太陽熱集熱装置及び熱媒張り制御方法
【課題】熱媒を循環させる循環回路から空気を排出し、循環回路の熱媒張りの迅速化を図る。
【解決手段】太陽熱を集熱し、熱媒（ＨＭ２）に熱交換する太陽熱集熱装置であって、熱媒を循環させる循環回路（集熱回路６）と、前記熱媒を溜めるタンク（プレッシャータンク２１、リザーブタンク２３）と、太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段（集熱パネル１０）と、前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプ（集熱ポンプ１４）と、前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす制御部とを備えている。
【解決手段】太陽熱を集熱し、熱媒（ＨＭ２）に熱交換する太陽熱集熱装置であって、熱媒を循環させる循環回路（集熱回路６）と、前記熱媒を溜めるタンク（プレッシャータンク２１、リザーブタンク２３）と、太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段（集熱パネル１０）と、前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプ（集熱ポンプ１４）と、前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす制御部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、太陽熱を集熱して熱媒を加熱し、この熱媒の熱を給湯、暖房、浴槽水追焚等に利用する太陽熱集熱装置及び熱媒張り制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内暖房等の各種暖房に用いられる熱源装置には燃料ガスや灯油等の燃焼熱に加え、熱源に太陽熱が利用される。熱源装置に太陽熱を用いることは自然エネルギを利用するので、熱エネルギの効率的な利用が図られ、炭酸ガスの排出がない等、有益である。このような熱源装置は、高温水分配式給湯暖房機として知られている。
【０００３】
この種の熱源装置に関し、太陽熱給湯暖房装置として上水が供給される貯湯槽に第１及び第２の熱交換器が設置され、第１の熱交換器に太陽熱集熱器で集熱した熱媒を循環させて熱交換し、第２の熱交換器にボイラで加熱した温水の熱を熱交換することが知られている（特許文献１）。この太陽熱給湯暖房装置では、貯湯槽内の上水の加熱に太陽熱が利用され、加熱した上水が温水として供給される。また、ボイラで加熱した温水は暖房や浴槽追焚きに利用される。
【０００４】
また、燃焼排気を熱源に用いる熱源装置では、熱媒の熱を第１の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換し、燃焼排気の潜熱を第２の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換する熱源装置や、熱交換装置が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１３４４３２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、太陽熱を熱源に利用するシステムである太陽熱集熱装置では、太陽熱を熱媒に集熱する集熱器が通常１０〔ｍ〕程度の施工高さに設置される。このため、集熱回路に組み込まれた集熱ポンプでは揚程力不足のため、集熱回路から空気を確実に排出することができない。集熱ポンプの回転数を上昇させれば、集熱回路の残留空気を減少させることはできるが、残留空気を皆無にすることはできないし、集熱ポンプの消費電力を増大させることになる。
【０００７】
集熱回路にある残留空気は、集熱運転を繰り返すことにより、数日間の熱膨張で集熱回路から排出されるが、残留空気を含む熱媒による集熱運転は、熱媒のみによる集熱運転に比較し、集熱効率が悪いという不都合がある。
【０００８】
施工時、集熱回路への熱媒供給に時間をかければ、残留空気の排出が可能であるとしても、施工時間に熱媒張りのための時間を加えなければならず、施工効率が低下し、施工コストを上昇させることになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、熱媒を循環させる循環回路から空気を排出し、循環回路の熱媒張りの迅速化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の太陽熱集熱装置は、太陽熱を集熱し、熱媒に熱交換する太陽熱集熱装置であって、熱媒を循環させる循環回路と、前記熱媒を溜めるタンクと、太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段と、前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプと、前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす制御部とを備えている。
【００１１】
斯かる構成では、ポンプの強弱運転の繰り返しに応じて熱媒が循環回路を移動し、この移動に応じて循環回路から空気の排出が促進され、残留空気のない熱媒張りが行える。
【００１２】
上記課題を解決するためには、上記太陽熱集熱装置において、好ましくは、 前記制御部は、前記ポンプの高速回転と低速回転との繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす構成してもよい。
【００１３】
上記課題を解決するためには、上記太陽熱集熱装置において、好ましくは、更に、前記タンクは、前記熱媒を溜める貯留タンクと、前記循環回路の圧力が上昇した際に、前記循環回路から前記熱媒を前記貯留タンクに流出させるとともに、前記循環回路に前記熱媒が不足した際に、前記貯留タンクから前記熱媒を吸い込む圧力タンクとを備える構成としてもよい。
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の太陽熱集熱装置の熱媒張り制御方法は、熱媒を循環させる循環回路と、前記熱媒を溜めるタンクと、太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段と、前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプと、該ポンプを制御する制御部とを備え、太陽熱を集熱し、熱媒に熱交換する太陽熱集熱装置の熱媒張り制御方法であって、前記タンクに熱媒を供給する工程と、前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす工程とを含む構成である。
【００１５】
斯かる構成によっても、ポンプの強弱運転の繰り返しに応じて熱媒が循環回路を移動するので、循環回路からの空気の排出が促進され、残留空気のない熱媒張りが行える。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明した本発明によれば、次の何れかの効果を得ることができる。
【００１７】
(1) 循環回路から空気排出を促進させ、熱媒張りの迅速化を図ることができる。
【００１８】
(2) 残留空気のない熱媒張りが行え、太陽熱の熱媒に対する熱交換効率を高めることができる。
【００１９】
(3) 熱媒張りに要するポンプの駆動時間を低減でき、消費電力を抑制することができる。
【００２０】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る暖房・給湯・追焚装置の一例を示す図である。
【図２】貯湯タンク及び集熱回路の一例を示す図である。
【図３】プレッシャーキャップの構造及びその動作の一例を示す図である。
【図４】プレッシャータンクへの熱媒供給の一例を示す図である。
【図５】集熱回路の熱媒張りの一例を示す図である。
【図６】制御装置の一例を示す図である。
【図７】熱媒張り動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】熱媒張り動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】ポンプ回転数テーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について、図１を参照する。図１は、暖房・給湯・追焚装置の一例を示している。
【００２３】
この暖房・給湯・追焚装置２は、本発明の太陽熱集熱装置及び熱媒張り制御方法の一例であって、熱媒を循環させる集熱回路６に対する管路内の空気排出を促進させ、熱媒張りの迅速化を図る構成である。
【００２４】
この暖房・給湯・追焚装置２は、図１に示すように、貯湯タンク４と、太陽熱の集熱回路６と、熱媒ＨＭ１を循環させる循環路８とを備えている。
【００２５】
貯湯タンク４は、熱媒として熱媒ＨＭ１を溜める貯留手段の一例であるとともに、熱媒ＨＭ１を以て蓄熱する蓄熱手段の一例である。貯湯タンク４は、通気パイプ１１により大気に開放されている。
【００２６】
集熱回路６は、熱源である太陽熱を熱媒に熱交換して集熱する集熱手段であって、熱媒ＨＭ２を循環させる循環回路の一例であり、太陽熱を熱媒ＨＭ２に熱交換する。この集熱回路６には、集熱パネル１０、熱交換部としての太陽熱用熱交換器１２、集熱ポンプ１４、集熱切替弁１６、バイパス路１８、プレッシャータンク２１及びリザーブタンク２３が備えられている。
【００２７】
集熱パネル１０は、太陽熱を集熱し、その熱を熱媒ＨＭ２に熱交換する集熱手段（熱交換手段）の一例である。この集熱パネル１０とともに、燃焼熱や排熱を利用した熱源を用いてもよい。太陽熱用熱交換器１２は、熱媒ＨＭ２の熱を熱媒ＨＭ１に熱交換する手段の一例である。集熱ポンプ１４は、熱媒ＨＭ２に太陽熱を熱交換する際や、熱媒ＨＭ２を熱媒ＨＭ１に熱交換する際に用いられる温水圧送手段の一例である。バイパス路１８は集熱切替弁１６を介して集熱回路６を分岐させる太陽熱用熱交換器１２の側路であって、熱媒ＨＭ２の温度が低い場合に熱媒ＨＭ２を循環させる。
【００２８】
プレッシャータンク２１は、熱媒ＨＭ２を溜める貯留タンクの一例であって、集熱回路６に流れる熱媒ＨＭ２が上昇した際に、集熱回路６から熱媒ＨＭ２をリザーブタンク２３に流出させるとともに、集熱回路６に熱媒ＨＭ２が不足した際に、リザーブタンク２３から熱媒ＨＭ２を吸い込む。このため、プレッシャーキャップ２５には連結パイプ２７が接続され、この連結パイプ２７がリザーブタンク２３内に挿入され、リザーブタンク２３内の熱媒ＨＭ２内に没している。
【００２９】
リザーブタンク２３は、熱媒ＨＭ２を貯留する貯留タンクの一例であって、プレッシャータンク２１から流出し又はプレッシャータンク２１に供給するための熱媒ＨＭ２が溜められている。このリザーブタンク２３には、熱媒ＨＭ２の水位を検出する水位センサ２９が設置されている。また、リザーブタンク２３にはオーバーフローパイプ３１が接続され、このオーバーフローパイプ３１では、リザーブタンク２３の上限レベルを超えた熱媒ＨＭ２を排出させる。
【００３０】
集熱パネル１０の入側には温度センサ２０、集熱パネル１０の出側には温度センサ２２が設置され、温度センサ２０の検出温度Ｔ１が太陽熱用熱交換器１２による熱媒ＨＭ２の熱交換前の温度、温度センサ２２の検出温度Ｔ２が熱交換後の熱媒ＨＭ２の温度であり、これらの検出温度Ｔ１、Ｔ２が集熱切替弁１６の切替えによるバイパス路１８の開閉や集熱ポンプ１４の制御に用いられる。
【００３１】
循環路８は、分流路２４と、循環ポンプ２６と、熱媒ＨＭ１を加熱するための一次熱交換器２８と、二次熱交換器３０とを備えている。この循環路８には、熱媒ＨＭ１の熱を利用する手段として低温暖房回路３２、高温暖房回路３４、給湯回路３６、追焚回路３８が接続されている。
【００３２】
分流路２４は、貯湯タンク４の入側と出側との間の循環路８に連結された管路であって、熱媒ＨＭ１を分流して貯湯タンク４の出側の熱媒ＨＭ１に合流させる手段の一例である。
【００３３】
循環路８と分流路２４との分岐点には貯湯タンク切替弁４０が設置され、この貯湯タンク切替弁４０は、貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路２４に流れる温水流量とに分配する流量分配手段の一例である。貯湯タンク切替弁４０の入側の循環路８には温度センサ４２、貯湯タンク４の入側の循環路８には開閉弁４３、貯湯タンク４の出側近傍には温度センサ４４が設置されている。開閉弁４３は、循環路８を貯湯タンク４の入側で開閉する手段である。温度センサ４２、４４の検出温度Ｔ３、Ｔ４は貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路２４に流れる温水流量との分配比率の設定や制御に用いられる。温度センサ４４は熱媒である熱媒ＨＭ１の温度を検出する第１の温度センサ、温度センサ４２は負荷側から循環路８に戻る熱媒ＨＭ１の温度を検出する第２の温度センサである。貯湯タンク４の出側の循環路８と分流路２４との合流点には気液分離部４５が設置されている。気液分離部４５は、熱媒ＨＭ１から空気を分離する手段である。
【００３４】
循環ポンプ２６は、熱媒ＨＭ１の圧送手段の一例であって、熱媒ＨＭ１の熱利用や一次及び二次熱交換器２８、３０による加熱の際等に駆動され、循環路８に熱媒ＨＭ１を循環させる。
【００３５】
一次熱交換器２８は、燃料ガスの燃焼手段の一例として設置されたバーナ４６の燃焼排気から主として顕熱を熱媒ＨＭ１に熱交換する第１の熱交換手段である。二次熱交換器３０は、バーナ４６の燃焼排気から主として潜熱を熱媒ＨＭ１に熱交換する第２の熱交換手段であって、熱媒ＨＭ１の予備加熱に用いられる。一次熱交換器２８の出側の循環路８には温度センサ４８、二次熱交換器３０の出側の循環路８には温度センサ５０が設置され、これらの検出温度Ｔ５、Ｔ６がバーナ４６の燃焼制御に用いられる。
【００３６】
低温暖房回路３２は、循環路８の二次熱交換器３０の出側と貯湯タンク切替弁４０の入側とから分岐され、低温暖房器５２に低温の熱媒ＨＭ１を循環させる管路である。低温暖房器５２は、熱媒ＨＭ１の第１の放熱負荷又は放熱手段の一例であって、例えば、床暖房器である。
【００３７】
高温暖房回路３４は、循環路８の一次熱交換器２８の出側と貯湯タンク切替弁４０の入側とから分岐され、高温暖房器５４に高温の熱媒ＨＭ１を循環させる管路である。高温暖房器５４は、熱媒ＨＭ１の第２の放熱負荷又は放熱手段の一例であって、例えば、温風暖房器である。
【００３８】
給湯回路３６は給水Ｗを熱媒ＨＭ１で加熱して温水ＨＷとして出湯する管路であって、この実施の形態では、給湯用熱交換器５６と、二次熱交換器５８と、バイパス路６０とを備える。
【００３９】
給湯用熱交換器５６は、熱媒ＨＭ１の熱を給水Ｗに熱交換する給湯用熱交換手段の一例であって、給湯用熱交換器５６には例えば、プレート熱交換器が用いられる。この給湯用熱交換器５６には、給水側に上水圧が作用している。この給湯用熱交換器５６は、循環路８に高温分配弁６２を介して分岐された循環路８Ａに設置され、循環路８Ａを通して熱媒ＨＭ１が循環する。この給湯用熱交換器５６内の循環路８Ａに穿孔による水漏れが生じた場合には、上水圧が熱媒ＨＭ１の圧力に打ち勝ち、上水が熱媒ＨＭ１側に侵入し、貯湯タンク４の水位を上昇させることになる。
【００４０】
二次熱交換器５８は、既述のバーナ４６の燃焼排気から主として潜熱を給水Ｗに熱交換する手段であって、給水Ｗが常温の上水であれば、効率よく潜熱を給水Ｗに熱交換することができる。この予備加熱された給水Ｗには、給湯用熱交換器５６により熱媒ＨＭ１の熱が熱交換され、高温の温水ＨＷが得られる。バイパス路６０は、この温水ＨＷに上水Ｗをミキシングする手段であって、図示しないミキシング弁を用いて高温の温水ＨＷを適温化することができる。給湯回路３６の上水Ｗの入側には温度センサ６４、温水ＨＷの出湯側には温度センサ６６が設置され、これらの検出温度Ｔ７、Ｔ８等が出湯温度の制御としてバーナ４６の燃焼制御やバイパス路６０側への給水Ｗとのミキシング比率の制御に用いられる。
【００４１】
追焚回路３８は、熱媒ＨＭ１の熱を浴槽６８にある浴槽水ＢＷに熱交換し、浴槽水ＢＷを入浴に適する温度に昇温する手段の一例である。この追焚回路３８は追焚用熱交換器７０と、追焚ポンプ７２とを備える。追焚用熱交換器７０は、熱媒ＨＭ１の熱を浴槽水ＢＷに熱交換する熱交換手段の一例であって、循環路８に高温分配弁６２を介して分岐された循環路８Ｂに設置され、循環路８Ｂを通して熱媒ＨＭ１が循環する。追焚ポンプ７２は、追焚時、浴槽水ＢＷを浴槽６８から追焚用熱交換器７０を通して浴槽６８に循環させる手段である。追焚回路３８の浴槽６８の出側には温度センサ７４が設置され、その検出温度Ｔ９が追焚制御に用いられる。
【００４２】
この追焚回路３８と給湯回路３６との間には注湯回路７６が接続され、この注湯回路７６は、注湯電磁弁７８を介して給湯回路３６と追焚回路３８とを連結している。注湯電磁弁７８は、上水Ｗ側と浴槽水ＢＷとを絶縁する手段の一例である。
【００４３】
循環路８の設置エリアには温度センサ８０が設置され、この温度センサ８０によって外気温度Ｔ１０が検出される。
【００４４】
これら検出温度Ｔ１〜Ｔ１０は制御情報として制御装置８２（図６）に取り込まれ、集熱ポンプ１４、循環ポンプ２６、追焚ポンプ７２の駆動やバーナ４６の燃焼が制御装置８２の駆動出力によって制御される。
【００４５】
次に、貯湯タンク４、水位確認タンク５及び集熱回路６について、図２を参照する。図２は貯湯タンク、水位確認タンク及び集熱回路の詳細を示している。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００４６】
貯湯タンク４の出側には循環路８の近傍に温度センサ４４が設置され、出側の熱媒ＨＭ１の温度が温度センサ４４で検出される。この実施の形態の場合、太陽熱熱交換器１２の近傍にも温度センサ４９が設置されている。この温度センサ４９で熱交換温度が検出される。
【００４７】
集熱回路６は既述の通り、プレッシャータンク２１及び リザーブタンク２３が備えられている。プレッシャータンク２１は集熱回路６に流れる熱媒ＨＭ２の圧力緩衝であるとともに、プレッシャータンク２１を閉じるプレッシャーキャップ２５に取り付けられた連結パイプ２７がリザーブタンク２３に挿入されている。この連結パイプ２７を通じ、集熱回路６から熱媒ＨＭ２をリザーブタンク２３側に逃し、リザーブタンク２３にある熱媒ＨＭ２をプレッシャータンク２１に引込み集熱回路６に補給することができる。
【００４８】
次に、プレッシャーキャップ２５及びその動作について、図３を参照する。図３のＡは主圧弁動作中のプレッシャーキャップの一例を示し、図３のＢは負圧弁動作中のプレッシャーキャップの一例を示している。図３において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００４９】
このプレッシャーキャップ２５は、プレッシャータンク２１の上部に取り付けられ、主圧弁２５２と、負圧弁２５４とを備えている。
【００５０】
プレッシャータンク２１の開口部にはプレッシャータンク２１の径小な首部２５６より径大な弁座部２５８が設けられ、この弁座部２５８に対して開閉可能に主圧弁２５２が蓋部２６０に取り付けられ、この蓋部２６０と主圧弁２５２との間に圧縮状態でスプリング２６２が設置されている。このスプリング２６２の復元力が主圧弁２５２を弁座部２５８に圧接状態に維持する。
【００５１】
そこで、図３のＡに示す状態（主圧弁動作状態）では、プレッシャータンク２１の内圧上昇がスプリング２６２の復元力に打ち勝つと、スプリング２６２を圧縮して主圧弁２５２が開状態となり、内圧が復元力に打ち勝っている間、開状態に維持される。この状態では、プレッシャータンク２１内の熱媒ＨＭ２がプレッシャータンク２１から連結パイプ２７を通してリザーブタンク２３に流出する。このような流出は、熱媒ＨＭ２が膨張時、高温時に生じる。
【００５２】
また、主圧弁２５２の中心部には負圧弁２５４が主圧弁２５２を貫通させた弁軸２６４によって開閉可能に取り付けられ、弁軸２６４のフランジ部２６６と主圧弁２５２との間には圧縮状態でスプリング２６８が設置されている。このスプリング２６８の復元力が主圧弁２５２を弁座部として負圧弁２５４に圧接状態に維持する。
【００５３】
そこで、図３のＢに示す状態（負圧弁動作状態）では、プレッシャータンク２１に負圧が作用しているので、主圧弁２５２が閉じられているが、負圧弁２５４はスプリング２６８の復元力に打ち勝つ負圧により、開状態となっている。この状態では、プレッシャータンク２１内に熱媒ＨＭ２が連結パイプ２７を通してリザーブタンク２３から流入する。このような流入は、熱媒ＨＭ２の収縮時、低温時に生じる。
【００５４】
次に、プレッシャータンク２１に対する熱媒供給について、図４を参照する。図４はプレッシャータンクの熱媒供給を示し、Ａはプレッシャータンクの開口部、Ｂはプレッシャータンクの熱媒供給状態を示している。
【００５５】
プレッシャータンク２１は、既述のプレッシャーキャップ２５を外すことができる。このプレッシャーキャップ２５を外すと、プレッシャータンク２１には図４のＡに示すように開口される。
【００５６】
そこで、プレッシャータンク２１の開口部２７０には図４のＢに示すように、プレッシャーキャップ２５に代え、キャップ２７２を取付け、このキャップ２７２にある連結部２７３にパイプ３５を連結する。キャップ２７２は、熱媒パック３３から熱媒ＨＭ２を供給するためのパイプ３５の支持手段の一例である。キャップ２７２には、連結部２７３を通して熱媒ＨＭ２を通す貫通孔２７４が形成されているので、この貫通孔２７４から熱媒ＨＭ２がプレッシャータンク２１に注入される。
【００５７】
また、キャップ２７２にはＯリング２７６が取り付けられ、このＯリング２７６によってキャップ２７２とプレッシャータンク２１の開口部２７０とが密封される。また、プレッシャータンク２１には既述の連結パイプ２７を連結する連結部２７８が形成され、この連結部２７８には連結パイプ２７が連結され、この連結パイプ２７を通してプレッシャータンク２１がリザーブタンク２３側に開放されている。
【００５８】
斯かる構成とすれば、熱媒パック３３から供給される熱媒ＨＭ２がパイプ３５を通してキャップ２７２からプレッシャータンク２１に供給されるとともに、プレッシャータンク２１をオーバーフローした熱媒ＨＭ２がリザーブタンク２３側に流れ、リザーブタンク２３にも熱媒ＨＭ２を供給することができる。
【００５９】
次に、集熱回路６に対する熱媒張りについて、図５を参照する。図５は、熱媒供給時の集熱回路、プレッシャータンク及びリザーブタンクの一例を示している。図５において、図１、図２、図３及び図４と同一部分には同一符号を付してある。
【００６０】
プレッシャータンク２１は閉回路である集熱回路６に設置されており、プレッシャーキャップ２５により開閉することができる。集熱回路６に循環させる熱媒ＨＭ２には、不凍液等の熱媒を用いることができる。図５は、熱媒供給時のため、プレッシャーキャップ２５は外され、既述のキャップ２７２が取り付けられている。
【００６１】
そこで、キャップ２７２には熱媒パック３３をパイプ３５により連結し、熱媒パック３３にある水Ｗを熱媒ＨＭ２として集熱回路６に流し込むことができる。キャップ２７２には既述の連結パイプ２７が接続され、この連結パイプ２７はリザーブタンク２３に挿入されている。
【００６２】
リザーブタンク２３には既述の水位センサ２９が設置され、この水位センサ２９は検出電極２９Ａ、２９Ｂ及び共通電極２９Ｃを備えている。この場合、リザーブタンク２３を良導体で構成すれば、常に熱媒ＨＭ２が触れるので、共通電極２９Ｃは例えば、リザーブタンク２３の底面に設置してもよい。検出電極２９Ａはリザーブタンク２３にある熱媒ＨＭ２の高レベル（Ｈ）を検出する電極、検出電極２９Ｂはリザーブタンク２３にある熱媒ＨＭ２の低レベル（Ｌ）を検出する電極である。従って、リザーブタンク２３内の熱媒ＨＭ２が検出電極２９Ｂに触れていれば、熱媒ＨＭ２のレベルは低レベルであり、また、熱媒ＨＭ２が検出電極２９Ａに触れていれば、熱媒ＨＭ２のレベルは高レベルであることが判る。
【００６３】
次に、制御装置８２について、図６を参照する。図６は、制御装置の一例を示している。図６に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図６において、図１、図２、図３、図４及び図５と同一部分には同一符号を付してある。
【００６４】
この制御装置８２は、コンピュータによって構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）８４、ＲＯＭ（Read-Only Memory）８６、ＲＡＭ（Random-Access Memory）８８、タイマ９０、カウンタ９２等を備える。ＣＰＵ８４はＲＯＭ８６にある制御プログラムを実行し、検出温度等を制御情報に用いてその演算等の処理により、制御出力を発生する。ＲＡＭ８８はプログラムの実行エリアを構成する。タイマ９０は計時手段の一例であって、レベル検出時間帯、レベル検出の間隔等の時間制御のための時間情報を生成する。カウンタ９２は、計数可能な検出情報を計数し、また、アナログ情報であってもディジタル化された情報を計数する。
【００６５】
この制御装置８２には、リモコン装置９４が有線又は無線により接続されている。リモコン装置９４は、ユーザの操作装置であって、制御部９６と、操作部９８と、表示部１００とを備え、ユーザの生活エリアに設置される。
【００６６】
制御部９６は、操作部９８からの操作入力を受け、その操作能力に基づく制御情報を制御装置８２に通知する。操作部９８はキーボードやタッチセンサ等で構成される。制御部９６はコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６等を備える。ＣＰＵ１０２はＲＯＭ１０４にある制御プログラムを実行し、制御出力を発生する。ＲＡＭ１０６はプログラムの実行エリアを構成する。この制御部９６は制御装置８２と連係し、制御装置８２に対する制御命令を出力し、制御装置８２からの出力情報を受け、制御状態等を表す提示出力を表示部１００に提供する。
【００６７】
表示部１００は制御部９６の表示制御に基づき、制御部９６から提供される提示出力に基づく視認可能な表示を行う。
【００６８】
次に、この暖房・給湯・追焚装置２について、熱媒張り動作、低温暖房動作、高温暖房動作、給湯動作、浴槽注湯動作、浴槽水追焚動作及び太陽熱集熱動作を説明する。
【００６９】
(1) 熱媒張り動作
【００７０】
この熱媒張り動作の処理手順について、図７及び図８を参照する。図７及び図８は、熱媒張り動作の処理手順の一例を示している。図７及び図８において、ａ、ｂは、フローチャート間の結合部分を示している。
【００７１】
この処理手順は、本発明の熱媒張り制御方法の一例である。この処理手順では、図７に示すように、電源投入により熱媒張りモードが開始される。この熱媒張りモードでは、集熱切替弁１６を貯湯タンク４側を閉に切替え（ステップＳ１０１）、集熱回路６にプレッシャータンク２１に熱媒パック３３を接続した熱媒張り回路（図５）を構成させる。
【００７２】
プレッシャータンク２１のプレッシャーキャップ２５を外してキャップ２７２を取り付け、パイプ３５（図４、図５）を接続し、熱媒ＨＭ２になる不凍液を注入する（ステップＳ１０２）。水張りスイッチ８７（図６）の切替えを監視し（ステップＳ１０３）、この水張りスイッチ８７がＯＮであれば（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、水張り表示部８９を点滅させ（ステップＳ１０４）、熱媒張りモードであることを告知する。
【００７３】
集熱切替弁１６を水張り位置に設定し（ステップＳ１０５）、集熱ポンプ１４を動作させる（ステップＳ１０６）。これにより、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを高回転数Ｎ１（図９）に設定し、回転数Ｎ１で熱媒ＨＭ２の循環が開始される。
【００７４】
水位センサ２９の検出出力を監視し（ステップＳ１０７）、検出電極２９Ｂが導通したか（高レベルＨか）を確認する。水位センサ２９が高レベル（Ｈ）を検出した場合（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、水張り表示部８９の点灯（ステップＳ１０８）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを高回転数Ｎ３で動作させ（ステップＳ１０９）、不凍液の注入を終了し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。
【００７５】
ステップＳ１０７で、水位センサ２９が高レベル（Ｈ）を検出していない場合（ステップＳ１０７のＮＯ）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎが高回転数Ｎ１かを判定し（ステップＳ１１１）、回転数Ｎが高回転数Ｎ１であれば（ステップＳ１１１のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎ＝Ｎ１の回転から所定時間として例えば、２０〔秒〕が経過したかを確認する（ステップＳ１１２）。集熱ポンプ１４の回転数Ｎ＝Ｎ１の回転から所定時間２０〔秒〕が経過していれば（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを低回転数Ｎ２に設定して動作させ（ステップＳ１１３）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。所定時間２０〔秒〕が経過していなければ（ステップＳ１１２のＮＯ）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。
【００７６】
また、ステップＳ１１１で、回転数Ｎ＝Ｎ１でなければ（ステップＳ１１１のＮＯ）、ポンプ回転数Ｎが低回転数Ｎ２の回転から所定時間例えば、１０〔秒〕が経過したかを確認する（ステップＳ１１４）。集熱ポンプ１４の回転数Ｎ＝Ｎ２の回転から所定時間１０〔秒〕が経過していれば（ステップＳ１１４のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを高回転数Ｎ１に設定して動作させ（ステップＳ１１５）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。所定時間として例えば、１０〔秒〕が経過していなければ（ステップＳ１１４のＮＯ）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。
【００７７】
水張り開始から一定時間例えば、６０〔分〕が経過する前かを確認し（ステップＳ１１６）、一定時間６０〔分〕の経過前であれば（ステップＳ１１６のＹＥＳ）、水張りスイッチがＯＦＦかを確認する（ステップＳ１１７）。水張りスイッチ８７がＯＦＦでなければ（ステップＳ１１７のＮＯ）、ステップＳ１０７に戻り（図７）、既述の処理を続行する。
【００７８】
水張りスイッチ８７がＯＦＦであれば（ステップＳ１１７のＹＥＳ）、水張り表示部を消灯する（ステップＳ１１８）。水張り開始から一定時間例えば、６０〔分〕が経過していれば（ステップＳ１１６のＮＯ）、同様に水張り表示部８９を消灯する（ステップＳ１１８）。
【００７９】
集熱切替弁１６を貯湯タンク４側を閉に切替え（ステップＳ１１９）、集熱ポンプ１４の動作を停止させ（ステップＳ１２０）、熱媒の注入を完了する。
【００８０】
斯かる処理によれば、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを高回転数Ｎ１又はＮ３と低回転数Ｎ２とを交互に繰り返すことにより、集熱回路６から空気を排除して熱媒である熱媒ＨＭ２を集熱回路６に満たすことができる。
【００８１】
次に、この集熱ポンプ１４の運転について、図９を参照する。図９はポンプ回転数テーブルの一例を示している。
【００８２】
このポンプ回転数テーブル１１０では、集熱パネル１０の設置高さに応じて集熱ポンプ１４に設定する回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が設定されている。集熱パネル１０の設置高さが例えば、６〔ｍ〕未満と、６〔ｍ〕以上とに区分されて回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が設定され、この高さに応じた回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の設定を切り替える手段としてディップスイッチ９１（図６）が備えられ、ディップスイッチ９１によって回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が設定される。
【００８３】
この実施の形態では、ポンプ回転数Ｎには高回転数Ｎ１、Ｎ３と、低回転数Ｎ２とが設定されている。集熱パネル１０の高さが６〔ｍ〕未満の場合には、高回転数としてＮ１＝Ｎ３＝４６００〔ｒｐｍ〕、低回転数としてＮ２＝２０００〔ｒｐｍ〕が設定される。
【００８４】
また、集熱パネル１０の高さが６〔ｍ〕以上の場合には、高回転数としてＮ１＝４８００〔ｒｐｍ〕、Ｎ３＝４６００〔ｒｐｍ〕、低回転数としてＮ２＝３５００〔ｒｐｍ〕が設定される。集熱パネル１０の設置高さが高い場合には、熱媒ＨＭ２を保持するため、集熱ポンプ１４の揚程力を高く設定している。
【００８５】
このような回転数Ｎに高回転数Ｎ１、Ｎ３と低回転数Ｎ２とを所定時間毎に交互に設定し、ポンプ回転数に強弱を付与することにより、集熱回路６から空気を排除して熱媒ＨＭ２を集熱回路６に満たすことができる。
【００８６】
既述の熱媒張りの際、集熱ポンプ１４の強弱運転について、集熱ポンプ１４を一定速度で運転すれば、熱媒ＨＭ２中に空気が気泡状態で残留し、特に、配管の曲がったところ等に空気が残留する。そこで、熱媒ＨＭ２の流速を変化させると、気泡状態を呈する空気が移動し、また、気泡状の空気が互いに結びつき、大きな気泡に成長する。気泡が大きくなると、熱媒ＨＭ２で押し出しやすくなり、集熱回路６のエアパージが行われる。
【００８７】
熱媒ＨＭ２の流速変化について、集熱ポンプ１４の間欠運転によっても熱媒の流速変化が得られるが、稼働中の集熱ポンプ１４を停止すると、集熱回路６が閉回路であるため、外部から熱媒供給がなければ、プレッシャータンク２１内の熱媒レベルは変化しない。この場合、集熱ポンプ１４側から熱媒戻りがあったとしても、その分だけ反対側から吸い込みが生じることになる。ところで、集熱パネル１０は屋根等の高所に設置され、集熱ポンプ１４にはその高さまで熱媒ＨＭ２を上昇させる揚程力が必要となる。この場合、集熱回路６の配管には相応の内圧が加わり、樹脂製の配管を膨張させる。この膨張に対し、集熱ポンプ１４を停止させると、集熱回路６の管路に対する内圧が解除されることになる。この結果、その配管は収縮し、その収縮分だけプレッシャータンク２１内の熱媒ＨＭ２のレベルが上昇する。配管内に空気があれば、その空気が膨張するため、さらに熱媒ＨＭ２のレベルが上昇する。この熱媒レベルの上昇は、外部から供給した熱媒ＨＭ２が集熱回路６内に入らなくなった状態（エアパージ終了状態）を呈し、エアパージ完了と誤認する原因となる。そこで、配管の内圧を維持できる集熱ポンプ１４の弱運転（低回転数運転）と強運転（高回転数運転）とを交互に繰り返すことにより、停止運転の際の熱媒ＨＭ２のレベル上昇を回避している。
【００８８】
そして、熱媒張り（エアパージ）完了の判定について、プレッシャータンク２１とともにリザーブタンク２３か設置され、このリザーブタンク２３には、熱媒ＨＭ２の水位を検出するための水位センサ２９が備えられ、この水位センサ２９で低レベル（Ｌ）と高レベル（Ｈ）とを検出している。
【００８９】
通常運転時、プレッシャータンク２１を含む密閉した集熱回路６内の熱媒ＨＭ２が膨張し、所定圧力以上に到達すると、熱媒ＨＭ２がリザーブタンク２３に流れ、逆に収縮すると負圧になるため、熱媒ＨＭ２を吸込む。熱媒ＨＭ２の水位が低レベル（Ｌ）を下回ると、熱媒ＨＭ２の補給を促す警告等を発し、水位センサ２９が高レベル（Ｈ）を検出するまで、クーラント等熱媒をプレッシャータンク２１に補給する。この場合、制御装置８２が水位センサ２９の検出出力を取り込み、低レベル出力を検出したとき、警告器９３から熱媒ＨＭ２の補給を促す警告や、水張り表示部８９に警告表示をする構成とすればよい。
【００９０】
熱媒張りを行う場合、既述した通り、１〔サイクル〕、３０〔秒〕のポンプ強弱運転を行うが、その強弱運転の間、熱媒ＨＭ２がプレッシャータンク２１が満たされると、リザーブタンク２３に流れる。熱媒張りの初期段階では、熱媒ＨＭ２の集熱回路６への流入量が多く、プレッシャータンク２１からリザーブタンク２３へ流れる量は少ない。集熱回路６のエアパージが促進されると、リザーブタンク２３に流れる熱媒量が増加する。そして、集熱ポンプ１４の強弱運転を１０〔サイクル〕程度行えば、集熱回路６の熱媒張り（エアパージ）が完了する。
【００９１】
(2) 低温暖房動作
【００９２】
この低温暖房動作では、低温暖房器５２に循環させて低温化した熱媒ＨＭ１に貯湯タンク４にある高温の熱媒ＨＭ１を混合し、低温暖房器５２に要求温度の熱媒ＨＭ１を循環させる。
【００９３】
(3) 高温暖房動作
【００９４】
高温暖房器５４から運転信号が制御装置８２に入力されると、循環ポンプ２６の運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とを比較し、Ｔ４＞Ｔ３の場合、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側を開状態にする。貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１は、循環ポンプ２６から二次熱交換器３０、一次熱交換器２８に送り込まれる。一次熱交換器２８の出側にある温度センサ４８の検出温度Ｔ５が放熱暖房に適する一定温度として例えば、８０〔℃〕になるようにバーナ４６の燃焼を制御する。なお、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１が放熱暖房に適する一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、一次熱交換器２８による加熱は行わない。
【００９５】
高温化された熱媒ＨＭ１は、高温暖房器５４に流れ、放熱を行う。この場合、循環路８、高温分配弁６２に流れた熱媒ＨＭ１は循環路８Ａに分流されて給湯用熱交換器５６を通り、高温暖房器５４からの戻り熱媒ＨＭ１と合流し、貯湯タンク４に至る。この場合、循環路８Ａで形成された給湯用熱交換器５６の回路は高温暖房器５４が運転可能になるまでの循環回路及び給湯要求の際に即応可能な給湯用加熱路として使用される。
【００９６】
高温暖房器５４を通過して熱が奪われた熱媒ＨＭ１と、給湯用熱交換器５６からの戻り熱媒ＨＭ１とが混合されるが、この混合熱媒ＨＭ１は温度センサ４２で検出される。この検出温度Ｔ３は、貯湯タンク４の出側にある温度センサ４４の検出温度Ｔ４と比較される。Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０の開度は貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替えられ、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１の使用を停止する。即ち、熱媒ＨＭ１による蓄熱を行い、その節減を図る。
【００９７】
(4) 給湯動作
【００９８】
給水口から暖房・給湯・追焚装置２に入った給水Ｗは、温度センサ６４、水量センサ、水制御弁等を経てバイパス路６０の分岐点に至る。バイパス路６０側に流れる給水Ｗはミキシングのために温水ＨＷに混合される。また、二次熱交換器５８を経て給湯用熱交換器５６に流れた給水Ｗは、給湯用熱交換器５６で熱媒ＨＭ１の熱と熱交換が行われ、温水ＨＷとなってバイパス路６０の分岐点に設置されているミキシング弁を通過する。ミキシング弁の開度は、温度センサ６６の検出温度Ｔ８が設定温度になるように調整され、給湯用熱交換器５６により加熱された高温の温水ＨＷが給水Ｗと混合されて設定温度に調整され、出湯口から出湯される。
【００９９】
熱媒ＨＭ１の循環動作では、給湯回路３６にある水量センサが流水を感知すると、循環ポンプ２６が運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とが比較される。Ｔ４＞Ｔ３の場合には、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側を開状態にする。貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１は、循環ポンプ２６に吸い込まれ、二次熱交換器３０及び一次熱交換器２８に送り込まれる。これら一次熱交換器２８及び二次熱交換器３０を通過した熱媒ＨＭ１の温度は温度センサ４８で検出され、その検出温度Ｔ５が一定の温度として例えば、８０〔℃〕になるように、バーナ４６の燃焼制御が行われる。なお、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１がその一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、バーナ４６による加熱は行わない。
【０１００】
一定温度例えば、８０〔℃〕の熱媒ＨＭ１は給湯用熱交換器５６で給水Ｗ側との熱交換を行う。例えば、給湯能力を２４号とした場合、その熱量は４１．８６〔ｋＷ〕（３６，０００〔ｋｃａｌ／ｈ〕）である。貯湯タンク４の温水温度が８０〔℃〕で循環ポンプ２６の循環量が約１２〔リットル／ｍｉｎ〕であれば、貯湯タンク４に戻る熱媒ＨＭ１の温度が約３０〔℃〕で、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１の全てを給湯熱交換に使用したとすれば、貯湯タンク４内の温水温度は約３０〔℃〕となる。給湯号数が減少すれば、貯湯タンク４に戻る熱媒ＨＭ１の温度低下が少なく、貯湯タンク４の温水温度は、常に３０〔℃〕以上となる。
【０１０１】
また、給湯用熱交換器５６で熱を奪われた熱媒ＨＭ１の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とを比較する。Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替え、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１を使用しない。これにより、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１の使用による熱損失が抑制される。
【０１０２】
(5) 浴槽注湯動作
【０１０３】
給湯時、注湯電磁弁７８を開くと、給湯回路３６が追焚回路３８に連結され、給湯回路３６から分岐された注湯回路７６に流れる温水ＨＷが追焚用熱交換器７０を経て浴槽６８に注湯される。この場合、追焚ポンプ７２は使用しない。給水Ｗが上水であれば、十分な水圧があるので、温水ＨＷはその水圧を利用して浴槽６８に注湯される。
【０１０４】
(6) 浴槽水追焚動作
【０１０５】
リモコン装置９４から追焚運転信号が制御装置８２に入力されると、追焚ポンプ７２の運転を開始させる。これにより、浴槽水ＢＷは、追焚回路３８に循環され、追焚用熱交換器７０で熱媒ＨＭ１の熱が熱交換され、加熱される。温度センサ７４の検出温度Ｔ９が設定温度に達すれば、追焚運転を終了し、追焚ポンプ７２の運転を停止させる。
【０１０６】
この場合、追焚運転信号が制御装置８２に入力されると、循環ポンプ２６の運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とが比較され、Ｔ４＞Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側に切り替える。貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１は、循環ポンプ２６に吸い込まれ、二次熱交換器３０及び一次熱交換器２８に送り込まれる。これら一次熱交換器２８及び二次熱交換器３０を通過した熱媒ＨＭ１の温度は温度センサ４８で検出され、その検出温度Ｔ５が一定の温度として例えば、８０〔℃〕になるように、バーナ４６の燃焼制御が行われる。なお、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１がその一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、バーナ４６による加熱は行わない。
【０１０７】
高温分配弁６２を循環路８Ｂ側にも開き、循環路８Ｂ側に熱媒ＨＭ１を流し、追焚回路３８と循環路８Ｂとの間で熱媒ＨＭ１の熱を浴槽水ＢＷに熱交換する。この場合、高温分配弁６２は給湯用熱交換器５６側にも熱媒ＨＭ１を流す。追焚用熱交換器７０で浴槽水ＢＷに熱を奪われた熱媒ＨＭ１は、循環路８Ａにある給湯用熱交換器５６を通過した熱媒ＨＭ１と合流し、貯湯タンク４に戻される。高温分配弁６２から給湯用熱交換器５６を通る循環路８Ａは、給湯要求の際に即応可能な給湯用回路として使用する。
【０１０８】
追焚用熱交換器７０で熱を奪われた熱媒ＨＭ１は、給湯用熱交換器５６を通過した熱媒ＨＭ１と混合される。その混合熱媒ＨＭ１の検出温度Ｔ３と検出温度Ｔ４とを比較し、Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替え、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１を使用しない。即ち、熱媒ＨＭ１による蓄熱を行い、その節減を図る。
【０１０９】
(7) 太陽熱集熱動作
【０１１０】
太陽熱による熱媒ＨＭ２の温度上昇は、日射量に関係し、その試験結果によれば、冬季でも約３０〔℃〕の上昇が期待できることが確認されている。季節に関係なく貯湯タンク４の温水温度は約３０〔℃〕であるため、太陽熱用熱媒である熱媒ＨＭ２と熱交換する太陽熱用熱交換器１２を備える貯湯タンク４では、冬期でも３０〔℃〕の温度上昇があり、貯湯タンク４の温水温度は３０〔℃〕＋３０〔℃〕で約６０〔℃〕に上昇させることができる。この場合、既述の低温暖房器５２の要求温度が例えば、６０〔℃〕であれば、貯湯タンク４に蓄えられた熱媒ＨＭ１の熱を低温暖房器５２の放熱に利用できる。夏期であれば、これ以上の熱利用ができることは勿論である。
【０１１１】
この集熱回路６に利用できる太陽熱について、季節により日の出、日の入り時刻が変わり、日射のある時間帯も変化する。季節（夏季・冬季・中間期）により集熱ポンプ１４の運転開始時刻及び停止時刻をリモコン装置９４を通して制御装置８２に設定する。季節の判断は、温度センサ８０の検出温度Ｔ１０を用いればよい。
【０１１２】
そこで、設定時刻が集熱ポンプ１４の運転開始時刻になると集熱ポンプ１４を運転する。熱媒ＨＭ２が集熱回路６に循環し、温度センサ２０が集熱パネル１０に入る熱媒ＨＭ２の温度を検出する。集熱パネル１０は熱媒ＨＭ２を太陽熱で加熱する手段であるから、日射があれば、集熱パネル１０を通過した熱媒ＨＭ２の検出温度Ｔ２が上昇する。そこで、Ｔ２＞Ｔ１であれば、太陽熱の集熱有りと判断し、集熱ポンプ１４の運転を継続する。これに対し、Ｔ２≦Ｔ１であれば、集熱パネル１０を通過した熱媒ＨＭ２の温度が低下したのであるから、太陽熱の集熱無しと判断し、集熱ポンプ１４の運転を停止し、集熱動作を終了する。
【０１１３】
この場合、集熱パネル１０においては温度上昇（Ｔ２＞Ｔ１）があれば、その検出温度Ｔ２が温度センサ４４の検出温度Ｔ４より低い場合（Ｔ２＜Ｔ４）には、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１の熱が熱媒ＨＭ２に奪われることになり、熱損失を来す。これを防止するため、ソーラー切替弁１６をバイパス路１８側に切り替えて循環させる。この循環は、Ｔ２＞Ｔ４になるまで継続し、Ｔ２＞Ｔ４になれば、ソーラー切替弁１６を太陽熱用熱交換器１２側に切り替え、熱媒ＨＭ２の熱を貯湯タンク４内の熱媒ＨＭ１に熱交換を行う。そして、設定時刻が集熱ポンプ１４の停止時刻になれば、集熱ポンプ１４の運転を停止する。
【０１１４】
この結果、太陽熱の集熱を熱媒ＨＭ２に行い、その熱媒ＨＭ２の熱を熱媒ＨＭ１に熱交換することにより、貯湯タンク４に熱媒ＨＭ１を通じて蓄熱することができる。
【０１１５】
上記実施の形態の利点や効果は以下の通りである。
【０１１６】
(1) 熱媒張りでの集熱ポンプ１４の運転を強弱運転にすることで、集熱ポンプ１４の弱運転時熱媒が管内を下り、シーソー状態を繰り返すことで、管内の空気を押し出すことができ、残留空気のない熱媒張りを行うことができる。
【０１１７】
(2) この制御は熱媒張りに特別な作業が追加になることなく、通常の作業と同じことを行えばよい。
【０１１８】
(3) 集熱回路６に残留空気がないので、太陽熱の熱媒への熱交換効率を高めることができる。
【０１１９】
(4) 熱媒張りに要する集熱ポンプ１４の駆動時間を低減でき、消費電力を抑制することができる。
【０１２０】
(5) 上記実施の形態ではプレッシャーキャップ２５をプレッシャータンク２１に設置したが、集熱回路６の管路にプレッシャーキャップ２５を設置してもよい。
【０１２１】
〔他の実施の形態〕
【０１２２】
(1) 上記実施の形態では、高温水分配式の暖房給湯用熱源機の暖房回路に集熱回路６を接続し、太陽熱を熱源に利用し、太陽熱との熱交換により得られた高温水を給湯、低温暖房にも利用しているが、本発明はこのような熱源に太陽熱を利用するものに限定されない。上記実施の形態は一例であって、太陽熱に代え燃焼熱やエンジンの排熱を熱源に用いてもよい。
【０１２３】
(2) 上記実施の形態では、熱媒体として熱媒ＨＭ１、ＨＭ２を利用したが、熱媒ＨＭ１、ＨＭ２には温水以外の不凍液等の熱媒流体を用いてもよい。
【０１２４】
(3) 上記実施の形態では、貯湯タンク４にある熱媒ＨＭ１の温度を検出する温度センサ４４を貯湯タンク４外の循環路８側に設置しているが、貯湯タンク４内に設置して熱媒ＨＭ１の温度を検出してもよい。
【０１２５】
(4) 上記実施の形態において、図７及び図８に示す熱媒張り動作では、集熱切替弁１６をタンク側を閉（ステップＳ１０１、Ｓ１１９）に切替えているが、いずれか一方又は双方のステップで集熱切替弁１６を開に切り替えてもよい。
【０１２６】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、太陽熱や燃焼熱を熱源に用いた給湯装置や、暖房・給湯・追焚装置等の熱源装置に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１２８】
２ 暖房・給湯・追焚装置
６ 集熱回路
１０ 集熱パネル
１４ 集熱ポンプ
２１ プレッシャータンク
２３ リザーブタンク
２５ プレッシャーキャップ
２９ 水位センサ
３３ 熱媒パック
８２ 制御装置
ＨＭ２ 熱媒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、太陽熱を集熱して熱媒を加熱し、この熱媒の熱を給湯、暖房、浴槽水追焚等に利用する太陽熱集熱装置及び熱媒張り制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内暖房等の各種暖房に用いられる熱源装置には燃料ガスや灯油等の燃焼熱に加え、熱源に太陽熱が利用される。熱源装置に太陽熱を用いることは自然エネルギを利用するので、熱エネルギの効率的な利用が図られ、炭酸ガスの排出がない等、有益である。このような熱源装置は、高温水分配式給湯暖房機として知られている。
【０００３】
この種の熱源装置に関し、太陽熱給湯暖房装置として上水が供給される貯湯槽に第１及び第２の熱交換器が設置され、第１の熱交換器に太陽熱集熱器で集熱した熱媒を循環させて熱交換し、第２の熱交換器にボイラで加熱した温水の熱を熱交換することが知られている（特許文献１）。この太陽熱給湯暖房装置では、貯湯槽内の上水の加熱に太陽熱が利用され、加熱した上水が温水として供給される。また、ボイラで加熱した温水は暖房や浴槽追焚きに利用される。
【０００４】
また、燃焼排気を熱源に用いる熱源装置では、熱媒の熱を第１の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換し、燃焼排気の潜熱を第２の熱交換手段により給水又は浴槽水に熱交換する熱源装置や、熱交換装置が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１３４４３２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、太陽熱を熱源に利用するシステムである太陽熱集熱装置では、太陽熱を熱媒に集熱する集熱器が通常１０〔ｍ〕程度の施工高さに設置される。このため、集熱回路に組み込まれた集熱ポンプでは揚程力不足のため、集熱回路から空気を確実に排出することができない。集熱ポンプの回転数を上昇させれば、集熱回路の残留空気を減少させることはできるが、残留空気を皆無にすることはできないし、集熱ポンプの消費電力を増大させることになる。
【０００７】
集熱回路にある残留空気は、集熱運転を繰り返すことにより、数日間の熱膨張で集熱回路から排出されるが、残留空気を含む熱媒による集熱運転は、熱媒のみによる集熱運転に比較し、集熱効率が悪いという不都合がある。
【０００８】
施工時、集熱回路への熱媒供給に時間をかければ、残留空気の排出が可能であるとしても、施工時間に熱媒張りのための時間を加えなければならず、施工効率が低下し、施工コストを上昇させることになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、熱媒を循環させる循環回路から空気を排出し、循環回路の熱媒張りの迅速化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の太陽熱集熱装置は、太陽熱を集熱し、熱媒に熱交換する太陽熱集熱装置であって、熱媒を循環させる循環回路と、前記熱媒を溜めるタンクと、太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段と、前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプと、前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす制御部とを備えている。
【００１１】
斯かる構成では、ポンプの強弱運転の繰り返しに応じて熱媒が循環回路を移動し、この移動に応じて循環回路から空気の排出が促進され、残留空気のない熱媒張りが行える。
【００１２】
上記課題を解決するためには、上記太陽熱集熱装置において、好ましくは、 前記制御部は、前記ポンプの高速回転と低速回転との繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす構成してもよい。
【００１３】
上記課題を解決するためには、上記太陽熱集熱装置において、好ましくは、更に、前記タンクは、前記熱媒を溜める貯留タンクと、前記循環回路の圧力が上昇した際に、前記循環回路から前記熱媒を前記貯留タンクに流出させるとともに、前記循環回路に前記熱媒が不足した際に、前記貯留タンクから前記熱媒を吸い込む圧力タンクとを備える構成としてもよい。
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の太陽熱集熱装置の熱媒張り制御方法は、熱媒を循環させる循環回路と、前記熱媒を溜めるタンクと、太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段と、前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプと、該ポンプを制御する制御部とを備え、太陽熱を集熱し、熱媒に熱交換する太陽熱集熱装置の熱媒張り制御方法であって、前記タンクに熱媒を供給する工程と、前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす工程とを含む構成である。
【００１５】
斯かる構成によっても、ポンプの強弱運転の繰り返しに応じて熱媒が循環回路を移動するので、循環回路からの空気の排出が促進され、残留空気のない熱媒張りが行える。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明した本発明によれば、次の何れかの効果を得ることができる。
【００１７】
(1) 循環回路から空気排出を促進させ、熱媒張りの迅速化を図ることができる。
【００１８】
(2) 残留空気のない熱媒張りが行え、太陽熱の熱媒に対する熱交換効率を高めることができる。
【００１９】
(3) 熱媒張りに要するポンプの駆動時間を低減でき、消費電力を抑制することができる。
【００２０】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る暖房・給湯・追焚装置の一例を示す図である。
【図２】貯湯タンク及び集熱回路の一例を示す図である。
【図３】プレッシャーキャップの構造及びその動作の一例を示す図である。
【図４】プレッシャータンクへの熱媒供給の一例を示す図である。
【図５】集熱回路の熱媒張りの一例を示す図である。
【図６】制御装置の一例を示す図である。
【図７】熱媒張り動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】熱媒張り動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】ポンプ回転数テーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について、図１を参照する。図１は、暖房・給湯・追焚装置の一例を示している。
【００２３】
この暖房・給湯・追焚装置２は、本発明の太陽熱集熱装置及び熱媒張り制御方法の一例であって、熱媒を循環させる集熱回路６に対する管路内の空気排出を促進させ、熱媒張りの迅速化を図る構成である。
【００２４】
この暖房・給湯・追焚装置２は、図１に示すように、貯湯タンク４と、太陽熱の集熱回路６と、熱媒ＨＭ１を循環させる循環路８とを備えている。
【００２５】
貯湯タンク４は、熱媒として熱媒ＨＭ１を溜める貯留手段の一例であるとともに、熱媒ＨＭ１を以て蓄熱する蓄熱手段の一例である。貯湯タンク４は、通気パイプ１１により大気に開放されている。
【００２６】
集熱回路６は、熱源である太陽熱を熱媒に熱交換して集熱する集熱手段であって、熱媒ＨＭ２を循環させる循環回路の一例であり、太陽熱を熱媒ＨＭ２に熱交換する。この集熱回路６には、集熱パネル１０、熱交換部としての太陽熱用熱交換器１２、集熱ポンプ１４、集熱切替弁１６、バイパス路１８、プレッシャータンク２１及びリザーブタンク２３が備えられている。
【００２７】
集熱パネル１０は、太陽熱を集熱し、その熱を熱媒ＨＭ２に熱交換する集熱手段（熱交換手段）の一例である。この集熱パネル１０とともに、燃焼熱や排熱を利用した熱源を用いてもよい。太陽熱用熱交換器１２は、熱媒ＨＭ２の熱を熱媒ＨＭ１に熱交換する手段の一例である。集熱ポンプ１４は、熱媒ＨＭ２に太陽熱を熱交換する際や、熱媒ＨＭ２を熱媒ＨＭ１に熱交換する際に用いられる温水圧送手段の一例である。バイパス路１８は集熱切替弁１６を介して集熱回路６を分岐させる太陽熱用熱交換器１２の側路であって、熱媒ＨＭ２の温度が低い場合に熱媒ＨＭ２を循環させる。
【００２８】
プレッシャータンク２１は、熱媒ＨＭ２を溜める貯留タンクの一例であって、集熱回路６に流れる熱媒ＨＭ２が上昇した際に、集熱回路６から熱媒ＨＭ２をリザーブタンク２３に流出させるとともに、集熱回路６に熱媒ＨＭ２が不足した際に、リザーブタンク２３から熱媒ＨＭ２を吸い込む。このため、プレッシャーキャップ２５には連結パイプ２７が接続され、この連結パイプ２７がリザーブタンク２３内に挿入され、リザーブタンク２３内の熱媒ＨＭ２内に没している。
【００２９】
リザーブタンク２３は、熱媒ＨＭ２を貯留する貯留タンクの一例であって、プレッシャータンク２１から流出し又はプレッシャータンク２１に供給するための熱媒ＨＭ２が溜められている。このリザーブタンク２３には、熱媒ＨＭ２の水位を検出する水位センサ２９が設置されている。また、リザーブタンク２３にはオーバーフローパイプ３１が接続され、このオーバーフローパイプ３１では、リザーブタンク２３の上限レベルを超えた熱媒ＨＭ２を排出させる。
【００３０】
集熱パネル１０の入側には温度センサ２０、集熱パネル１０の出側には温度センサ２２が設置され、温度センサ２０の検出温度Ｔ１が太陽熱用熱交換器１２による熱媒ＨＭ２の熱交換前の温度、温度センサ２２の検出温度Ｔ２が熱交換後の熱媒ＨＭ２の温度であり、これらの検出温度Ｔ１、Ｔ２が集熱切替弁１６の切替えによるバイパス路１８の開閉や集熱ポンプ１４の制御に用いられる。
【００３１】
循環路８は、分流路２４と、循環ポンプ２６と、熱媒ＨＭ１を加熱するための一次熱交換器２８と、二次熱交換器３０とを備えている。この循環路８には、熱媒ＨＭ１の熱を利用する手段として低温暖房回路３２、高温暖房回路３４、給湯回路３６、追焚回路３８が接続されている。
【００３２】
分流路２４は、貯湯タンク４の入側と出側との間の循環路８に連結された管路であって、熱媒ＨＭ１を分流して貯湯タンク４の出側の熱媒ＨＭ１に合流させる手段の一例である。
【００３３】
循環路８と分流路２４との分岐点には貯湯タンク切替弁４０が設置され、この貯湯タンク切替弁４０は、貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路２４に流れる温水流量とに分配する流量分配手段の一例である。貯湯タンク切替弁４０の入側の循環路８には温度センサ４２、貯湯タンク４の入側の循環路８には開閉弁４３、貯湯タンク４の出側近傍には温度センサ４４が設置されている。開閉弁４３は、循環路８を貯湯タンク４の入側で開閉する手段である。温度センサ４２、４４の検出温度Ｔ３、Ｔ４は貯湯タンク４側に流れる温水流量と、分流路２４に流れる温水流量との分配比率の設定や制御に用いられる。温度センサ４４は熱媒である熱媒ＨＭ１の温度を検出する第１の温度センサ、温度センサ４２は負荷側から循環路８に戻る熱媒ＨＭ１の温度を検出する第２の温度センサである。貯湯タンク４の出側の循環路８と分流路２４との合流点には気液分離部４５が設置されている。気液分離部４５は、熱媒ＨＭ１から空気を分離する手段である。
【００３４】
循環ポンプ２６は、熱媒ＨＭ１の圧送手段の一例であって、熱媒ＨＭ１の熱利用や一次及び二次熱交換器２８、３０による加熱の際等に駆動され、循環路８に熱媒ＨＭ１を循環させる。
【００３５】
一次熱交換器２８は、燃料ガスの燃焼手段の一例として設置されたバーナ４６の燃焼排気から主として顕熱を熱媒ＨＭ１に熱交換する第１の熱交換手段である。二次熱交換器３０は、バーナ４６の燃焼排気から主として潜熱を熱媒ＨＭ１に熱交換する第２の熱交換手段であって、熱媒ＨＭ１の予備加熱に用いられる。一次熱交換器２８の出側の循環路８には温度センサ４８、二次熱交換器３０の出側の循環路８には温度センサ５０が設置され、これらの検出温度Ｔ５、Ｔ６がバーナ４６の燃焼制御に用いられる。
【００３６】
低温暖房回路３２は、循環路８の二次熱交換器３０の出側と貯湯タンク切替弁４０の入側とから分岐され、低温暖房器５２に低温の熱媒ＨＭ１を循環させる管路である。低温暖房器５２は、熱媒ＨＭ１の第１の放熱負荷又は放熱手段の一例であって、例えば、床暖房器である。
【００３７】
高温暖房回路３４は、循環路８の一次熱交換器２８の出側と貯湯タンク切替弁４０の入側とから分岐され、高温暖房器５４に高温の熱媒ＨＭ１を循環させる管路である。高温暖房器５４は、熱媒ＨＭ１の第２の放熱負荷又は放熱手段の一例であって、例えば、温風暖房器である。
【００３８】
給湯回路３６は給水Ｗを熱媒ＨＭ１で加熱して温水ＨＷとして出湯する管路であって、この実施の形態では、給湯用熱交換器５６と、二次熱交換器５８と、バイパス路６０とを備える。
【００３９】
給湯用熱交換器５６は、熱媒ＨＭ１の熱を給水Ｗに熱交換する給湯用熱交換手段の一例であって、給湯用熱交換器５６には例えば、プレート熱交換器が用いられる。この給湯用熱交換器５６には、給水側に上水圧が作用している。この給湯用熱交換器５６は、循環路８に高温分配弁６２を介して分岐された循環路８Ａに設置され、循環路８Ａを通して熱媒ＨＭ１が循環する。この給湯用熱交換器５６内の循環路８Ａに穿孔による水漏れが生じた場合には、上水圧が熱媒ＨＭ１の圧力に打ち勝ち、上水が熱媒ＨＭ１側に侵入し、貯湯タンク４の水位を上昇させることになる。
【００４０】
二次熱交換器５８は、既述のバーナ４６の燃焼排気から主として潜熱を給水Ｗに熱交換する手段であって、給水Ｗが常温の上水であれば、効率よく潜熱を給水Ｗに熱交換することができる。この予備加熱された給水Ｗには、給湯用熱交換器５６により熱媒ＨＭ１の熱が熱交換され、高温の温水ＨＷが得られる。バイパス路６０は、この温水ＨＷに上水Ｗをミキシングする手段であって、図示しないミキシング弁を用いて高温の温水ＨＷを適温化することができる。給湯回路３６の上水Ｗの入側には温度センサ６４、温水ＨＷの出湯側には温度センサ６６が設置され、これらの検出温度Ｔ７、Ｔ８等が出湯温度の制御としてバーナ４６の燃焼制御やバイパス路６０側への給水Ｗとのミキシング比率の制御に用いられる。
【００４１】
追焚回路３８は、熱媒ＨＭ１の熱を浴槽６８にある浴槽水ＢＷに熱交換し、浴槽水ＢＷを入浴に適する温度に昇温する手段の一例である。この追焚回路３８は追焚用熱交換器７０と、追焚ポンプ７２とを備える。追焚用熱交換器７０は、熱媒ＨＭ１の熱を浴槽水ＢＷに熱交換する熱交換手段の一例であって、循環路８に高温分配弁６２を介して分岐された循環路８Ｂに設置され、循環路８Ｂを通して熱媒ＨＭ１が循環する。追焚ポンプ７２は、追焚時、浴槽水ＢＷを浴槽６８から追焚用熱交換器７０を通して浴槽６８に循環させる手段である。追焚回路３８の浴槽６８の出側には温度センサ７４が設置され、その検出温度Ｔ９が追焚制御に用いられる。
【００４２】
この追焚回路３８と給湯回路３６との間には注湯回路７６が接続され、この注湯回路７６は、注湯電磁弁７８を介して給湯回路３６と追焚回路３８とを連結している。注湯電磁弁７８は、上水Ｗ側と浴槽水ＢＷとを絶縁する手段の一例である。
【００４３】
循環路８の設置エリアには温度センサ８０が設置され、この温度センサ８０によって外気温度Ｔ１０が検出される。
【００４４】
これら検出温度Ｔ１〜Ｔ１０は制御情報として制御装置８２（図６）に取り込まれ、集熱ポンプ１４、循環ポンプ２６、追焚ポンプ７２の駆動やバーナ４６の燃焼が制御装置８２の駆動出力によって制御される。
【００４５】
次に、貯湯タンク４、水位確認タンク５及び集熱回路６について、図２を参照する。図２は貯湯タンク、水位確認タンク及び集熱回路の詳細を示している。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００４６】
貯湯タンク４の出側には循環路８の近傍に温度センサ４４が設置され、出側の熱媒ＨＭ１の温度が温度センサ４４で検出される。この実施の形態の場合、太陽熱熱交換器１２の近傍にも温度センサ４９が設置されている。この温度センサ４９で熱交換温度が検出される。
【００４７】
集熱回路６は既述の通り、プレッシャータンク２１及び リザーブタンク２３が備えられている。プレッシャータンク２１は集熱回路６に流れる熱媒ＨＭ２の圧力緩衝であるとともに、プレッシャータンク２１を閉じるプレッシャーキャップ２５に取り付けられた連結パイプ２７がリザーブタンク２３に挿入されている。この連結パイプ２７を通じ、集熱回路６から熱媒ＨＭ２をリザーブタンク２３側に逃し、リザーブタンク２３にある熱媒ＨＭ２をプレッシャータンク２１に引込み集熱回路６に補給することができる。
【００４８】
次に、プレッシャーキャップ２５及びその動作について、図３を参照する。図３のＡは主圧弁動作中のプレッシャーキャップの一例を示し、図３のＢは負圧弁動作中のプレッシャーキャップの一例を示している。図３において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００４９】
このプレッシャーキャップ２５は、プレッシャータンク２１の上部に取り付けられ、主圧弁２５２と、負圧弁２５４とを備えている。
【００５０】
プレッシャータンク２１の開口部にはプレッシャータンク２１の径小な首部２５６より径大な弁座部２５８が設けられ、この弁座部２５８に対して開閉可能に主圧弁２５２が蓋部２６０に取り付けられ、この蓋部２６０と主圧弁２５２との間に圧縮状態でスプリング２６２が設置されている。このスプリング２６２の復元力が主圧弁２５２を弁座部２５８に圧接状態に維持する。
【００５１】
そこで、図３のＡに示す状態（主圧弁動作状態）では、プレッシャータンク２１の内圧上昇がスプリング２６２の復元力に打ち勝つと、スプリング２６２を圧縮して主圧弁２５２が開状態となり、内圧が復元力に打ち勝っている間、開状態に維持される。この状態では、プレッシャータンク２１内の熱媒ＨＭ２がプレッシャータンク２１から連結パイプ２７を通してリザーブタンク２３に流出する。このような流出は、熱媒ＨＭ２が膨張時、高温時に生じる。
【００５２】
また、主圧弁２５２の中心部には負圧弁２５４が主圧弁２５２を貫通させた弁軸２６４によって開閉可能に取り付けられ、弁軸２６４のフランジ部２６６と主圧弁２５２との間には圧縮状態でスプリング２６８が設置されている。このスプリング２６８の復元力が主圧弁２５２を弁座部として負圧弁２５４に圧接状態に維持する。
【００５３】
そこで、図３のＢに示す状態（負圧弁動作状態）では、プレッシャータンク２１に負圧が作用しているので、主圧弁２５２が閉じられているが、負圧弁２５４はスプリング２６８の復元力に打ち勝つ負圧により、開状態となっている。この状態では、プレッシャータンク２１内に熱媒ＨＭ２が連結パイプ２７を通してリザーブタンク２３から流入する。このような流入は、熱媒ＨＭ２の収縮時、低温時に生じる。
【００５４】
次に、プレッシャータンク２１に対する熱媒供給について、図４を参照する。図４はプレッシャータンクの熱媒供給を示し、Ａはプレッシャータンクの開口部、Ｂはプレッシャータンクの熱媒供給状態を示している。
【００５５】
プレッシャータンク２１は、既述のプレッシャーキャップ２５を外すことができる。このプレッシャーキャップ２５を外すと、プレッシャータンク２１には図４のＡに示すように開口される。
【００５６】
そこで、プレッシャータンク２１の開口部２７０には図４のＢに示すように、プレッシャーキャップ２５に代え、キャップ２７２を取付け、このキャップ２７２にある連結部２７３にパイプ３５を連結する。キャップ２７２は、熱媒パック３３から熱媒ＨＭ２を供給するためのパイプ３５の支持手段の一例である。キャップ２７２には、連結部２７３を通して熱媒ＨＭ２を通す貫通孔２７４が形成されているので、この貫通孔２７４から熱媒ＨＭ２がプレッシャータンク２１に注入される。
【００５７】
また、キャップ２７２にはＯリング２７６が取り付けられ、このＯリング２７６によってキャップ２７２とプレッシャータンク２１の開口部２７０とが密封される。また、プレッシャータンク２１には既述の連結パイプ２７を連結する連結部２７８が形成され、この連結部２７８には連結パイプ２７が連結され、この連結パイプ２７を通してプレッシャータンク２１がリザーブタンク２３側に開放されている。
【００５８】
斯かる構成とすれば、熱媒パック３３から供給される熱媒ＨＭ２がパイプ３５を通してキャップ２７２からプレッシャータンク２１に供給されるとともに、プレッシャータンク２１をオーバーフローした熱媒ＨＭ２がリザーブタンク２３側に流れ、リザーブタンク２３にも熱媒ＨＭ２を供給することができる。
【００５９】
次に、集熱回路６に対する熱媒張りについて、図５を参照する。図５は、熱媒供給時の集熱回路、プレッシャータンク及びリザーブタンクの一例を示している。図５において、図１、図２、図３及び図４と同一部分には同一符号を付してある。
【００６０】
プレッシャータンク２１は閉回路である集熱回路６に設置されており、プレッシャーキャップ２５により開閉することができる。集熱回路６に循環させる熱媒ＨＭ２には、不凍液等の熱媒を用いることができる。図５は、熱媒供給時のため、プレッシャーキャップ２５は外され、既述のキャップ２７２が取り付けられている。
【００６１】
そこで、キャップ２７２には熱媒パック３３をパイプ３５により連結し、熱媒パック３３にある水Ｗを熱媒ＨＭ２として集熱回路６に流し込むことができる。キャップ２７２には既述の連結パイプ２７が接続され、この連結パイプ２７はリザーブタンク２３に挿入されている。
【００６２】
リザーブタンク２３には既述の水位センサ２９が設置され、この水位センサ２９は検出電極２９Ａ、２９Ｂ及び共通電極２９Ｃを備えている。この場合、リザーブタンク２３を良導体で構成すれば、常に熱媒ＨＭ２が触れるので、共通電極２９Ｃは例えば、リザーブタンク２３の底面に設置してもよい。検出電極２９Ａはリザーブタンク２３にある熱媒ＨＭ２の高レベル（Ｈ）を検出する電極、検出電極２９Ｂはリザーブタンク２３にある熱媒ＨＭ２の低レベル（Ｌ）を検出する電極である。従って、リザーブタンク２３内の熱媒ＨＭ２が検出電極２９Ｂに触れていれば、熱媒ＨＭ２のレベルは低レベルであり、また、熱媒ＨＭ２が検出電極２９Ａに触れていれば、熱媒ＨＭ２のレベルは高レベルであることが判る。
【００６３】
次に、制御装置８２について、図６を参照する。図６は、制御装置の一例を示している。図６に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図６において、図１、図２、図３、図４及び図５と同一部分には同一符号を付してある。
【００６４】
この制御装置８２は、コンピュータによって構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）８４、ＲＯＭ（Read-Only Memory）８６、ＲＡＭ（Random-Access Memory）８８、タイマ９０、カウンタ９２等を備える。ＣＰＵ８４はＲＯＭ８６にある制御プログラムを実行し、検出温度等を制御情報に用いてその演算等の処理により、制御出力を発生する。ＲＡＭ８８はプログラムの実行エリアを構成する。タイマ９０は計時手段の一例であって、レベル検出時間帯、レベル検出の間隔等の時間制御のための時間情報を生成する。カウンタ９２は、計数可能な検出情報を計数し、また、アナログ情報であってもディジタル化された情報を計数する。
【００６５】
この制御装置８２には、リモコン装置９４が有線又は無線により接続されている。リモコン装置９４は、ユーザの操作装置であって、制御部９６と、操作部９８と、表示部１００とを備え、ユーザの生活エリアに設置される。
【００６６】
制御部９６は、操作部９８からの操作入力を受け、その操作能力に基づく制御情報を制御装置８２に通知する。操作部９８はキーボードやタッチセンサ等で構成される。制御部９６はコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６等を備える。ＣＰＵ１０２はＲＯＭ１０４にある制御プログラムを実行し、制御出力を発生する。ＲＡＭ１０６はプログラムの実行エリアを構成する。この制御部９６は制御装置８２と連係し、制御装置８２に対する制御命令を出力し、制御装置８２からの出力情報を受け、制御状態等を表す提示出力を表示部１００に提供する。
【００６７】
表示部１００は制御部９６の表示制御に基づき、制御部９６から提供される提示出力に基づく視認可能な表示を行う。
【００６８】
次に、この暖房・給湯・追焚装置２について、熱媒張り動作、低温暖房動作、高温暖房動作、給湯動作、浴槽注湯動作、浴槽水追焚動作及び太陽熱集熱動作を説明する。
【００６９】
(1) 熱媒張り動作
【００７０】
この熱媒張り動作の処理手順について、図７及び図８を参照する。図７及び図８は、熱媒張り動作の処理手順の一例を示している。図７及び図８において、ａ、ｂは、フローチャート間の結合部分を示している。
【００７１】
この処理手順は、本発明の熱媒張り制御方法の一例である。この処理手順では、図７に示すように、電源投入により熱媒張りモードが開始される。この熱媒張りモードでは、集熱切替弁１６を貯湯タンク４側を閉に切替え（ステップＳ１０１）、集熱回路６にプレッシャータンク２１に熱媒パック３３を接続した熱媒張り回路（図５）を構成させる。
【００７２】
プレッシャータンク２１のプレッシャーキャップ２５を外してキャップ２７２を取り付け、パイプ３５（図４、図５）を接続し、熱媒ＨＭ２になる不凍液を注入する（ステップＳ１０２）。水張りスイッチ８７（図６）の切替えを監視し（ステップＳ１０３）、この水張りスイッチ８７がＯＮであれば（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、水張り表示部８９を点滅させ（ステップＳ１０４）、熱媒張りモードであることを告知する。
【００７３】
集熱切替弁１６を水張り位置に設定し（ステップＳ１０５）、集熱ポンプ１４を動作させる（ステップＳ１０６）。これにより、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを高回転数Ｎ１（図９）に設定し、回転数Ｎ１で熱媒ＨＭ２の循環が開始される。
【００７４】
水位センサ２９の検出出力を監視し（ステップＳ１０７）、検出電極２９Ｂが導通したか（高レベルＨか）を確認する。水位センサ２９が高レベル（Ｈ）を検出した場合（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、水張り表示部８９の点灯（ステップＳ１０８）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを高回転数Ｎ３で動作させ（ステップＳ１０９）、不凍液の注入を終了し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。
【００７５】
ステップＳ１０７で、水位センサ２９が高レベル（Ｈ）を検出していない場合（ステップＳ１０７のＮＯ）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎが高回転数Ｎ１かを判定し（ステップＳ１１１）、回転数Ｎが高回転数Ｎ１であれば（ステップＳ１１１のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎ＝Ｎ１の回転から所定時間として例えば、２０〔秒〕が経過したかを確認する（ステップＳ１１２）。集熱ポンプ１４の回転数Ｎ＝Ｎ１の回転から所定時間２０〔秒〕が経過していれば（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを低回転数Ｎ２に設定して動作させ（ステップＳ１１３）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。所定時間２０〔秒〕が経過していなければ（ステップＳ１１２のＮＯ）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。
【００７６】
また、ステップＳ１１１で、回転数Ｎ＝Ｎ１でなければ（ステップＳ１１１のＮＯ）、ポンプ回転数Ｎが低回転数Ｎ２の回転から所定時間例えば、１０〔秒〕が経過したかを確認する（ステップＳ１１４）。集熱ポンプ１４の回転数Ｎ＝Ｎ２の回転から所定時間１０〔秒〕が経過していれば（ステップＳ１１４のＹＥＳ）、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを高回転数Ｎ１に設定して動作させ（ステップＳ１１５）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。所定時間として例えば、１０〔秒〕が経過していなければ（ステップＳ１１４のＮＯ）、ステップＳ１１６（図８）に移行する。
【００７７】
水張り開始から一定時間例えば、６０〔分〕が経過する前かを確認し（ステップＳ１１６）、一定時間６０〔分〕の経過前であれば（ステップＳ１１６のＹＥＳ）、水張りスイッチがＯＦＦかを確認する（ステップＳ１１７）。水張りスイッチ８７がＯＦＦでなければ（ステップＳ１１７のＮＯ）、ステップＳ１０７に戻り（図７）、既述の処理を続行する。
【００７８】
水張りスイッチ８７がＯＦＦであれば（ステップＳ１１７のＹＥＳ）、水張り表示部を消灯する（ステップＳ１１８）。水張り開始から一定時間例えば、６０〔分〕が経過していれば（ステップＳ１１６のＮＯ）、同様に水張り表示部８９を消灯する（ステップＳ１１８）。
【００７９】
集熱切替弁１６を貯湯タンク４側を閉に切替え（ステップＳ１１９）、集熱ポンプ１４の動作を停止させ（ステップＳ１２０）、熱媒の注入を完了する。
【００８０】
斯かる処理によれば、集熱ポンプ１４の回転数Ｎを高回転数Ｎ１又はＮ３と低回転数Ｎ２とを交互に繰り返すことにより、集熱回路６から空気を排除して熱媒である熱媒ＨＭ２を集熱回路６に満たすことができる。
【００８１】
次に、この集熱ポンプ１４の運転について、図９を参照する。図９はポンプ回転数テーブルの一例を示している。
【００８２】
このポンプ回転数テーブル１１０では、集熱パネル１０の設置高さに応じて集熱ポンプ１４に設定する回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が設定されている。集熱パネル１０の設置高さが例えば、６〔ｍ〕未満と、６〔ｍ〕以上とに区分されて回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が設定され、この高さに応じた回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の設定を切り替える手段としてディップスイッチ９１（図６）が備えられ、ディップスイッチ９１によって回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が設定される。
【００８３】
この実施の形態では、ポンプ回転数Ｎには高回転数Ｎ１、Ｎ３と、低回転数Ｎ２とが設定されている。集熱パネル１０の高さが６〔ｍ〕未満の場合には、高回転数としてＮ１＝Ｎ３＝４６００〔ｒｐｍ〕、低回転数としてＮ２＝２０００〔ｒｐｍ〕が設定される。
【００８４】
また、集熱パネル１０の高さが６〔ｍ〕以上の場合には、高回転数としてＮ１＝４８００〔ｒｐｍ〕、Ｎ３＝４６００〔ｒｐｍ〕、低回転数としてＮ２＝３５００〔ｒｐｍ〕が設定される。集熱パネル１０の設置高さが高い場合には、熱媒ＨＭ２を保持するため、集熱ポンプ１４の揚程力を高く設定している。
【００８５】
このような回転数Ｎに高回転数Ｎ１、Ｎ３と低回転数Ｎ２とを所定時間毎に交互に設定し、ポンプ回転数に強弱を付与することにより、集熱回路６から空気を排除して熱媒ＨＭ２を集熱回路６に満たすことができる。
【００８６】
既述の熱媒張りの際、集熱ポンプ１４の強弱運転について、集熱ポンプ１４を一定速度で運転すれば、熱媒ＨＭ２中に空気が気泡状態で残留し、特に、配管の曲がったところ等に空気が残留する。そこで、熱媒ＨＭ２の流速を変化させると、気泡状態を呈する空気が移動し、また、気泡状の空気が互いに結びつき、大きな気泡に成長する。気泡が大きくなると、熱媒ＨＭ２で押し出しやすくなり、集熱回路６のエアパージが行われる。
【００８７】
熱媒ＨＭ２の流速変化について、集熱ポンプ１４の間欠運転によっても熱媒の流速変化が得られるが、稼働中の集熱ポンプ１４を停止すると、集熱回路６が閉回路であるため、外部から熱媒供給がなければ、プレッシャータンク２１内の熱媒レベルは変化しない。この場合、集熱ポンプ１４側から熱媒戻りがあったとしても、その分だけ反対側から吸い込みが生じることになる。ところで、集熱パネル１０は屋根等の高所に設置され、集熱ポンプ１４にはその高さまで熱媒ＨＭ２を上昇させる揚程力が必要となる。この場合、集熱回路６の配管には相応の内圧が加わり、樹脂製の配管を膨張させる。この膨張に対し、集熱ポンプ１４を停止させると、集熱回路６の管路に対する内圧が解除されることになる。この結果、その配管は収縮し、その収縮分だけプレッシャータンク２１内の熱媒ＨＭ２のレベルが上昇する。配管内に空気があれば、その空気が膨張するため、さらに熱媒ＨＭ２のレベルが上昇する。この熱媒レベルの上昇は、外部から供給した熱媒ＨＭ２が集熱回路６内に入らなくなった状態（エアパージ終了状態）を呈し、エアパージ完了と誤認する原因となる。そこで、配管の内圧を維持できる集熱ポンプ１４の弱運転（低回転数運転）と強運転（高回転数運転）とを交互に繰り返すことにより、停止運転の際の熱媒ＨＭ２のレベル上昇を回避している。
【００８８】
そして、熱媒張り（エアパージ）完了の判定について、プレッシャータンク２１とともにリザーブタンク２３か設置され、このリザーブタンク２３には、熱媒ＨＭ２の水位を検出するための水位センサ２９が備えられ、この水位センサ２９で低レベル（Ｌ）と高レベル（Ｈ）とを検出している。
【００８９】
通常運転時、プレッシャータンク２１を含む密閉した集熱回路６内の熱媒ＨＭ２が膨張し、所定圧力以上に到達すると、熱媒ＨＭ２がリザーブタンク２３に流れ、逆に収縮すると負圧になるため、熱媒ＨＭ２を吸込む。熱媒ＨＭ２の水位が低レベル（Ｌ）を下回ると、熱媒ＨＭ２の補給を促す警告等を発し、水位センサ２９が高レベル（Ｈ）を検出するまで、クーラント等熱媒をプレッシャータンク２１に補給する。この場合、制御装置８２が水位センサ２９の検出出力を取り込み、低レベル出力を検出したとき、警告器９３から熱媒ＨＭ２の補給を促す警告や、水張り表示部８９に警告表示をする構成とすればよい。
【００９０】
熱媒張りを行う場合、既述した通り、１〔サイクル〕、３０〔秒〕のポンプ強弱運転を行うが、その強弱運転の間、熱媒ＨＭ２がプレッシャータンク２１が満たされると、リザーブタンク２３に流れる。熱媒張りの初期段階では、熱媒ＨＭ２の集熱回路６への流入量が多く、プレッシャータンク２１からリザーブタンク２３へ流れる量は少ない。集熱回路６のエアパージが促進されると、リザーブタンク２３に流れる熱媒量が増加する。そして、集熱ポンプ１４の強弱運転を１０〔サイクル〕程度行えば、集熱回路６の熱媒張り（エアパージ）が完了する。
【００９１】
(2) 低温暖房動作
【００９２】
この低温暖房動作では、低温暖房器５２に循環させて低温化した熱媒ＨＭ１に貯湯タンク４にある高温の熱媒ＨＭ１を混合し、低温暖房器５２に要求温度の熱媒ＨＭ１を循環させる。
【００９３】
(3) 高温暖房動作
【００９４】
高温暖房器５４から運転信号が制御装置８２に入力されると、循環ポンプ２６の運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とを比較し、Ｔ４＞Ｔ３の場合、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側を開状態にする。貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１は、循環ポンプ２６から二次熱交換器３０、一次熱交換器２８に送り込まれる。一次熱交換器２８の出側にある温度センサ４８の検出温度Ｔ５が放熱暖房に適する一定温度として例えば、８０〔℃〕になるようにバーナ４６の燃焼を制御する。なお、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１が放熱暖房に適する一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、一次熱交換器２８による加熱は行わない。
【００９５】
高温化された熱媒ＨＭ１は、高温暖房器５４に流れ、放熱を行う。この場合、循環路８、高温分配弁６２に流れた熱媒ＨＭ１は循環路８Ａに分流されて給湯用熱交換器５６を通り、高温暖房器５４からの戻り熱媒ＨＭ１と合流し、貯湯タンク４に至る。この場合、循環路８Ａで形成された給湯用熱交換器５６の回路は高温暖房器５４が運転可能になるまでの循環回路及び給湯要求の際に即応可能な給湯用加熱路として使用される。
【００９６】
高温暖房器５４を通過して熱が奪われた熱媒ＨＭ１と、給湯用熱交換器５６からの戻り熱媒ＨＭ１とが混合されるが、この混合熱媒ＨＭ１は温度センサ４２で検出される。この検出温度Ｔ３は、貯湯タンク４の出側にある温度センサ４４の検出温度Ｔ４と比較される。Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０の開度は貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替えられ、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１の使用を停止する。即ち、熱媒ＨＭ１による蓄熱を行い、その節減を図る。
【００９７】
(4) 給湯動作
【００９８】
給水口から暖房・給湯・追焚装置２に入った給水Ｗは、温度センサ６４、水量センサ、水制御弁等を経てバイパス路６０の分岐点に至る。バイパス路６０側に流れる給水Ｗはミキシングのために温水ＨＷに混合される。また、二次熱交換器５８を経て給湯用熱交換器５６に流れた給水Ｗは、給湯用熱交換器５６で熱媒ＨＭ１の熱と熱交換が行われ、温水ＨＷとなってバイパス路６０の分岐点に設置されているミキシング弁を通過する。ミキシング弁の開度は、温度センサ６６の検出温度Ｔ８が設定温度になるように調整され、給湯用熱交換器５６により加熱された高温の温水ＨＷが給水Ｗと混合されて設定温度に調整され、出湯口から出湯される。
【００９９】
熱媒ＨＭ１の循環動作では、給湯回路３６にある水量センサが流水を感知すると、循環ポンプ２６が運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とが比較される。Ｔ４＞Ｔ３の場合には、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側を開状態にする。貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１は、循環ポンプ２６に吸い込まれ、二次熱交換器３０及び一次熱交換器２８に送り込まれる。これら一次熱交換器２８及び二次熱交換器３０を通過した熱媒ＨＭ１の温度は温度センサ４８で検出され、その検出温度Ｔ５が一定の温度として例えば、８０〔℃〕になるように、バーナ４６の燃焼制御が行われる。なお、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１がその一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、バーナ４６による加熱は行わない。
【０１００】
一定温度例えば、８０〔℃〕の熱媒ＨＭ１は給湯用熱交換器５６で給水Ｗ側との熱交換を行う。例えば、給湯能力を２４号とした場合、その熱量は４１．８６〔ｋＷ〕（３６，０００〔ｋｃａｌ／ｈ〕）である。貯湯タンク４の温水温度が８０〔℃〕で循環ポンプ２６の循環量が約１２〔リットル／ｍｉｎ〕であれば、貯湯タンク４に戻る熱媒ＨＭ１の温度が約３０〔℃〕で、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１の全てを給湯熱交換に使用したとすれば、貯湯タンク４内の温水温度は約３０〔℃〕となる。給湯号数が減少すれば、貯湯タンク４に戻る熱媒ＨＭ１の温度低下が少なく、貯湯タンク４の温水温度は、常に３０〔℃〕以上となる。
【０１０１】
また、給湯用熱交換器５６で熱を奪われた熱媒ＨＭ１の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とを比較する。Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替え、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１を使用しない。これにより、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１の使用による熱損失が抑制される。
【０１０２】
(5) 浴槽注湯動作
【０１０３】
給湯時、注湯電磁弁７８を開くと、給湯回路３６が追焚回路３８に連結され、給湯回路３６から分岐された注湯回路７６に流れる温水ＨＷが追焚用熱交換器７０を経て浴槽６８に注湯される。この場合、追焚ポンプ７２は使用しない。給水Ｗが上水であれば、十分な水圧があるので、温水ＨＷはその水圧を利用して浴槽６８に注湯される。
【０１０４】
(6) 浴槽水追焚動作
【０１０５】
リモコン装置９４から追焚運転信号が制御装置８２に入力されると、追焚ポンプ７２の運転を開始させる。これにより、浴槽水ＢＷは、追焚回路３８に循環され、追焚用熱交換器７０で熱媒ＨＭ１の熱が熱交換され、加熱される。温度センサ７４の検出温度Ｔ９が設定温度に達すれば、追焚運転を終了し、追焚ポンプ７２の運転を停止させる。
【０１０６】
この場合、追焚運転信号が制御装置８２に入力されると、循環ポンプ２６の運転を開始する。温度センサ４２の検出温度Ｔ３と温度センサ４４の検出温度Ｔ４とが比較され、Ｔ４＞Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側に切り替える。貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１は、循環ポンプ２６に吸い込まれ、二次熱交換器３０及び一次熱交換器２８に送り込まれる。これら一次熱交換器２８及び二次熱交換器３０を通過した熱媒ＨＭ１の温度は温度センサ４８で検出され、その検出温度Ｔ５が一定の温度として例えば、８０〔℃〕になるように、バーナ４６の燃焼制御が行われる。なお、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１がその一定温度である例えば、８０〔℃〕であれば、バーナ４６による加熱は行わない。
【０１０７】
高温分配弁６２を循環路８Ｂ側にも開き、循環路８Ｂ側に熱媒ＨＭ１を流し、追焚回路３８と循環路８Ｂとの間で熱媒ＨＭ１の熱を浴槽水ＢＷに熱交換する。この場合、高温分配弁６２は給湯用熱交換器５６側にも熱媒ＨＭ１を流す。追焚用熱交換器７０で浴槽水ＢＷに熱を奪われた熱媒ＨＭ１は、循環路８Ａにある給湯用熱交換器５６を通過した熱媒ＨＭ１と合流し、貯湯タンク４に戻される。高温分配弁６２から給湯用熱交換器５６を通る循環路８Ａは、給湯要求の際に即応可能な給湯用回路として使用する。
【０１０８】
追焚用熱交換器７０で熱を奪われた熱媒ＨＭ１は、給湯用熱交換器５６を通過した熱媒ＨＭ１と混合される。その混合熱媒ＨＭ１の検出温度Ｔ３と検出温度Ｔ４とを比較し、Ｔ４＜Ｔ３であれば、貯湯タンク切替弁４０を貯湯タンク４側から分流路２４側へ切り替え、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１を使用しない。即ち、熱媒ＨＭ１による蓄熱を行い、その節減を図る。
【０１０９】
(7) 太陽熱集熱動作
【０１１０】
太陽熱による熱媒ＨＭ２の温度上昇は、日射量に関係し、その試験結果によれば、冬季でも約３０〔℃〕の上昇が期待できることが確認されている。季節に関係なく貯湯タンク４の温水温度は約３０〔℃〕であるため、太陽熱用熱媒である熱媒ＨＭ２と熱交換する太陽熱用熱交換器１２を備える貯湯タンク４では、冬期でも３０〔℃〕の温度上昇があり、貯湯タンク４の温水温度は３０〔℃〕＋３０〔℃〕で約６０〔℃〕に上昇させることができる。この場合、既述の低温暖房器５２の要求温度が例えば、６０〔℃〕であれば、貯湯タンク４に蓄えられた熱媒ＨＭ１の熱を低温暖房器５２の放熱に利用できる。夏期であれば、これ以上の熱利用ができることは勿論である。
【０１１１】
この集熱回路６に利用できる太陽熱について、季節により日の出、日の入り時刻が変わり、日射のある時間帯も変化する。季節（夏季・冬季・中間期）により集熱ポンプ１４の運転開始時刻及び停止時刻をリモコン装置９４を通して制御装置８２に設定する。季節の判断は、温度センサ８０の検出温度Ｔ１０を用いればよい。
【０１１２】
そこで、設定時刻が集熱ポンプ１４の運転開始時刻になると集熱ポンプ１４を運転する。熱媒ＨＭ２が集熱回路６に循環し、温度センサ２０が集熱パネル１０に入る熱媒ＨＭ２の温度を検出する。集熱パネル１０は熱媒ＨＭ２を太陽熱で加熱する手段であるから、日射があれば、集熱パネル１０を通過した熱媒ＨＭ２の検出温度Ｔ２が上昇する。そこで、Ｔ２＞Ｔ１であれば、太陽熱の集熱有りと判断し、集熱ポンプ１４の運転を継続する。これに対し、Ｔ２≦Ｔ１であれば、集熱パネル１０を通過した熱媒ＨＭ２の温度が低下したのであるから、太陽熱の集熱無しと判断し、集熱ポンプ１４の運転を停止し、集熱動作を終了する。
【０１１３】
この場合、集熱パネル１０においては温度上昇（Ｔ２＞Ｔ１）があれば、その検出温度Ｔ２が温度センサ４４の検出温度Ｔ４より低い場合（Ｔ２＜Ｔ４）には、貯湯タンク４の熱媒ＨＭ１の熱が熱媒ＨＭ２に奪われることになり、熱損失を来す。これを防止するため、ソーラー切替弁１６をバイパス路１８側に切り替えて循環させる。この循環は、Ｔ２＞Ｔ４になるまで継続し、Ｔ２＞Ｔ４になれば、ソーラー切替弁１６を太陽熱用熱交換器１２側に切り替え、熱媒ＨＭ２の熱を貯湯タンク４内の熱媒ＨＭ１に熱交換を行う。そして、設定時刻が集熱ポンプ１４の停止時刻になれば、集熱ポンプ１４の運転を停止する。
【０１１４】
この結果、太陽熱の集熱を熱媒ＨＭ２に行い、その熱媒ＨＭ２の熱を熱媒ＨＭ１に熱交換することにより、貯湯タンク４に熱媒ＨＭ１を通じて蓄熱することができる。
【０１１５】
上記実施の形態の利点や効果は以下の通りである。
【０１１６】
(1) 熱媒張りでの集熱ポンプ１４の運転を強弱運転にすることで、集熱ポンプ１４の弱運転時熱媒が管内を下り、シーソー状態を繰り返すことで、管内の空気を押し出すことができ、残留空気のない熱媒張りを行うことができる。
【０１１７】
(2) この制御は熱媒張りに特別な作業が追加になることなく、通常の作業と同じことを行えばよい。
【０１１８】
(3) 集熱回路６に残留空気がないので、太陽熱の熱媒への熱交換効率を高めることができる。
【０１１９】
(4) 熱媒張りに要する集熱ポンプ１４の駆動時間を低減でき、消費電力を抑制することができる。
【０１２０】
(5) 上記実施の形態ではプレッシャーキャップ２５をプレッシャータンク２１に設置したが、集熱回路６の管路にプレッシャーキャップ２５を設置してもよい。
【０１２１】
〔他の実施の形態〕
【０１２２】
(1) 上記実施の形態では、高温水分配式の暖房給湯用熱源機の暖房回路に集熱回路６を接続し、太陽熱を熱源に利用し、太陽熱との熱交換により得られた高温水を給湯、低温暖房にも利用しているが、本発明はこのような熱源に太陽熱を利用するものに限定されない。上記実施の形態は一例であって、太陽熱に代え燃焼熱やエンジンの排熱を熱源に用いてもよい。
【０１２３】
(2) 上記実施の形態では、熱媒体として熱媒ＨＭ１、ＨＭ２を利用したが、熱媒ＨＭ１、ＨＭ２には温水以外の不凍液等の熱媒流体を用いてもよい。
【０１２４】
(3) 上記実施の形態では、貯湯タンク４にある熱媒ＨＭ１の温度を検出する温度センサ４４を貯湯タンク４外の循環路８側に設置しているが、貯湯タンク４内に設置して熱媒ＨＭ１の温度を検出してもよい。
【０１２５】
(4) 上記実施の形態において、図７及び図８に示す熱媒張り動作では、集熱切替弁１６をタンク側を閉（ステップＳ１０１、Ｓ１１９）に切替えているが、いずれか一方又は双方のステップで集熱切替弁１６を開に切り替えてもよい。
【０１２６】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、太陽熱や燃焼熱を熱源に用いた給湯装置や、暖房・給湯・追焚装置等の熱源装置に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１２８】
２ 暖房・給湯・追焚装置
６ 集熱回路
１０ 集熱パネル
１４ 集熱ポンプ
２１ プレッシャータンク
２３ リザーブタンク
２５ プレッシャーキャップ
２９ 水位センサ
３３ 熱媒パック
８２ 制御装置
ＨＭ２ 熱媒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱を集熱し、熱媒に熱交換する太陽熱集熱装置であって、
熱媒を循環させる循環回路と、
前記熱媒を溜めるタンクと、
太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段と、
前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプと、
前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす制御部と、
を備えることを特徴とする太陽熱集熱装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ポンプの高速回転と低速回転との繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たすことを特徴とする請求項１に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項３】
前記タンクは、
前記熱媒を溜める貯留タンクと、
前記循環回路の圧力が上昇した際に、前記循環回路から前記熱媒を前記貯留タンクに流出させるとともに、前記循環回路に前記熱媒が不足した際に、前記貯留タンクから前記熱媒を吸い込む圧力タンクと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項４】
熱媒を循環させる循環回路と、前記熱媒を溜めるタンクと、太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段と、前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプと、該ポンプを制御する制御部とを備え、太陽熱を集熱し、熱媒に熱交換する太陽熱集熱装置の熱媒張り制御方法であって、
前記タンクに熱媒を供給する工程と、
前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす工程と、
を含むことを特徴とする太陽熱集熱装置の熱媒張り制御方法。
【請求項１】
太陽熱を集熱し、熱媒に熱交換する太陽熱集熱装置であって、
熱媒を循環させる循環回路と、
前記熱媒を溜めるタンクと、
太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段と、
前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプと、
前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす制御部と、
を備えることを特徴とする太陽熱集熱装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ポンプの高速回転と低速回転との繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たすことを特徴とする請求項１に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項３】
前記タンクは、
前記熱媒を溜める貯留タンクと、
前記循環回路の圧力が上昇した際に、前記循環回路から前記熱媒を前記貯留タンクに流出させるとともに、前記循環回路に前記熱媒が不足した際に、前記貯留タンクから前記熱媒を吸い込む圧力タンクと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱集熱装置。
【請求項４】
熱媒を循環させる循環回路と、前記熱媒を溜めるタンクと、太陽熱を集熱し、前記熱媒に熱交換させる集熱手段と、前記循環回路に前記熱媒を循環させるポンプと、該ポンプを制御する制御部とを備え、太陽熱を集熱し、熱媒に熱交換する太陽熱集熱装置の熱媒張り制御方法であって、
前記タンクに熱媒を供給する工程と、
前記ポンプの強弱運転の繰り返しにより、前記タンクから前記熱媒を前記集熱手段及び前記循環回路に送り出して前記集熱手段及び前記循環回路に前記熱媒を満たす工程と、
を含むことを特徴とする太陽熱集熱装置の熱媒張り制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３７０８１（Ｐ２０１１−２３７０８１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０７８００（Ｐ２０１０−１０７８００）
【出願日】平成２２年５月９日（２０１０．５．９）
【出願人】（０００１７０１３０）高木産業株式会社 (87)
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月９日（２０１０．５．９）
【出願人】（０００１７０１３０）高木産業株式会社 (87)
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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