JPS591179Y2 - 太陽温水器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は太陽温水器に係り、特に集熱器、熱交換器及
び集熱ポンプを含む閉集熱回路中の集熱媒体を強制循環
させると共に、前記熱交換器を内部に有する蓄熱層内の
温水を需要暗所に強制的に供給できるようにした太陽温
水器に関する。

従来より太陽温水器は、集熱器と蓄熱層とを一体的に構
成した形式の装置、いわゆる、くみ置式と、集熱器より
高い位置に蓄熱層を設置し自然対流により蓄熱する自然
対流式が一般的である。

これらの太陽温水器は、主として一戸建ち住宅の屋根な
どに設置し、その落差を利用して給湯が行なわれている
。

近年省エネルギ一対策として太陽温水器の普及は著しい
が、上記の設置方法では、限られた住宅にしか太陽温水
器を提供できなかった。

即ち、上述のように、湯需要場所に供給するに際し、落
差を利用しているので、落差のとれない場合には給湯が
不能となる欠点があった。

この考案は、上記従来技術の欠点を解消し、いかなる需
要場所でも温水を供給できるようにすると共に、安全か
つ信頼性の高い太陽温水器を提供するにある。

この考案は、上記目的を達成するために集熱器。

熱交換器及び集熱ポンプを含む閉回路中を集熱媒体が循
環するようにした集熱回路と、前記熱交換器を内部に配
設した蓄熱層内の温水を加圧ポンプにより需要場所に供
給する供給回路と、前記集熱器及び熱交換器の各出口に
おける集熱媒体温度を検出する第１及び第２の温水セン
サと、前記蓄熱層内の温水温度を検出する第３の温度セ
ンサと、前記集熱回路及び供給回路の圧力を検出する第
１及び第２の圧力センサと、装置各部の異常状態などを
報知せしめる表示手段と、前記各センサからの検出信号
を取り込むと共に、第１及び第２の温度センサの差信号
が第１の基準値を超えているときに前記集熱ポンプを運
転し、第３の温度センサが第２の基準値を超えていると
きに温度表示信号を出力すると共に第１の圧力センサが
一定圧以下であるときに異常報知信号を出力し、かつ第
１の圧力センサからの信号と第２の圧力センサからの信
号との論理積により前記加圧ポンプを運転するようにし
た制御回路とを含んで構成したものである。

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この考案に係る太陽温水器の一実施例を示す
ブロック構成図である。

この図に示すように、集熱器１は、太陽光を熱エネルギ
ーに転換し、この集熱器１内部を流すしる集熱媒体にそ
の熱エネルギーを伝達するようになっている。

この集熱器１は、低温状態の集熱媒体が流入するように
その一端を集熱ポンプ２及び膨張タンク３を備えた流入
管４を介して熱交換器５の一端に接続すると共に、集熱
され高温化した集熱媒体を流出させるようにその他端を
流出管６を介して熱交換器５の他端に接続した閉回路と
なし、前記集熱媒体がこの閉回路中に循環するようにし
て集熱回路を構成している。

この熱交換器５は、蓄熱槽７内に配設されており、流出
管６から熱交換器５に流入する高温化した集熱媒体は、
その熱エネルギーを蓄熱媒体としての水８に伝達して低
温化され、流入管４に流れ込むようになっている。

この水８は、補給管９及びボールタップ１０を介して蓄
熱槽７に補給されるようになっており、また、熱交換器
５より熱エネルギーの供給を受けた高温状態の水８は、
蓄熱槽７の上部より、加圧ポンプ１１及び膨張タンク１
２を備える供給管１３を介して熱需要場所に供給される
ように構成して供給回路としている。

しかして、このような集熱回路（閉回路）とする理由は
不凍対策並びに供給回路が大気に開放しているためであ
り、その集熱回路中を循環する集熱媒体としては、油、
不凍液が使用されているものである。

また、集熱回路中の集熱媒体は、温度によりその体積が
変動しても回路外から空気を吸わないように一定圧力で
封入されている。

このため、温度変化による体積変動を吸収するように膨
張タンク３が設けられているのである。

前記集熱ポンプ２は、電動機１４により駆動されるよう
になっており、この電動機１４は、集熱器１の出口にお
ける集熱媒体温度を検出する第１の温度センサ１５及び
蓄熱槽７の出口に４３ける集熱媒体温度を検出する第２
の温度センサ１６からの温度検出信号を制御回路１７に
取り込み、それらの信号の差信号が所定の第１の基準値
ｖ１を超えているか否かに基づいて前記電動機１４の運
転が制御されるようになっている。

また、第３の温度センサは蓄熱層１０内の温水温度を検
出するもので、この温度センサ１８がらの温度検出信号
は、制御回路１７に取り込まれ、第２の基準値■２と比
較さｔｌ−て、その比較結果を、表示装置１９で表示す
るようになっている。

一方、前記集熱回路中の膨張タンク３に設けられた第１
の圧力センサ２０は、集熱回路中の集熱媒体圧力を検出
するものであり、集熱回路内の圧力が一定値以下となっ
たときにオンとなるようになっている。

この圧力センサ３の検出信号は、制御回路１７に取り込
まれ、その検出信号がオンのときに表示装置１９を介し
て警報表示すると共に、集熱ポンプ２及び加圧ポンプ１
１の運転ができないようにな−っている。

さらに、供給回路の加圧ポンプ１１を運転制御するため
の第２の圧力センサ２１は、膨張タンク１２に設けられ
ており、膨張タンク１２内の圧力が一定値より低下した
ときに加圧ポンプ１１を運転する指令信号を出力するよ
うになっている。

この圧力センサ２１の検出信号は、制御回路１７に取り
込まれるようになっており、この制御回路１７は前記第
１の圧力センサ２０の検出信号と第２の圧力センサ２１
の検出信号との論理積が取られて、この論理積結果に基
づいて加圧ポンプ１１を運転制御できるようになってい
る。

なお、Ｇは交流電源である。

第２図は、制御回路９表示装置及び電動機を示す電気回
路図である。

この図に示すように、第１及び第２の温度センサ１５及
び１６を直列接続して電源電圧Ｅ１とアースとの間に接
続すると共に、その接続点を抵抗Ｒ１を介して演算増幅
器ＯＰ、の正入力端子に接続し、かつ前記演算増幅器Ｏ
Ｐ１の負入力端子には第１の基準電圧Ｖ１が供給される
ように抵抗Ｒ３，Ｒ，の直列回路を電圧Ｅ１とアースと
の間に接続し１、その抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点を抵抗Ｒ
２を介して接続しである。

また、演算増幅器ＯＰ１は、正丸力端子と出力端子との
間に抵抗Ｒ１を接続し、比較器構成としである。

この増幅器ＯＰ１の出力端は、ニジツタ接地トランジス
タ接地トランジスタＴｒ１のベースに接続しである。

トランジスタＴｒ１のコレクタには、リレーＲｐ１のコ
イルを介して電圧Ｅ２が供給されるようになっている。

なお、リレーＲｐ１のコイルに並列接続されたダイオー
ドＤ１は、逆電圧吸収用のものである。

第３の温度センサ１８と可変抵抗ＶＲとの直列回路は、
電圧Ｅ１とアースとの間に設けられ、その接続点を抵抗
Ｒ６を介して演算増幅器ＯＰ２の正入力端子に接続して
いる。

抵抗Ｒ７，Ｒ８の直列回路は、電圧Ｅ１とアースとの間
に設けられ、抵抗Ｒ７゜Ｒ８の接続点から第２の基準値
■２が得られるようになっている。

この第２の基準値■２を抵抗Ｒ９を介して演算増幅器Ｏ
Ｐ２の負入力端子に供給されるようになっている。

この演算増幅器ＯＰ２は、その正入力端子と出力端子と
出力端子とを抵抗ＲＩＯで接続し比較器としている。

この増幅器ＯＰ２の出力端は、抵抗Ｒ１１を介してニジ
ツタフォロワトランジスタＴｒ２のベースに接続してい
る。

トランジスタＴｒ２のコレクタは、抵抗Ｒ１２を介して
電圧Ｅ２に接続されると共に、トランジスタＴｒ２のニ
ジツタは、表示装置１９の温度表示ランプＬ。

１を介して接地されている。

、一方、第１の圧力センサ２０は、リレーＲ９２と直列
接続して電源Ｅ２とアースとの間に接続し１、このル−
Ｒ１）２の接点ｒｐ２＋は、これがオンとなることによ
り表示装置１９の警報ブザＢＺ及び警報ランプＬＥに電
圧Ｅ２を供給して警報を発するようになっている。

なお、Ｄ２は逆電圧吸収ダイオードである。また、符号
Ｇは交流電源を示し、直流電源ＰＳ、電動機１４及び２
２に電力を供給できるようになっている。

ここに直流電源ＰＳには電圧Ｅ１及びＲ２の端子がある
。

さらに、電動機１４は、交流電源との閉回路中にヒユー
ズ下Ｓ１、リレー接点ｒｐ１を備えており、また、電動
機２２は、第１の圧力センサからの信号に基づき動作す
るリレー接点ｒｌ）２３及び第２の圧力センサ２１の論
理積をとったもので動作するようになっている。

もちろん、前記電動機２２の回路には、ヒユーズＦＳ２
を挿入しである。

以上のように構成されたこの考案の実施例の動作を説明
する。

温度センサ１５，１６を含む抵抗ブリッジＢＧ１の信号
が演算増幅器ＯＰ、に入力され比較器として動作をし、
出力リレーＲ１）１を駆動する電力増幅トランジスタＴ
ｒ、に入力される。

出力リレーＲＩ）］の接点ｒｐ１は商用電源Ｇを集熱ポ
ンプ２を駆動する電動機１４に給電する信号となる。

温度センサ１８を含む抵抗ブリッジＢＧ２は、演算増幅
器ＯＰ２に入力信号を与え比較器として動作をせしめて
表示ドライブトランジスタＴｒ２を駆動し、温度表示ラ
ンプＬＴ＋を発光させる。

圧力スイッチ１４の常閉接点を介して、リレーＲｐ２は
常時励磁されている。

このリレーの常閉接点ｒｐ２、を介して警報ブザＢＺ及
び警報ランプＬＥに駆動電源Ｅ２が給電される。

もう一つの接点ｒｌ）２２は、加圧ポンプ１１を駆動す
る電動機２２附近に設置された圧力検出器２１と直列に
商用電源回路に挿入され電動機２２の給電信号となる。

すなわち、集熱回路にもれが発生した場合、圧力が低下
し警報ブザＢＺにより警報音及び警報ランプＬＥより警
報光を発し加圧ポンプ１１を停止せしめて使用者に異常
を知らせる。

温度表示ランプＬＴＩ及び警報ブザＢＺ、警報ランプＬ
Ｅは通常室内に設置し、使用者に対し補助焚の必要性の
有無を知らしめ、また集熱回路の集熱媒体の漏洩を知ら
しめる。

このように構成したので集熱回路と蓄熱層が同一平面上
もしくは集熱回路が蓄熱層より高い位置にあってもよく
、蓄熱層が出湯カランより低い高さにあっても利用でき
る。

太陽温水器には必要不可欠な装置として、安全かつ使用
勝手のきわめて良好な装置である。

従って、この考案を用いれば限られた建物だけに普及し
た温水器の他に、集合住宅はもちろん、屋根荷重の少な
い住宅の庭先等にも提供せし、ぬることが可能となる。

以上述べたようにこの考案によれば、温水需要場所或い
は蓄熱層と集熱回路との設置場所に関係なく太陽温水器
を設置することができると共に、安全にして、信頼性の
高い太陽温水器を提供する二とができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る一実施例を示すブロック図、第
２図に同実施例の電気回路部分を示す回路図で゛ある。 １・・・・・・集熱器、２・・・・・・集熱ポンプ、５
・・・・・・熱交換器、７・・・・・・蓄熱層、１１・
・・・・・加圧ポンプ、１５・・・・・・第１の温度セ
ンサ、１６・・・・・・第２の温度センサ、１７・・・
・・・制御回路、１８・・・・・・第３の温度センサ、
１９・・・・・・警報装置、２０・・・・・・第１の圧
力センサ、２１・・・・・・第２の圧力センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 集熱器、熱交換器及び集熱ポンプを含む閉回路中を集熱
   媒体が循環するようにした集熱回路と、前記熱交換器を
   内部に配設した蓄熱層内の温水を加圧ポンプにより需要
   場所に供給する供給回路と、前記集熱器及び熱交換器の
   各出口における集熱媒体温度を検出する第１及び第２の
   温度センサと、前記蓄熱層内の温水温度を検出する第３
   の温度センサと、前記集熱回路及び供給回路の圧力を検
   出する第１及び第２の圧力センサと、装置各部の異常状
   態などを報知せしめる表示手段と、前記各センサからの
   検出信号を取り込むと共に、第１及び第２の温度センサ
   の差信号が第１の基準値を超えているときに前記集熱ポ
   ンプを運転し、第３の温度センサが第２の基準値を超え
   ているときに温度表示信号を出力すると共に第１の圧力
   センサが一定圧以下であるときに異常報知信号を出力し
   、かつ第１の圧力センサからの信号と第２の圧力センサ
   からの信号との論理積により前記加圧ポンプを運転する
   ようにした制御回路とを含んで構成される太陽温水器。