JPS5950029B2 - 太陽熱温水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は太陽熱温水装置に関する。

太陽熱温水装置は、太陽熱を利用して給湯タンク内の水
を温水にするようにしているが、給湯タンクの容量が比
較的大きなものでは太陽熱のみではタンク内の水を温水
に変えるには充分とはいえない。

このためタンク内にヒータを設け、かつこのヒータを安
価な深夜電力で動作すれば、昼間太陽熱によって暖めら
れた温水を夜間に、使用に適する温度まで昇温させるこ
とかでき、実用上きわめて好ましい。

しかしこのようにヒータを使用しても、夏場と冬場、あ
るいは天候の違いによって昼間において暖められるタン
ク内の水温が異なるため、常に充分な湯の供給に対処す
るためには水温状況を判断してヒータの発熱容量を変え
る必要がある。

このことからタンク内にヒータを２本配設し、切換スイ
ッチによって２本使用する場合と１本使用する場合を切
換えることが考えられるが、このように切換スイッチで
切換えるようにしたのでは切換スイッチの切換え忘れと
いう問題が生じ、また天候を判断して切換スイッチを操
作しなければならない面倒が生じる。

この発明はこのような点に鑑みて為されたもので、昼間
太陽熱を利用し、夜間深夜電力でヒータを動作すること
によって給湯タンクの水を暖めることができ、しかもヒ
ータの発熱量を水温状況に応じて自動的に調節でき、常
に充分な湯の供給に対処することができる太陽熱温水装
置を提供することを目的とする。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

１は上端に給湯口２を設け、下端に給水口３を設けてな
る給湯タンクである。

前記給湯タンク１内には下から順に熱交換器としての熱
交換コイル４、第１のシーズヒータ５、第２のシーズヒ
ータ６が所要の間隔をあけて配設されている。

前記給湯タンク１の熱交換コイル４の取付は部近傍には
その近傍内の水温を検知する第１の水温検知器７が取付
けられ、前記第１のシーズヒータ５の取付は部にはその
ヒータ５の近傍の温度を検知し、例えば８５℃以上で接
点を０ＦＦＬ、５０℃以下で接点をＯＮする第１の温度
調節器８並びに８５℃以上で接点をＯＦＦ ｌ、、７０
℃以下で接点をＯＮする第３の温度調節器９が設けられ
ている。

また前記第２のシーズヒータ６の取付部にはそのヒータ
６の近傍の温度を検知し、例えば８５℃以上で接点をＯ
ＦＦし、７０℃以下で接点をＯＮする第２の温度調節器
１０並びに異常温度上昇を検知して接点をＯＦＦする温
度過昇防止器１１が設けられている。

１２および１３は太陽熱集熱器で、この各集熱器１２．
１３は太陽熱を集熱し、内部をゆっくり流れている熱伝
達媒液としての水を加熱するようにしている。

前記画集熱器１２．１３によって加熱された水は循環ポ
ンプ１４の動作により往路パイプ１５、前記熱交換コイ
ル４および復路パイプ１６を介して循環されるようにな
っている。

前記画集熱器１２，１３の上方に位置する往路パイプ１
５の途中には膨張タンク１７が設けられ循環用の水の膨
張をにがすようにしている。

そしてこの膨張タンク１７内にはフロートスイッチ１８
が設けられている。

前記集熱器１３の上端部にはその上端部近傍の水温を検
知する第２の水温検知器１９が取付けられている。

第２図は前記循環ポンプ１４の制御回路を示すもので、
ＡＣｌｏｏＶの商用交流電源に差温サーモ回路２０の入
力端を接続し、その差温サーモ回路２０の出力端に前記
フロートスイッチ１８を介して循環ポンプ１４を接続す
るとともに運転表示ランプ２１を接続している。

前記差温サーモ回路２０は前記第１．第２の水温横置器
７，１９の検知温度のレベル差を検知し、第１の水温検
知器７の検知温度レベルに比べて第２の水温検知器１９
の検知温度レベルが充分に高いときその出力端に入力電
力を出力し、それ以外は出力端への入力電力の出力を禁
止するようにしている。

前記フロートスイッチ１８は膨張タンク１７内に水が貯
溜されている状態ではＯＮＬ、水が無くなるとＯＦＦす
るようにしている。

第３図は前記第１．第２のシーズヒータ５，６の制御回
路を示すもので、ＡＣ２００Ｖの深夜電源に漏電しゃ断
器２２の入力端を接続している。

２３は３接点切換スイッチである。

前記第１のシーズヒータ５はその一端を前記第１の温度
調節器８の接点８１および前記切換スイッチ２３の第２
接点２３２を直列に介して前記漏電しゃ断器２２の出力
端の一端に接続するとともに前記第３の温度調節器９の
接点９１および上記切換スイッチ２３の第３接点２３３
を直列に介して上記漏電しゃ断器２２の出力端の一端に
接続し、その他端を前記温度過昇防止器１１の接点１１
１を介して上記漏電しゃ断器２２の出力端の他端に接続
している。

前記切換スイッチ２３の第１接点２３１は非接続接点に
なっている。

前記第２のシーズヒータ６はその一端を前記第２の温度
調節器１０の接点１０１を介して前記漏電しゃ断器２２
の出力端の一端に接続し、その他端を前記温度過昇防止
器１１の接点１１１を介して上記漏電しゃ断器２２の出
力端の他端に接続している。

前記第２のシーズヒータ６に通電表示ランプ２４を並列
に接続している。

このように構成された本発明実施例装置においては昼間
は両太陽熱集熱器１２，１３により給湯タンク１内の水
が暖められ夜間は第１、第２のシーズヒータ５，６の一
方又は両方により給湯タンク１内の水が暖められる。

すなわち昼間は両太陽熱集熱器１２．１３が太陽熱を集
熱し、内部の水を加熱する。

加熱された水は画集熱器１２，１３の上部に集まる。

そして第２の水温検知器１９の検知温度レベルが第１の
水温検知器７の検知温度レベルよりも充分に高くなると
差温サーモ回路２０出力によって循環ポンプ１４が動作
し、また運転表示ランプ２１が点灯して運転状態を示す
。

こうして画集熱器１２．１３で加熱された水はパイプ１
５を介して熱交換コイル４に供給され、その熱交換コイ
ル４によって給湯タンク１内の水が下部から暖められる
。

また夜間は、例えば切換スイッチ２３を第５接点２３２
に設定しておけば、昼間における太陽熱によって給湯タ
ンク１内の水温が第１のシーズヒータ５の近傍で５０℃
より高くなっていれば第１の温度調節器８の接点８１が
ＯＦＦされ第１のシーズヒータ５の動作が停止され、第
２のシーズヒータ６のみが８５℃以上でＯＦＦ、７０℃
以下でＯＮの特性をもって動作する。

そして第２のシーズヒータ６への通電が行なわれている
ときは通電表示ランプ２４が点灯する。

このように給湯タンク１内の水温が比較的高い場合は第
２のシーズヒータ６の１本か′使用され、それで充分給
湯に適した温度にタンク１内の水を加熱できる。

また昼間における太陽熱による熱交換率が悪かったり、
湯の使用量が多かったり、あるいは冬場のようにタンク
１内の水温がもともと低く太陽熱によって充分暖められ
なかったりして第１のシーズヒータ５の近傍の水温が５
０℃以下になっていれば、このときは第１、第２の温度
調節器８．１０の接点８１，１０１か゛いずれもＯＮｊ
ているので給湯タンク１内の水は両ヒータ５，６によっ
て昇温されるようになる。

こうしてタンク１内の水温が低い状態では両ヒータ５，
６による大きな発熱容量で水が加熱され、給湯に適した
８５℃の湯を直ちに作る。

そしてタンク１内の水が一旦８５℃まで上昇すると、そ
の後は大量の湯が使用されてタンク１内の水温が再び５
０℃以下にならないかぎり、第２のシーズヒータ６のみ
かＯＮ・ＯＦＦ動作するようになる。

このように切換スイッチ２３を第２接点２３２に設定し
た場合は昼間太陽熱を利用して湯温タンク１内の水を加
熱し、夜間においては湯温タンク１内の水温が比較的高
い場合は第２のシーズヒータ６による比較的小さい発熱
容量で加熱を行ない、かつ湯温タンク１内の水温が比較
的低い場合は第１、第２のシーズヒータ５，６の両方に
よる比較的大きい発熱容量で加熱を行ない、しかもその
切換えを第１の温度調節器８によって自動的に行なうこ
とができる。

したがって湯温タンク１内の水を暖めるのに太陽熱を充
分に利用することができ、しかも夏場と冬場、天候の違
いあるいは湯の使用量の違いによって湯温タンク１内の
水温が異なってもそれに応じてヒータによる発熱容量を
自動的に変化して常に必要な湯の供給に対処することが
できる。

また、切換スイッチ２３を第１接点２３１に設定した場
合は第１のシーズヒータ５への通電路が遮断されるので
、このときは第２のシーズヒータ６のみが湯温タンク１
内の水温に応じて８５℃以上でＯＦＦ、７０℃以下でＯ
Ｎの特性をもって動作するようになる。

したがってこの場合は夏場のように太陽熱によって湯温
タンク１内の水が比較的高い温度まで常に暖められる場
合や小世帯のように湯の使用量が常に少ない場合に適す
る。

さらに切換スイッチ２３を第３接点２３３に設定した場
合は第１のシーズヒータ５が第２の温度調節器１０と同
様のＯＮ・ＯＦＦ特性をもつ第３の温度調節器９によっ
て通電が制御されるようになるので、湯温タンク１内の
水温が７０℃以下になると常に両シーズヒータ５，６が
同時に動作するようになる。

したがってこの場合は冬場のように太陽熱による昇温か
あまり期待できない場合や大世帯のように湯の使用量が
常に多い場合に適する。

なお、前記実施例ではヒータとしてシーズヒータを湯温
タンク内に設けたものについて述べたがかならずしもこ
れに限定されるものではなく、例えば帯状のヒータをタ
ンクの外側面にはり付けたものであってもよく、こうす
ることによりヒータをタンクに対して貫通させ溶接して
取付けるという面倒さがない。

また前記実施例では第１の温度調節器として８５℃以上
でＯＦＦ、５０℃以下でＯＮの特性をもち、第２、第３
の温度調節器として８５℃以上でＯＦＦ、７０℃以下で
ＯＮの特性をもつものについて述べたが、かならずしも
これに限定されるものではなく、要は第１の温度調節器
のＯＮＮ湯温度第２、第３の温度調節器のＯＮＮ湯温度
り低くなっていればよい。

以上詳述したようにこの発明によれば昼間においては集
熱した太陽熱を使用して給湯タンク内の水を暖め、夜間
においては深夜電力によりヒータを動作して給湯タンク
内の水を暖め、しかもヒータの発熱容量をタンク内の水
温に応じて自動的に変化するようにしているので、常に
夏場と冬場、天候の状況、湯の使用量等容状況に応じて
給湯タンク内の水を暖めることができ、常に充分な湯の
供給に対処することができ、しかも太陽熱を効率よく利
用できるとともにヒータを効率よく使用できる太陽熱温
水装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の詳細な説明するもので、第１図は概略構
成図、第２図は循環ポンプの制御回路図、第３図はヒー
タの制御回路図である。 １・・・湯温タンク、４・・・熱交換オイル、５・・・
第１のシーズヒータ、６・・・第２のシーズヒータ、８
・・・第１の温度調節器、１０・・・第２の温度調節器
、１２．１３・・・太陽熱集熱器、１４・・・循環ポン
プ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上端に給湯口、下端に給水口を設け、内部に熱交換
   器、第１のヒータ、第２のヒータを下から順に所要の間
   隔をあけて配設してなる給湯タンクと、太陽熱を集熱し
   、熱伝達媒液を加熱する集熱器と、この集熱器の熱伝達
   媒液を上記給湯タンク内の熱交換器を介して循環させる
   循環ポンプと、上記第１のヒータ近傍の温度を検知し、
   第１の設定温度以上を検知して接点をＯＦＦ ｌ、、上
   記第１の設定温度よりも低温な第２の設定温度以下を検
   知して接点をＯＮする第１の温度調節器と、上記第２の
   ヒータ近傍の温度を検知し、上記第１の設定温度以上を
   検知して接点をＯＦＦ Ｌ、上記第１の設定温度よりも
   低温でかつ上記第２の設定温度よりも高温な第３の設定
   温度以下を検知して接点をＯＮする第２の温度調節器と
   からなり、前記第１のヒータは前記第１の温度調節器の
   接点を介して深夜電力が供給さＩ’Ｌ、かつ前記第２の
   ヒータは前記第２の温度調節器の接点を介して深夜電力
   が供給されるようにしたことを特徴とする太陽熱温水装
   置。