状態となり、ポンプを駆動するための電力が節約されるようにしたものがある。
【特許文献１】特開平１０−１８５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のようなシステムでは、日射量の基準値の設定のしかたによって、基準値を大きな値に設定すると、太陽熱集熱部で太陽熱を効率良く集熱することができるにもかかわらず、ポンプが停止して太陽熱を利用することができず、また、基準値を小さな値に設定すると、太陽熱集熱部における集熱効率が低いにもかかわらずポンプが駆動して電気を無駄に消費してしまうことから、太陽熱の効率の良い利用とポンプの節電効果の両方を満足する基準値に設定する必要があるが、そのような基準値では、得られる効果に限界がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、太陽熱の効率の良い利用と、ポンプ等の駆動源の消費エネルギー節約効果との両方を、より高いレベルで満足させることができる、太陽熱利用システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、流体通路部を備え、該通路部を通過する流体を太陽熱で加温する太陽熱集熱部と、
太陽熱集熱部の通路部入口に接続された流体送入管と、
太陽熱集熱部の通路部出口に接続された流体送出管と、
流体送入管側又は流体送出管側に設けられたポンプ等の駆動源と
が備えられ、駆動源の駆動により流体送入管から太陽熱集熱部の流体通路部に送り込まれた流体を太陽熱で加温し、流体送出管に送り出すようになされている太陽熱利用システムにおいて、
日射量を検知する日射センサーと、
該日射センサーが検知した日射量に基づき、日射量が多いとき太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量を大きくし、日射量が少ないとき太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量を小さくするように、駆動源の駆動力の大きさの可変制御を行う制御部と
が備えられていることを特徴とする太陽熱利用システムによって解決される。
【０００６】
このシステムでは、日射量が多いときには、太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量が大きくなって、駆動源で消費される駆動エネルギーが大きくなるが、駆動源で消費される駆動エネルギーに見合った効率の良い太陽熱の利用が行われ、また、日射量が少ないときは、太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量が小さくなって、駆動源で消費される駆動エネルギーが節約されると共に、駆動源で消費される駆動エネルギーに見合った効率の良い太陽熱の利用が行われ、こうして、太陽熱の効率の良い利用と、ポンプ等の駆動源の消費エネルギー節約効果との両方を、より高いレベルで満足させることができる。
【０００７】
即ち、従来のように駆動源を入切制御するのに対して、本発明のシステムでは、駆動源の駆動力の大きさが日射量に応じて可変制御されるようになされているものであり、この可変制御によって、太陽熱の効率の良い利用と、ポンプ等の駆動源の消費エネルギー節約効果との両方を、より高いレベルで満足させるようにするものである。
【０００８】
また、上記の課題は、流体通路部を備え、該通路部を通過する流体を太陽熱で加温する太陽熱集熱部と、
太陽熱集熱部の通路部入口に接続された流体送入管と、
太陽熱集熱部の通路部出口に接続された流体送出管と、
流体送入管側又は流体送出管側に設けられたポンプ等の駆動源と
が備えられ、駆動源の駆動により流体送入管から太陽熱集熱部の流体通路部に送り込まれた流体を太陽熱で加温し、流体送出管に送り出すようになされている太陽熱利用システムにおいて、
太陽光発電部が備えられ、前記駆動源は、該太陽光発電部で発電した電気で駆動するようになされており、太陽光発電部の発電量に応じて、発電量が多いとき太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量を大きくし、発電量が少ないとき太陽熱集熱部の流体通路部を通過する流体の流量を小さくするように、駆動力の大きさが可変制御されるようになされていることを特徴とする太陽熱利用システムによって解決される。
【０００９】
このシステムにおいても、同様に、駆動源の駆動力の大きさが日射量に応じて可変制御されるようになされているものであり、この可変制御によって、太陽熱の効率の良い利用と、ポンプ等の駆動源の消費エネルギー節約効果との両方を、より高いレベルで満足させることができる。
【００１０】
のみならず、太陽熱集熱部での集熱力と、太陽光発電部での発電力とは、日射量との関係で、いずれも、日射量が多いときは大きくなり、日射量が少ないと小さくなる関係にあり、太陽光発電部での発電と日射との関係を利用して、駆動源の駆動力を、簡素な機構でうまい具合に可変制御することができる。
【００１１】
もちろん、駆動源は、太陽光発電部で発電した電気で駆動するようになされているので、商用電源からの電気の使用量を抑えることができて、電気代を節約することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上のとおりのものであるから、太陽熱の効率の良い利用と、ポンプ等の駆動源の消費エネルギー節約効果との両方を、より高いレベルで満足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示す第１実施形態の太陽熱利用システムは、給湯システムに適用した場合のもので、該太陽熱利用給湯システムは、水循環回路１に太陽熱集熱部２と、駆動源としてのポンプＰと、熱交換部４とが介設され、ポンプＰを駆動することにより、太陽熱集熱部２において循環回路１内の流体としての水を太陽熱で加温し、加温された水の熱を熱交換部４で貯湯槽５内の水に伝えて貯湯槽５の水を加温するようになされたもので、該水循環回路１によって、太陽熱集熱部２の流体通路部２ｃの入口２ａに接続された流体送入管部１ａと、同出口２ｂに接続された流体送出管部１ｂとが形成されている。
【００１５】
太陽熱集熱部２は、例えば、シリカエアロゲル等の透明多孔質断熱材と選択吸収膜とを組み合わせて選択吸収膜に集熱された太陽熱を流体通路部２ｃ内の水に伝えるようになされたものなどが用いられるが、特に制限はなく、各種構造の太陽熱集熱部が用いられてよい。
【００１６】
なお、貯湯槽５には水道管８と給湯管９が接続され、１３は混合弁で、該混合弁１３により、貯湯槽５で沸かされた高温水と水道水とが混合されて所定の温度の高温水に調整され、利用側には、この高温水と水道水とが混合されて利用温度の温水が供給されるようになされている。１０は膨張タンク、１１…は開閉バルブ、１２は逆止弁である。
【００１７】
そして、上記のシステムには、日射量を検知する日射センサー１４と、制御部１５とが備えられ、制御部１５は、日射センサー１４で検知された日射量に基づき、日射量が多いとき太陽熱集熱部２の流体通路部２ｃを通過する水の流量を大きくし、日射量が少ないとき太陽熱集熱部２の流体通路部２ｃを通過する水の流量を小さくすべく、ポンプＰの駆動力の大きさの可変制御を行うようになされている。なお、日射センサーとして、制御部の機能を果たすことができる日射計を用いるときは、日射計とは別に制御部を備えさせる必要はない。
【００１８】
上記の太陽熱利用システムでは、日射量が多いときには、それを日射センサー１４が検知し、制御部１５による制御により、太陽熱集熱部２の流体通路部２ｃを通過する水の流量が大きくなって、ポンプＰで消費される駆動エネルギーが大きくなるが、ポンプＰで消費される電気エネルギーに見合った効率の良い太陽熱の利用が行われる。また、日射量が少ないときは、太陽熱集熱部２の流体通路部２ｃを通過する水の流量が小さくなって、ポンプＰで消費される駆動エネルギーが節約されると共に、ポンプＰで消費される電気エネルギーに見合った効率の良い太陽熱の利用が行われる。こうして、太陽熱の効率の良い利用と、ポンプＰの消費電気エネルギー節約効果との両方が、より高いレベルで満足される。
【００１９】
なお、日射センサーは、日射量ないしは日射強度を検知することができるものであればよく、本来の日射計を用いたものからなっていてもよいし、温度センサーを用いたものからなっていてもよいし、光センサーを用いたものからなってもよいし、制限はない。
【００２０】
図２に示す第２実施形態の太陽熱利用システムは、第１実施形態のシステムにおいて、日射計に替え、太陽光発電部１６を備えさせたもので、ポンプＰは、太陽光発電部１６で発電した電気で駆動するようになされており、太陽光発電部１６の発電量に応じて、発電量が多いとき、ポンプＰの駆動力が高まって太陽熱集熱部２の流体通路部を通過する水の流量を大きくし、発電量が少ないときポンプＰの駆動力が低下して太陽熱集熱部２の流体通路部を通過する水の流量を小さくするように、駆動力の大きさが可変制御されるようになされている。
【００２１】
このシステムにおいても、第１実施形態のシステムと同様に、ポンプＰの駆動力の大きさが日射量に応じて可変制御されるようになされているので、この可変制御によって、太陽熱の効率の良い利用と、ポンプ等の駆動源の消費エネルギー節約効果との両方を、より高いレベルで満足させることができる。
【００２２】
そして、本実施形態では、ポンプＰが、太陽光発電部１６で発電した電気で駆動するようになされているので、商用電源からの電気の使用量を抑えることができて、電気代を節約することができるのはもちろん、太陽熱集熱部２での集熱力も、太陽光発電部１６での発電力も、いずれも日射量との関係で、日射量が多いときは大きくなり、日射量が少ないと小さくなる関係を利用してポンプＰの駆動力の可変制御が行われるようになされているものであるから、ポンプＰの駆動力を簡素な制御機構でうまい具合に可変制御することができる。
【００２３】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、水循環回路１に太陽熱集熱部２とポンプＰと熱交換部４とを介設し、太陽熱によって熱交換部４で貯湯槽５内の水を沸かせる循環式の給湯システムに適用した場合を示したが、水循環回路に太陽熱集熱部とポンプと貯湯槽とを介設し、貯湯槽内の水を水循環回路内で循環させて太陽熱で加温していく循環式の太陽熱利用給湯システムに適用することも可能であるし、また、非循環式の太陽熱利用給湯システムに適用することも可能であるし、また、給湯、暖房に限らず、各種の太陽熱利用システムに適用することも可能である。
【００２４】
また、上記の実施形態では、太陽熱によって加温する流体として、熱媒体として機能させた水を用いた場合を示したが、熱の受け渡しを行う熱媒体に限らないし、水にも限られないし、各種の液体や気体等が用いられてよく、それに応じて、ポンプに替わる各種の駆動源が用いられてよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の太陽熱利用システムを示す説明図である。
【図２】第２実施形態の太陽熱利用システムを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ａ…流体送入管部
１ｂ…流体送出管部
２…太陽熱集熱部
２ａ…入口
２ｂ…出口
２ｃ…流体通路部
１４…日射センサー
１５…制御部
１６…太陽光発電部
Ｐ…ポンプ
【図１】
2007132555.tif 000003
【図２】
2007132555.tif 000004