JPH11148727A - 太陽熱利用給湯システム - Google Patents
太陽熱利用給湯システムInfo
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- JPH11148727A JPH11148727A JP9336374A JP33637497A JPH11148727A JP H11148727 A JPH11148727 A JP H11148727A JP 9336374 A JP9336374 A JP 9336374A JP 33637497 A JP33637497 A JP 33637497A JP H11148727 A JPH11148727 A JP H11148727A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 貯湯槽内のお湯が高温になっても、循環ポン
プを停止することなく、貯湯槽内の湯温の上昇を防止で
き、熱媒体を劣化させることなく使用できる太陽熱利用
給湯システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 第１の熱交換器２４の出口と第２の熱交
換器２５の入口は、第１の連結管２６で接続され、第１
の熱交換器２４の出口と第２の熱交換器２５の出口は、
第２の連結管２７で接続されている。また第１の連結管
２６の戻り配管１３との分岐部には、第１の三方弁２８
が取り付けられ、第２の連結管２７の往き配管１２との
分岐部には、第２の三方弁２９が取り付けられている。
プを停止することなく、貯湯槽内の湯温の上昇を防止で
き、熱媒体を劣化させることなく使用できる太陽熱利用
給湯システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 第１の熱交換器２４の出口と第２の熱交
換器２５の入口は、第１の連結管２６で接続され、第１
の熱交換器２４の出口と第２の熱交換器２５の出口は、
第２の連結管２７で接続されている。また第１の連結管
２６の戻り配管１３との分岐部には、第１の三方弁２８
が取り付けられ、第２の連結管２７の往き配管１２との
分岐部には、第２の三方弁２９が取り付けられている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽熱を利用して給湯
を行う太陽熱利用給湯システムに関するものである。
を行う太陽熱利用給湯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より太陽熱利用給湯システムとし
て、次のものが知られている。
て、次のものが知られている。
【０００３】（１）太陽熱集熱器が貯湯槽を兼ね、水を
直接太陽熱集熱器に供給して加熱し、貯湯される汲み置
き式のシステム
直接太陽熱集熱器に供給して加熱し、貯湯される汲み置
き式のシステム
【０００４】（２）太陽熱集熱器の上方に貯湯槽を配置
し、太陽熱集熱器で加熱されたお湯が自然対流で貯湯槽
内の水と入れ替わり貯湯される自然循環式のシステム
し、太陽熱集熱器で加熱されたお湯が自然対流で貯湯槽
内の水と入れ替わり貯湯される自然循環式のシステム
【０００５】（３）太陽熱集熱器から離れたところに貯
湯槽を配置し、貯湯槽内の水を直接循環ポンプで太陽熱
集熱器に供給して加熱する直接加熱型強制循環式のシス
テム
湯槽を配置し、貯湯槽内の水を直接循環ポンプで太陽熱
集熱器に供給して加熱する直接加熱型強制循環式のシス
テム
【０００６】（４）太陽熱集熱器から離れたところに貯
湯槽を配置し、貯湯槽に熱交換器を内蔵させ、専用の熱
媒体（例えば不凍液等）を循環ポンプで太陽熱集熱器に
供給して加熱し、熱交換器に熱媒体を流して貯湯槽内の
水を加熱する間接加熱型強制循環式のシステム
湯槽を配置し、貯湯槽に熱交換器を内蔵させ、専用の熱
媒体（例えば不凍液等）を循環ポンプで太陽熱集熱器に
供給して加熱し、熱交換器に熱媒体を流して貯湯槽内の
水を加熱する間接加熱型強制循環式のシステム
【０００７】これらのシステムの中で、（４）の間接加
熱型強制循環システムは、冬期における配管の凍結防止
に最も優れたシステムとして知られている。
熱型強制循環システムは、冬期における配管の凍結防止
に最も優れたシステムとして知られている。
【０００８】この間接加熱型強制循環システムでは、図
２に示すように、太陽熱集熱器１０の入口と熱交換器１
１の出口を連結する往き配管１２と、太陽熱集熱器１０
の出口と熱交換器１１の入口を連結する戻り配管１３に
よって太陽熱集熱器１０と貯湯槽１４が接続される。
２に示すように、太陽熱集熱器１０の入口と熱交換器１
１の出口を連結する往き配管１２と、太陽熱集熱器１０
の出口と熱交換器１１の入口を連結する戻り配管１３に
よって太陽熱集熱器１０と貯湯槽１４が接続される。
【０００９】往き配管１２には、循環ポンプ１５と、熱
媒体を貯めるためのリザーブタンク１６が取り付けら
れ、熱交換器１１から出た熱媒体は、往き配管１２から
リザーブタンク１６に入り、さらにリザーブタンク１６
から出て、循環ポンプ１５を経た後、往き配管１２から
太陽熱集熱器１０に流れ、太陽熱集熱器１０で加熱され
る。太陽熱集熱器１０で温められた熱媒体は、戻り配管
１３から熱交換器１１に流れ、貯湯槽１４内の水を間接
的に加熱して熱交換器１１から出ていく。
媒体を貯めるためのリザーブタンク１６が取り付けら
れ、熱交換器１１から出た熱媒体は、往き配管１２から
リザーブタンク１６に入り、さらにリザーブタンク１６
から出て、循環ポンプ１５を経た後、往き配管１２から
太陽熱集熱器１０に流れ、太陽熱集熱器１０で加熱され
る。太陽熱集熱器１０で温められた熱媒体は、戻り配管
１３から熱交換器１１に流れ、貯湯槽１４内の水を間接
的に加熱して熱交換器１１から出ていく。
【００１０】一般に太陽熱集熱器１０の出口には、熱媒
体の温度を検知する高温側温度センサー１７が取り付け
られ、また貯湯槽１４には、貯湯槽１４底部の水温を検
知する低温側温度センサー１８が取り付けられ、高温側
温度センサー１７の検知温度と低温側温度センサー１８
の検知温度との差が一定温度以上になると、循環ポンプ
１５が起動して熱媒体が循環し、一方、両者の温度差が
一定温度以下になると、循環ポンプ１５が停止するとい
う制御を行う。
体の温度を検知する高温側温度センサー１７が取り付け
られ、また貯湯槽１４には、貯湯槽１４底部の水温を検
知する低温側温度センサー１８が取り付けられ、高温側
温度センサー１７の検知温度と低温側温度センサー１８
の検知温度との差が一定温度以上になると、循環ポンプ
１５が起動して熱媒体が循環し、一方、両者の温度差が
一定温度以下になると、循環ポンプ１５が停止するとい
う制御を行う。
【００１１】従って、晴天日の朝に太陽が出て、太陽熱
集熱器１０内の熱媒体が加熱され温度が上がり、その熱
媒体温度と貯湯槽１４内の水温との差が、一定温度以上
になると、循環ポンプ１５が起動して集熱運転を始め
る。そして日中、集熱し続けた後、太陽熱集熱器１０内
の熱媒体温度と貯湯槽１４内の湯温との差が一定温度以
下になると、循環ポンプ１５が停止して放熱運転を防止
し、効率良く太陽熱を集熱する。
集熱器１０内の熱媒体が加熱され温度が上がり、その熱
媒体温度と貯湯槽１４内の水温との差が、一定温度以上
になると、循環ポンプ１５が起動して集熱運転を始め
る。そして日中、集熱し続けた後、太陽熱集熱器１０内
の熱媒体温度と貯湯槽１４内の湯温との差が一定温度以
下になると、循環ポンプ１５が停止して放熱運転を防止
し、効率良く太陽熱を集熱する。
【００１２】また貯湯槽１４の上部には、給湯配管１９
が取り付けられ、貯湯槽１４の底部には、給水配管２０
が取り付けられており、給湯配管１９から一定量のお湯
が外部に取り出されると、同量の水が給水配管２０を介
して貯湯槽１４内に供給される。尚、図中の２１は空気
抜き弁、２２は安全弁、２３は減圧逆止弁を示すもので
ある。
が取り付けられ、貯湯槽１４の底部には、給水配管２０
が取り付けられており、給湯配管１９から一定量のお湯
が外部に取り出されると、同量の水が給水配管２０を介
して貯湯槽１４内に供給される。尚、図中の２１は空気
抜き弁、２２は安全弁、２３は減圧逆止弁を示すもので
ある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記した間接加熱型強
制循環式のシステムでは、貯湯槽１４内のお湯の使用量
が少なかったり、全く使用されない時に晴天日が続く
と、貯湯槽１４内のお湯が高温になって危険であるた
め、通常は、貯湯槽１４内の湯温が８０〜９０℃に達し
た時点で循環ポンプ１５を停止して集熱運転を止め、そ
れ以上温度が上がるのを防止するようにしている。
制循環式のシステムでは、貯湯槽１４内のお湯の使用量
が少なかったり、全く使用されない時に晴天日が続く
と、貯湯槽１４内のお湯が高温になって危険であるた
め、通常は、貯湯槽１４内の湯温が８０〜９０℃に達し
た時点で循環ポンプ１５を停止して集熱運転を止め、そ
れ以上温度が上がるのを防止するようにしている。
【００１４】しかしながら、このように循環ポンプ１５
を停止した時に、日射量が大きいと、太陽熱集熱器１０
内に残っている熱媒体が加熱され、１００℃以上になる
場合があり、熱媒体の耐熱温度を越えるため、熱媒体が
著しく劣化し、寿命が短くなるという問題があった。
を停止した時に、日射量が大きいと、太陽熱集熱器１０
内に残っている熱媒体が加熱され、１００℃以上になる
場合があり、熱媒体の耐熱温度を越えるため、熱媒体が
著しく劣化し、寿命が短くなるという問題があった。
【００１５】通常、熱媒体としては、ポリプロピレング
リコール等の不凍液が使用されるが、これが劣化する
と、早急にリザーブタンクから全ての熱媒体を抜き出
し、新たな熱媒体を供給する必要があり、これらの作業
回数が増えることは、コストや作業性の点から望ましく
ない。また熱媒体が劣化すると、最悪の場合、蒸発残留
物が、太陽熱集熱器内や循環経路に詰まってしまい運転
不能となることもあった。
リコール等の不凍液が使用されるが、これが劣化する
と、早急にリザーブタンクから全ての熱媒体を抜き出
し、新たな熱媒体を供給する必要があり、これらの作業
回数が増えることは、コストや作業性の点から望ましく
ない。また熱媒体が劣化すると、最悪の場合、蒸発残留
物が、太陽熱集熱器内や循環経路に詰まってしまい運転
不能となることもあった。
【００１６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、貯湯槽内のお湯が高温になっても、循環ポンプ
を停止することなく、貯湯槽内の湯温の上昇を防止で
き、熱媒体を劣化させることなく使用できる太陽熱利用
給湯システムを提供することを目的とするものである。
であり、貯湯槽内のお湯が高温になっても、循環ポンプ
を停止することなく、貯湯槽内の湯温の上昇を防止で
き、熱媒体を劣化させることなく使用できる太陽熱利用
給湯システムを提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽熱利用給湯
システムは、太陽熱集熱器と、お湯を貯める貯湯槽と、
貯湯槽内の底部付近に取り付けられた第１の熱交換器
と、貯湯槽内の第１の熱交換器よりも上方に取り付けら
れた第２の熱交換器と、貯湯槽の外部に設けられ、第１
の熱交換器の出口と第２の熱交換器の入口とを連結する
第１の連結管と、第１の熱交換器の出口と第２の熱交換
器の出口とを連結する第２の連結管と、第１の連結管と
太陽熱集熱器の出口を連結する戻り配管と、第１の連結
管の戻り配管との分岐部に取り付けられた第１の三方弁
と、第２の連結管と太陽熱集熱器の入口を連結する往き
配管と、第２の連結管の往き配管との分岐部に取り付け
られた第２の三方弁と、往き配管の途中に取り付けら
れ、太陽熱集熱器と第１及び第２の熱交換器の間で熱媒
体を循環させるための循環ポンプと、第２の連結管と循
環ポンプの間で往き配管に取り付けられたリザーブタン
クと、循環ポンプの起動・停止を行う制御回路と、貯湯
槽の底部に取り付けられた給水配管と、貯湯槽の上部に
取り付けられた給湯配管と、貯湯槽内の第１の熱交換器
の近傍に取り付けられた湯温を検知する温圧弁又は温調
弁を備えてなり、貯湯槽内の第１の熱交換器の近傍に湯
温を検知する第１の温度センサーが取り付けられ、貯湯
槽内の第２の熱交換器の近傍に湯温を検知する第２の温
度センサーが取り付けられ、太陽熱集熱器の出口付近に
熱媒体温度を検知する第３の温度センサーが取り付けら
れ、第２の温度センサーの検知温度が、予め設定された
第１の設定温度より低い時、第３の温度センサーの検知
温度が第２の温度センサーの検知温度より一定温度以上
高くなると、循環ポンプが起動し、熱媒体が、戻り配
管、第１の連結管、第２の熱交換器、第２の連結管、リ
ザーブタンク、循環ポンプ、往き配管、太陽熱集熱器の
順に流れ、第２の温度センサーの検知温度が第１の設定
温度より高い時、第３の温度センサーの検知温度が第１
の温度センサーの検知温度より一定温度以上高くなる
と、循環ポンプが起動し、熱媒体が、戻り配管、第１の
連結管、第１の熱交換器、第２の連結管、リザーブタン
ク、循環ポンプ、往き配管、太陽熱集熱器の順に流れ、
第１及び第２の温度センサーの検知温度が、第１の設定
温度より低く設定された第２の設定温度より高い時、第
３の温度センサーの検知温度が第１及び第２の温度セン
サーの検知温度より一定温度以下になると、循環ポンプ
が起動し、熱媒体が、戻り配管、第１の連結管、第２の
熱交換器、第２の連結管、リザーブタンク、循環ポン
プ、往き配管、太陽熱集熱器の順に流れることを特徴と
する。
システムは、太陽熱集熱器と、お湯を貯める貯湯槽と、
貯湯槽内の底部付近に取り付けられた第１の熱交換器
と、貯湯槽内の第１の熱交換器よりも上方に取り付けら
れた第２の熱交換器と、貯湯槽の外部に設けられ、第１
の熱交換器の出口と第２の熱交換器の入口とを連結する
第１の連結管と、第１の熱交換器の出口と第２の熱交換
器の出口とを連結する第２の連結管と、第１の連結管と
太陽熱集熱器の出口を連結する戻り配管と、第１の連結
管の戻り配管との分岐部に取り付けられた第１の三方弁
と、第２の連結管と太陽熱集熱器の入口を連結する往き
配管と、第２の連結管の往き配管との分岐部に取り付け
られた第２の三方弁と、往き配管の途中に取り付けら
れ、太陽熱集熱器と第１及び第２の熱交換器の間で熱媒
体を循環させるための循環ポンプと、第２の連結管と循
環ポンプの間で往き配管に取り付けられたリザーブタン
クと、循環ポンプの起動・停止を行う制御回路と、貯湯
槽の底部に取り付けられた給水配管と、貯湯槽の上部に
取り付けられた給湯配管と、貯湯槽内の第１の熱交換器
の近傍に取り付けられた湯温を検知する温圧弁又は温調
弁を備えてなり、貯湯槽内の第１の熱交換器の近傍に湯
温を検知する第１の温度センサーが取り付けられ、貯湯
槽内の第２の熱交換器の近傍に湯温を検知する第２の温
度センサーが取り付けられ、太陽熱集熱器の出口付近に
熱媒体温度を検知する第３の温度センサーが取り付けら
れ、第２の温度センサーの検知温度が、予め設定された
第１の設定温度より低い時、第３の温度センサーの検知
温度が第２の温度センサーの検知温度より一定温度以上
高くなると、循環ポンプが起動し、熱媒体が、戻り配
管、第１の連結管、第２の熱交換器、第２の連結管、リ
ザーブタンク、循環ポンプ、往き配管、太陽熱集熱器の
順に流れ、第２の温度センサーの検知温度が第１の設定
温度より高い時、第３の温度センサーの検知温度が第１
の温度センサーの検知温度より一定温度以上高くなる
と、循環ポンプが起動し、熱媒体が、戻り配管、第１の
連結管、第１の熱交換器、第２の連結管、リザーブタン
ク、循環ポンプ、往き配管、太陽熱集熱器の順に流れ、
第１及び第２の温度センサーの検知温度が、第１の設定
温度より低く設定された第２の設定温度より高い時、第
３の温度センサーの検知温度が第１及び第２の温度セン
サーの検知温度より一定温度以下になると、循環ポンプ
が起動し、熱媒体が、戻り配管、第１の連結管、第２の
熱交換器、第２の連結管、リザーブタンク、循環ポン
プ、往き配管、太陽熱集熱器の順に流れることを特徴と
する。
【００１８】また本発明の太陽熱利用給湯システムは、
温圧弁又は温調弁の設定温度が６０〜９９℃であり、第
１の設定温度が５５℃〜９０℃であり、第２の設定温度
が４５〜８０℃であることを特徴とする。
温圧弁又は温調弁の設定温度が６０〜９９℃であり、第
１の設定温度が５５℃〜９０℃であり、第２の設定温度
が４５〜８０℃であることを特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明の太陽熱利用給湯システムにおいては、
通常の集熱運転時、すなわち第２の温度センサーの検知
温度が、予め設定された第１の設定温度より低い時、第
３の温度センサーの検知温度が、第２の温度センサーの
検知温度より一定温度以上高くなると、循環ポンプが起
動し、熱媒体が戻り配管、第１の連結管、第２の熱交換
器、第２の連結管、リザーブタンク、循環ポンプ、往き
配管、太陽熱集熱器の順に流れる。この時、貯湯槽内の
第２の熱交換器よりも上部の水が温められるが、それよ
り下の水は温められない。
通常の集熱運転時、すなわち第２の温度センサーの検知
温度が、予め設定された第１の設定温度より低い時、第
３の温度センサーの検知温度が、第２の温度センサーの
検知温度より一定温度以上高くなると、循環ポンプが起
動し、熱媒体が戻り配管、第１の連結管、第２の熱交換
器、第２の連結管、リザーブタンク、循環ポンプ、往き
配管、太陽熱集熱器の順に流れる。この時、貯湯槽内の
第２の熱交換器よりも上部の水が温められるが、それよ
り下の水は温められない。
【００２０】その後、第３の温度センサーの検知温度と
第２の温度センサーの検知温度の差が一定温度以下にな
ると、循環ポンプが停止する。日中や夕方、あるいは夜
間に貯湯槽内のお湯が使用されると、翌朝は水温から集
熱が開始され、貯湯槽と集熱面積の比率にもよるが、通
常、晴天日であっても、１日で貯湯槽内の湯温が相当高
温になることはなく、太陽熱集熱器内の熱媒体の温度も
貯湯槽内の湯温より一定温度以上に高くはならない。
第２の温度センサーの検知温度の差が一定温度以下にな
ると、循環ポンプが停止する。日中や夕方、あるいは夜
間に貯湯槽内のお湯が使用されると、翌朝は水温から集
熱が開始され、貯湯槽と集熱面積の比率にもよるが、通
常、晴天日であっても、１日で貯湯槽内の湯温が相当高
温になることはなく、太陽熱集熱器内の熱媒体の温度も
貯湯槽内の湯温より一定温度以上に高くはならない。
【００２１】ところが貯湯槽内のお湯の使用量が少ない
時や未使用の時に晴天日が続き、循環ポンプが起動して
貯湯槽内の湯温が徐々に上昇し、第２の温度センサーの
検知温度が、第１の設定温度より高くなり、第３の温度
センサーの検知温度が、第１の温度センサーの検知温度
より一定温度以上高くなると、第１及び第２の三方弁に
よって第２の熱交換器から第１の熱交換器に熱媒体の流
れが切り替わり、第１の熱交換器によって貯湯槽下部の
水が温められる。そしてこの水は、第２の熱交換器より
上部のお湯と同じ温度、つまり第１の設定温度になるま
で温められ、第１の設定温度を越えても、第１の熱交換
器で貯湯槽内のお湯が引き続き加熱される。
時や未使用の時に晴天日が続き、循環ポンプが起動して
貯湯槽内の湯温が徐々に上昇し、第２の温度センサーの
検知温度が、第１の設定温度より高くなり、第３の温度
センサーの検知温度が、第１の温度センサーの検知温度
より一定温度以上高くなると、第１及び第２の三方弁に
よって第２の熱交換器から第１の熱交換器に熱媒体の流
れが切り替わり、第１の熱交換器によって貯湯槽下部の
水が温められる。そしてこの水は、第２の熱交換器より
上部のお湯と同じ温度、つまり第１の設定温度になるま
で温められ、第１の設定温度を越えても、第１の熱交換
器で貯湯槽内のお湯が引き続き加熱される。
【００２２】従って第２の熱交換器よりも下部の貯湯量
が、その後の集熱量に見合った分であれば、夕方の集熱
終了時点での貯湯槽内の湯温を第１の設定温度以下にす
ることができ、第１の設定温度を熱媒体の耐熱温度以下
にしておけば、循環ポンプを停止することなく、熱媒体
の劣化を防止できる。
が、その後の集熱量に見合った分であれば、夕方の集熱
終了時点での貯湯槽内の湯温を第１の設定温度以下にす
ることができ、第１の設定温度を熱媒体の耐熱温度以下
にしておけば、循環ポンプを停止することなく、熱媒体
の劣化を防止できる。
【００２３】またお湯が使用されずに、翌日、晴天日の
場合も同様に、第２の温度センサーの検知温度が第１の
設定温度以上に達すると、第１及び第２の三方弁によっ
て第２の熱交換器から第１の熱交換器に熱媒体の流れが
切り替わるが、この時、第２の熱交換器よりも下部の湯
温があまり高いと、すぐに第１の設定温度に達し、貯湯
槽全体の湯温が第１の設定温度以上になってしまう。
場合も同様に、第２の温度センサーの検知温度が第１の
設定温度以上に達すると、第１及び第２の三方弁によっ
て第２の熱交換器から第１の熱交換器に熱媒体の流れが
切り替わるが、この時、第２の熱交換器よりも下部の湯
温があまり高いと、すぐに第１の設定温度に達し、貯湯
槽全体の湯温が第１の設定温度以上になってしまう。
【００２４】そこでお湯が使われずに、晴天日が続いた
場合でも、貯湯槽内のお湯の最高到達温度が、第１の設
定温度を越えないようにするには、つまり第２の熱交換
器から第１の熱交換器への切り替え時刻を遅らせ、且
つ、切り替え後も第２の熱交換器より下部の貯湯分で集
熱量を吸収できるように、朝の集熱開始時の貯湯槽内の
湯温を、第１の設定温度より低い第２の設定温度以下に
しておく必要がある。そのため夕方、集熱終了後、第１
及び第２の温度センサーの検知温度が、第２の設定温度
より高く、且つ、第３の温度センサーの検知温度が、第
１及び第２の温度センサーの検知温度より一定温度以下
になると、つまり貯湯槽内の湯温より集熱器の温度が低
くなると、循環ポンプが起動して放熱運転し、貯湯槽内
の湯温を第２の設定温度まで下げることができる。
場合でも、貯湯槽内のお湯の最高到達温度が、第１の設
定温度を越えないようにするには、つまり第２の熱交換
器から第１の熱交換器への切り替え時刻を遅らせ、且
つ、切り替え後も第２の熱交換器より下部の貯湯分で集
熱量を吸収できるように、朝の集熱開始時の貯湯槽内の
湯温を、第１の設定温度より低い第２の設定温度以下に
しておく必要がある。そのため夕方、集熱終了後、第１
及び第２の温度センサーの検知温度が、第２の設定温度
より高く、且つ、第３の温度センサーの検知温度が、第
１及び第２の温度センサーの検知温度より一定温度以下
になると、つまり貯湯槽内の湯温より集熱器の温度が低
くなると、循環ポンプが起動して放熱運転し、貯湯槽内
の湯温を第２の設定温度まで下げることができる。
【００２５】また万一、この放熱運転で、第２の設定温
度まで下がりきらないような場合、貯湯槽内の湯温が第
１の設定温度を越えて上昇し、温圧弁または温調弁の設
定温度に達し、第１の熱交換器付近のお湯が弁から排出
されると同時に、同量の水が貯湯槽の底部から第１の熱
交換器付近に供給されるため、貯湯槽内の湯温は、温圧
弁または温調弁の設定温度以上にはならない。
度まで下がりきらないような場合、貯湯槽内の湯温が第
１の設定温度を越えて上昇し、温圧弁または温調弁の設
定温度に達し、第１の熱交換器付近のお湯が弁から排出
されると同時に、同量の水が貯湯槽の底部から第１の熱
交換器付近に供給されるため、貯湯槽内の湯温は、温圧
弁または温調弁の設定温度以上にはならない。
【００２６】また温圧弁または温調弁の取付位置は、貯
湯槽の底部付近に位置する第１の熱交換器付近であるた
め、第１の熱交換器よりも上方の貯湯槽のお湯が排出さ
れることはなく、排出量は僅かである。
湯槽の底部付近に位置する第１の熱交換器付近であるた
め、第１の熱交換器よりも上方の貯湯槽のお湯が排出さ
れることはなく、排出量は僅かである。
【００２７】さらに貯湯槽内の湯温は、第１の設定温
度、または温圧弁や温調弁の設定温度以下に抑えられる
ため、温圧弁や温調弁の設定温度を熱媒体の耐熱温度以
下、具体的には、６０〜９９℃にし、且つ、第１の設定
温度を温圧弁や温調弁の設定温度よりも低く、具体的に
は、５５〜９０℃にしておけば、太陽熱集熱器内の熱媒
体の劣化を防止することができる。
度、または温圧弁や温調弁の設定温度以下に抑えられる
ため、温圧弁や温調弁の設定温度を熱媒体の耐熱温度以
下、具体的には、６０〜９９℃にし、且つ、第１の設定
温度を温圧弁や温調弁の設定温度よりも低く、具体的に
は、５５〜９０℃にしておけば、太陽熱集熱器内の熱媒
体の劣化を防止することができる。
【００２８】尚、第２の設定温度は、第１の設定温度よ
りも低く、具体的には、４５〜８０℃にしておけば、翌
朝、お湯を使用することができ、また循環ポンプの放熱
運転時間を最小限にすることができる。
りも低く、具体的には、４５〜８０℃にしておけば、翌
朝、お湯を使用することができ、また循環ポンプの放熱
運転時間を最小限にすることができる。
【００２９】また本発明においては、第２の熱交換器よ
り上部のお湯から取り出されるため、高い温度のお湯か
ら順に利用できる。
り上部のお湯から取り出されるため、高い温度のお湯か
ら順に利用できる。
【００３０】尚、第１の熱交換器と第２の熱交換器の切
り替えに使われる三方弁は、電磁三方弁または電動三方
弁、あるいはワックスサーモや形状記憶合金等を利用し
たものでも良い。
り替えに使われる三方弁は、電磁三方弁または電動三方
弁、あるいはワックスサーモや形状記憶合金等を利用し
たものでも良い。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の太陽熱利用給湯システムを実
施例に基づいて詳細に説明する。
施例に基づいて詳細に説明する。
【００３２】図１は、本発明の太陽熱利用給湯システム
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【００３３】図中、太陽熱集熱器１０は、真空ガラス管
（外径φ１２６ｍｍ×全長２８３０ｍｍ）の中に、表面
を選択吸収膜処理した幅１１６ｍｍ、長さ２６２０ｍ
ｍ、厚み０．４ｍｍの鉄製集熱板と、この鉄製集熱板の
中心軸にプレスでかしめられた外径φ１５．８８ｍｍ、
厚み０．６ｍｍの銅製熱媒管をサポータで保持して収納
した形態を有する集熱管を１２本使用したものであり、
その有効集熱面積は、３．６４ｍ2 である。また貯湯槽
１４は、ステンレス製（外径φ５３０ｍｍ×全長１４４
５ｍｍ）で、貯湯量は、約３００リットルである。貯湯
槽１４内に取り付けられた第１の熱交換器２４は、ステ
ンレス製（外径φ１６ｍｍ、全長８ｍ）であり、伝熱面
積は、０．４ｍ2 、取付位置は貯湯槽１４の底面から３
０〜２１０ｍｍの範囲である。
（外径φ１２６ｍｍ×全長２８３０ｍｍ）の中に、表面
を選択吸収膜処理した幅１１６ｍｍ、長さ２６２０ｍ
ｍ、厚み０．４ｍｍの鉄製集熱板と、この鉄製集熱板の
中心軸にプレスでかしめられた外径φ１５．８８ｍｍ、
厚み０．６ｍｍの銅製熱媒管をサポータで保持して収納
した形態を有する集熱管を１２本使用したものであり、
その有効集熱面積は、３．６４ｍ2 である。また貯湯槽
１４は、ステンレス製（外径φ５３０ｍｍ×全長１４４
５ｍｍ）で、貯湯量は、約３００リットルである。貯湯
槽１４内に取り付けられた第１の熱交換器２４は、ステ
ンレス製（外径φ１６ｍｍ、全長８ｍ）であり、伝熱面
積は、０．４ｍ2 、取付位置は貯湯槽１４の底面から３
０〜２１０ｍｍの範囲である。
【００３４】第２の熱交換器２５も、ステンレス製（外
径φ１６ｍｍ、全長８ｍ）で、伝熱面積は０．４ｍ2 、
取付位置は貯湯槽１４の底面から４２０〜６８０ｍｍの
範囲である。第２の熱交換器２５の下面から上部の貯湯
量は約２００リットル、下部の貯湯量は約１００リット
ルである。
径φ１６ｍｍ、全長８ｍ）で、伝熱面積は０．４ｍ2 、
取付位置は貯湯槽１４の底面から４２０〜６８０ｍｍの
範囲である。第２の熱交換器２５の下面から上部の貯湯
量は約２００リットル、下部の貯湯量は約１００リット
ルである。
【００３５】第１の熱交換器２４の出口と第２の熱交換
器２５の入口は、第１の連結管２６で接続され、第１の
熱交換器２４の出口と第２の熱交換器２５の出口は、第
２の連結管２７で接続されている。
器２５の入口は、第１の連結管２６で接続され、第１の
熱交換器２４の出口と第２の熱交換器２５の出口は、第
２の連結管２７で接続されている。
【００３６】また第１の連結管２６の戻り配管１３との
分岐部には、第１の三方弁２８が取り付けられ、第２の
連結管２７の往き配管１２との分岐部には、第２の三方
弁２９が取り付けられている。
分岐部には、第１の三方弁２８が取り付けられ、第２の
連結管２７の往き配管１２との分岐部には、第２の三方
弁２９が取り付けられている。
【００３７】リザーブタンク１６は、ポリエチレン成形
品であり、その容量は約２０リットルである。循環ポン
プ１５の出力は１００Ｖ・１１５Ｗであり、減圧逆止弁
２３の設定圧力は０．８０ｋｇ／ｃｍ2 であり、安全弁
２２の設定圧力は０．９５ｋｇ／ｃｍ2 であり、熱媒体
としてポリプロピレングリコールの不凍液を使用した。
品であり、その容量は約２０リットルである。循環ポン
プ１５の出力は１００Ｖ・１１５Ｗであり、減圧逆止弁
２３の設定圧力は０．８０ｋｇ／ｃｍ2 であり、安全弁
２２の設定圧力は０．９５ｋｇ／ｃｍ2 であり、熱媒体
としてポリプロピレングリコールの不凍液を使用した。
【００３８】貯湯槽１４内の下部には、第１の熱交換器
２４付近の湯温を検知する第１の温度センサー３０が取
り付けられ、また第２の熱交換器２５付近の湯温を検知
する第２の温度センサー３１も取り付けられ、太陽熱集
熱器１０の出口付近には、第３の温度センサー３２が取
り付けられている。これらの温度センサー３０、３１、
３２は、いずれもサーミスタであり、循環ポンプ１５の
動きを制御する制御盤（図示せず）に接続されている。
２４付近の湯温を検知する第１の温度センサー３０が取
り付けられ、また第２の熱交換器２５付近の湯温を検知
する第２の温度センサー３１も取り付けられ、太陽熱集
熱器１０の出口付近には、第３の温度センサー３２が取
り付けられている。これらの温度センサー３０、３１、
３２は、いずれもサーミスタであり、循環ポンプ１５の
動きを制御する制御盤（図示せず）に接続されている。
【００３９】この制御条件は、第３の温度センサー３２
の検知温度が、第２の温度センサー３１の検知温度より
７℃高い時、循環ポンプ１５を起動し、第３の温度セン
サー３２の検知温度が第２の温度センサー３１の検知温
度より３℃高い時に循環ポンプ１５を停止するというも
のである。
の検知温度が、第２の温度センサー３１の検知温度より
７℃高い時、循環ポンプ１５を起動し、第３の温度セン
サー３２の検知温度が第２の温度センサー３１の検知温
度より３℃高い時に循環ポンプ１５を停止するというも
のである。
【００４０】貯湯槽１４内の第１の熱交換器２４近傍の
側壁に取り付けられた温調弁３３は、ワックスサーモタ
イプのものであり、その設定温度は８５℃とした。温調
弁３３のサーモ（感温部）の長さは、第１の熱交換器２
４の寸法・形状によって変化するが、第１の熱交換器２
４に接触しない程度にできるだけ長くして、第１の熱交
換器２４周辺の湯温を検知するように設定する。温調弁
３３の取付位置は、貯湯槽１４の底面から１８０ｍｍの
位置とした。尚、第１の設定温度は７５℃とし、第２の
設定温度は６５℃とした。第１及び第２の三方弁２８、
２９は、いずれも電磁式のものであり、第１〜３の温度
センサー３０、３１、３２によって制御されるものであ
る。
側壁に取り付けられた温調弁３３は、ワックスサーモタ
イプのものであり、その設定温度は８５℃とした。温調
弁３３のサーモ（感温部）の長さは、第１の熱交換器２
４の寸法・形状によって変化するが、第１の熱交換器２
４に接触しない程度にできるだけ長くして、第１の熱交
換器２４周辺の湯温を検知するように設定する。温調弁
３３の取付位置は、貯湯槽１４の底面から１８０ｍｍの
位置とした。尚、第１の設定温度は７５℃とし、第２の
設定温度は６５℃とした。第１及び第２の三方弁２８、
２９は、いずれも電磁式のものであり、第１〜３の温度
センサー３０、３１、３２によって制御されるものであ
る。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明の太陽熱利用給湯
システムによると、貯湯槽内のお湯の使用量が少なかっ
たり、全く使用されない時に晴天日が続き、貯湯槽内の
お湯が高温になっても、循環ポンプを停止することな
く、貯湯槽内の湯温の上昇を防止できるため、熱媒体を
劣化させることなく使用することが可能である。また日
射量に見合った貯湯量の使い分けができ、太陽熱を有効
に利用できる。
システムによると、貯湯槽内のお湯の使用量が少なかっ
たり、全く使用されない時に晴天日が続き、貯湯槽内の
お湯が高温になっても、循環ポンプを停止することな
く、貯湯槽内の湯温の上昇を防止できるため、熱媒体を
劣化させることなく使用することが可能である。また日
射量に見合った貯湯量の使い分けができ、太陽熱を有効
に利用できる。
【図１】本発明の太陽熱利用給湯システムを示す説明図
である。
である。
【図２】従来の太陽熱利用給湯システムを示す説明図で
ある。
ある。
１０ 太陽熱集熱器 １１ 熱交換器 １２ 往き配管 １３ 戻り配管 １４ 貯湯槽 １５ 循環ポンプ １６ リザーブタンク １７ 高温側温度センサー １８ 低温側温度センサー ２４ 第１の熱交換器 ２５ 第２の熱交換器 ２６ 第１の連結管 ２７ 第２の連結管 ２８ 第１の三方弁 ２９ 第２の三方弁 ３０ 第１の温度センサー ３１ 第２の温度センサー ３２ 第３の温度センサー ３３ 温調弁
Claims (2)
- 【請求項１】 太陽熱集熱器と、お湯を貯める貯湯槽
と、貯湯槽内の底部付近に取り付けられた第１の熱交換
器と、貯湯槽内の第１の熱交換器よりも上方に取り付け
られた第２の熱交換器と、貯湯槽の外部に設けられ、第
１の熱交換器の出口と第２の熱交換器の入口とを連結す
る第１の連結管と、第１の熱交換器の出口と第２の熱交
換器の出口とを連結する第２の連結管と、第１の連結管
と太陽熱集熱器の出口を連結する戻り配管と、第１の連
結管の戻り配管との分岐部に取り付けられた第１の三方
弁と、第２の連結管と太陽熱集熱器の入口を連結する往
き配管と、第２の連結管の往き配管との分岐部に取り付
けられた第２の三方弁と、往き配管の途中に取り付けら
れ、太陽熱集熱器と第１及び第２の熱交換器の間で熱媒
体を循環させるための循環ポンプと、第２の連結管と循
環ポンプの間で往き配管に取り付けられたリザーブタン
クと、循環ポンプの起動・停止を行う制御回路と、貯湯
槽の底部に取り付けられた給水配管と、貯湯槽の上部に
取り付けられた給湯配管と、貯湯槽内の第１の熱交換器
の近傍に取り付けられた湯温を検知する温圧弁又は温調
弁を備えてなり、貯湯槽内の第１の熱交換器の近傍に湯
温を検知する第１の温度センサーが取り付けられ、貯湯
槽内の第２の熱交換器の近傍に湯温を検知する第２の温
度センサーが取り付けられ、太陽熱集熱器の出口付近に
熱媒体温度を検知する第３の温度センサーが取り付けら
れ、第２の温度センサーの検知温度が、予め設定された
第１の設定温度より低い時、第３の温度センサーの検知
温度が第２の温度センサーの検知温度より一定温度以上
高くなると、循環ポンプが起動し、熱媒体が、戻り配
管、第１の連結管、第２の熱交換器、第２の連結管、リ
ザーブタンク、循環ポンプ、往き配管、太陽熱集熱器の
順に流れ、第２の温度センサーの検知温度が第１の設定
温度より高い時、第３の温度センサーの検知温度が第１
の温度センサーの検知温度より一定温度以上高くなる
と、循環ポンプが起動し、熱媒体が、戻り配管、第１の
連結管、第１の熱交換器、第２の連結管、リザーブタン
ク、循環ポンプ、往き配管、太陽熱集熱器の順に流れ、
第１及び第２の温度センサーの検知温度が、第１の設定
温度より低く設定された第２の設定温度より高い時、第
３の温度センサーの検知温度が第１及び第２の温度セン
サーの検知温度より一定温度以下になると、循環ポンプ
が起動し、熱媒体が、戻り配管、第１の連結管、第２の
熱交換器、第２の連結管、リザーブタンク、循環ポン
プ、往き配管、太陽熱集熱器の順に流れることを特徴と
する太陽熱利用給湯システム。 - 【請求項２】 温圧弁又は温調弁の設定温度が６０〜９
９℃であり、第１の設定温度が５５〜９０℃であり、第
２の設定温度が４５〜８０℃であることを特徴とする請
求項１記載の太陽熱利用給湯システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9336374A JPH11148727A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 太陽熱利用給湯システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9336374A JPH11148727A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 太陽熱利用給湯システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11148727A true JPH11148727A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18298483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9336374A Pending JPH11148727A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 太陽熱利用給湯システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11148727A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100802261B1 (ko) | 2006-10-26 | 2008-02-11 | 주식회사 강남 | 태양열 난방 및 급탕용 축열조 |
-
1997
- 1997-11-19 JP JP9336374A patent/JPH11148727A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100802261B1 (ko) | 2006-10-26 | 2008-02-11 | 주식회사 강남 | 태양열 난방 및 급탕용 축열조 |
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