JPS5995340A - 間接加熱・強制循環式太陽熱利用温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、太陽熱を利用した間接加熱・強制循環式の温
水器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の熱媒を用いた間接加熱式の強制循環式太陽熱利用
温水器は、第１図に示すように太陽熱を集める集熱器１
と、熱媒の膨張収縮を吸収する膨張タンク２と、貯湯タ
ンク３の下部に内蔵しだ熱交換器４と、熱媒を循環させ
る集熱ポンプ５を順次接続して形成される熱媒循環回路
６が基本構成であり、前記集熱ポンプ６の発停は差温制
御器７により行なわれるようになっている。すなわち、
前記集熱器１内の熱媒温度が前記貯湯槽３内水温より高
い条件で集熱運転が行なわれるが、この条件検知のだめ
、前記差温制御器７の高温側センサーＴＨが前記集熱器
１内に設けられ、低温側センサーＴＬが前記貯湯タンク
３内の下部に設けられている。

前記貯湯タンク３内の太陽熱により昇温しだ温水は、前
記貯湯タンク３上部より給湯管８を通り、補助熱源機９
により所定の温度まで高められて負荷側へ送られ、補給
水は給水管１０を通′り前記貯湯タンク３の下部より補
給される。まだ、日射条件が良く、前記貯湯タンク３内
水温が所定の温度以上に昇温した場合は、給湯温度を検
知するサーモ１１により給湯管８の途中に設けられだ補
助熱源バイパス三方弁１２を動作させ、前記補助熱源機
９をバイパスして給湯することにより補助熱の消費を節
約する手段がとられている。

従来のこの構成では、熱交換器４が貯湯タンク３内の下
部にあるため、貯湯タンク３内の水は、太陽熱による集
熱中に自然対流により熱交換器４より上部の上層下層と
もほぼ均一の温度で上昇して行くため、給湯負荷側で要
求される所定の温度で貯湯タンク３から出湯させ、補助
熱源機９をバイパスし補助熱の節約をはかるだめには、
貯湯タンク３内の水をほぼ全量所定の温度まで昇温させ
なければならず、低日射時や集熱途中での給湯使用時、
あるいは給湯使用量が少いときなど、補助熱源機９を必
ず給湯水が通り、補助熱の消費をまねき、十分省エネル
ギー機器として機能を果たしていると１はいいがたかっ
た。

発明の目的 本発明は、従来のこのような欠点を解消するもので、貯
湯タンクの上層から優先的に太陽熱により加温し、貯湯
タンク上層からの出湯温度を高くし、補助熱源でのバッ
ファ１．プする機会を減少させ、エネルギーの節約を更
に高めようとするものである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、貯湯タンクの垂直
方向に平行に、熱媒の貯留通水部を設け、貯湯タンク内
と熱媒貯留通水部とにまたがる重力式ヒートパイプを上
下方向に複数本設け、貯湯タンク内に前記ヒートパイプ
の凝縮部を、熱媒貯留通水部に蒸発部を位置させ、熱媒
貯留通水部と集熱器とを結ぶ熱媒循環回路は、集熱器か
らの戻り管を前記熱媒貯留通水部の上部に、集熱器への
往管を下部に接続し、熱媒循環用の集熱ポンプの発停を
制御する差温制御器の低温側センサーを熱媒貯留通水部
内の下部に設けた構成としたものである。この構成によ
り、日射により集熱器内の熱媒温度が熱媒貯留通水内下
部の熱媒温度より高くなると集熱ポンプが稼動し、太陽
熱により昇温した熱媒は熱媒貯留通水部の上部から流入
するため、上下方向に複数本設けられた重力式ヒートパ
イプは上層に設けられた重力式ヒートパイプはど作動液
の蒸発量が多くなり、貯湯タンクの上層はど熱移動量が
多く、貯湯タンクの上層から順次昇温しで行くことにな
る。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第２図を用いて説明する。な
お、この図において前記第１図と同一構成部材には同符
号を付している。

第２図において、１は太陽熱を集熱する集熱器、２は熱
媒の膨張収縮を吸収する膨張タンク、３は貯湯タンクで
ある。この貯湯タンク３には貯湯タンク３と垂直方向に
平行に断熱された隔壁を介して熱媒貯留通水部１３が設
けられている。前記貯湯タンク３と前記熱媒貯留通水部
１３には両者にまたがる重力式ヒートパイプ１４が上下
方向に複数本設けられ、前記重力式ヒートパイプ１４の
蒸発部は前記熱媒貯留通水部１３内に、凝縮部は貯湯タ
ンク３内に位置している。そして熱媒循環用の集熱ポン
プ５および前記集熱器１．膨張タンク２、熱媒貯留通水
部１３．熱媒循環回路６が形成され、その集熱器１から
の戻り管は熱媒貯留通水部１３の上部に、集熱器１への
往管は熱媒貯留通水部１３の下部に接続されている。ま
た前記集熱ポンプ５の発停制御用の差温制御器７の高温
側センサーＴＨは集熱器１に、低温側センサーＴＬは、
熱媒貯留通水部１３内下部に塩９付けられている。

前記貯湯タンク３内の温水は、貯湯タンク３上部より給
湯管８を通り、補助熱源機９により所定の温度まで高め
られ、負荷側へ送られるようになっている。補給水は、
給水管１０を通り前記貯湯タンク３下部へ補給される。

まだ、前記貯湯タンク３からの出湯温度が所定の温度以
上の場合は、給湯温度を検知するザーモ１１により、給
湯管８途中に設けられた補助熱源バイパス三方弁１２を
動作させ、前記補助熱源機９をバイパスして負荷側へ給
湯１−るようになっている。

この構成によれば、太陽熱により昇温した集熱３Ｓ　Ｉ
内の熱媒温度が熱媒貯留通水部１３内下部温度より高く
なると、差温制御器７により集熱ポンプ５が動作し、昇
温した熱媒は集＋Ｊ５器１から熱媒貯留通水部１３の上
部へ流入する。ここで上下方向に複数本設けられた重力
式ヒートパイプ１４により、順次貯湯タンク３内の上層
から昇温しで行くことになる。したがって、貯湯タンク
３内は上層はど、早く温度上昇するだめ、負荷側で要求
する所定の給湯温度に達する確率が増え、補助熱源ＰＡ
９をバイパスし、直接負荷側へ貯湯タンク３から給湯す
る量が増え、補助熱の節約が増大することになる。特に
低日射時でも、貯湯タンク３内の上層の昇温値は高くな
ることや、集熱運転中の小計の給湯使用時など上層の高
温水を使用することになることから有効と言える。

なお、重力式ヒートパイプ１４の熱媒貯留通水部１３内
が蒸発部に、貯湯タンク３内が凝縮部になるように取り
付けられているので、貯湯タンク３から熱媒貯留通水部
１３への逆熱移動はない。

発明の効宋 以上のように、本発明によれば、貯湯タンクと垂直方向
に平行に熱媒貯留通水部を設け、各々にまたかる重力式
ヒートパイプを上下方向に複数本設け、熱媒貯留通水部
内に前記重力式ヒートパイプの蒸発部を、貯湯タンク内
に凝縮部を位置させ、集熱？）；からの熱媒戻り管を熱
媒貯留通水部の上部に集熱器への往管を熱媒貯留通水部
の下部に接続することにより、貯湯タックの上層から順
次昇温させることかでき、貯湯タンクからの出湯温度が
高くなる確率が増えるため、補助熱の節約効果が増大す
ることになる。つまり、日射量や負荷の使用量に応じ、
貯湯タンク容量を変え昇温値を高めるのと同じような効
果が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の間接加熱式の強制循環式太陽熱料ノ１ｌ
ｉＡλ水器の’Ｃ：’）成田、第２図は本発明の一実施
例・７り強制ｒＪＭ環式太陽熱オ］１用温水器の４１１
η成図である。 １・・・・・・集熱器、３・・・・・・貯湯タンク、５
・・・・・・集熱ポンプ、６・・・・・・熱媒循環回路
、７・・・・・・差ｌ晶制御ＩＩＩヒ３．８・・・・・
・給湯管、９・・・・・・補助熱源機、１２・・・・・
・補助熱源バイパス三方弁、１３・・・・・・熱媒貯留
通水部、１４・・・・・重力式ヒー！・パイプ。 代理人の氏名　弁理４％−中　尾　敏　男　ほか１名第
１図 第２図 り　ＴＬ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）集熱器を含む熱媒循環回路の熱媒貯留通水部を貯
   湯タンクに垂直方向にかつ平行に設け、前記貯湯タンク
   内と熱媒貯留通水部内とにまたがる重力式ヒートパイプ
   を上下方向に複数本設け、前記ヒートパイプの蒸発部を
   前記熱媒貯留通水部内に、凝縮部を前記貯湯タンク内に
   設けたことを特徴とする間接加熱・強制循環式太陽熱利
   用温水器。
2. （２）熱媒循環回路は、熱媒通水用の集熱器からの戻り
   管を熱媒貯留通水部の上部に接続し、往管を熱媒貯留通
   水部の下部に接続したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の間接加熱・強制循環式太陽熱利用温水器。
3. （３）熱媒貯留通水部は内部の下部に、熱媒循環用の集
   熱ポンプの発停を制御する差温制御器の低温側センサー
   を設けたことを特徴とする特許請求の　。 範囲第１項記載の間接加熱・強制循環式太陽熱利用温水
   器。