JPS6026250A - 太陽熱利用給湯装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は大気開放型の貯湯槽に貯溜された水を集熱器
に循環供給して温水となし、給湯するようにした太陽熱
利用給湯装置に関する。

（ロ）従来技術 従来のこの種の太陽熱利用給湯装置は第１図に示すよう
に、集熱器（１）と貯湯槽（２）とを集熱ポンプ（３）
を装設した配管（４）にて環状に連設して集熱回路（５
）を形成し、貯湯ｍ（２）に給水弁（６）を装設した給
水管（７）、および給湯ポンプ（８）を装設した出湯管
（９）を接続し、貯湯槽（２）には水位検知器α０）を
取付けである。また、０Ｄは集熱器（１）の出口部に設
けた高温側センサ（Ｉりと、貯湯槽（２）の下部に設け
た低温側上ンサ峙の検出する温度の差温圧応じて集熱ポ
ンプ（３）を発停するとともに、水位検知器α０）の検
出水位に応じて給水弁（６）を開閉させる制御装置であ
る。

この給湯装置は給水管（力から貯湯槽（２）に給水停止
水位ｈ２まで給水し℃おき、日中、両センサ（１２）、
峙の差温が十分あるときに制御装置（１１）が集熱ポン
プ（３）を運転させる。集熱ポンプ（３）が運転される
と、貯湯槽（２）Ｋ貯溜された水は集熱器（１）に循環
供給され、太陽熱を利用して加熱されて温水となる。こ
のようにして、昇温された貯湯槽（２）の温水は、随時
、給湯ポンプ（８）の運転により出湯管（９）を介して
利用部へ送られ、給湯される。給湯により、貯湯槽（２
）の水位が給水開始水位ｈ１−まで下がると、制御装置
住υが給水弁（６）を開放させ、貯湯槽（２）は給水停
止水位ｈ２まで給水される。

ところで、上述した給湯装置は貯湯槽（２）の内部容積
を有効に活用できるように給水停止水位ｈ２を貯湯槽（
２）の高い位置に定めるとともに、太陽熱（４）や出湯
管（９）にエアが混入しない程度の貯湯槽（２）の低い
位置に定めるのが理想的である。

しかしながら、日中、集熱運転が行なわれている間に給
湯が行なわれ、貯水量が少なくなると、貯湯槽（２）内
の水温が上昇し、貯湯槽（２）から集熱器（１）へ高温
の水が供給されて集熱効率が低下する。

また、貯湯槽（２）内の水温が異常に上昇すると、保護
装置（図示せず）が動作して集熱運転ができなくなる。

さらにまた、その後の大量給湯に対応できな（なる。

そこで、従来は給水開始水位ｈ１を配管（４）や出湯管
（９）の導出部よりかなり高目に設定していたため、給
水による湯水の混合が頻繁に生じ、太陽熱の有効利用が
図れなかった。

（ハ）発明の目的 この発明は上述した従来技術の不具合を一季に解決する
ように図れられたものであり、大気開放型貯湯槽の内部
容積を有効に活用し、かつ貯湯槽の温水を給水と混合さ
せずにできるだけ多く取り出せるようにしつつ、効率の
良い集熱運転が行なわれるようにすることを目的とする
。

に）発明の構成 この発明は貯湯槽の水位が給水開始水位より高い場合で
も貯湯槽の水温が所定温度以上になったら給水停止水位
まで給水を行なわせる制御装置を設けたことを特徴とす
るものである。

（ホ）実施例 以下、この発明を図面に示す一実施例について説明する
。

第２図はこの発明の一実施例装置の系統図であり、（１
４）は集熱器、０９は大気開放型の貯湯槽、（１６）は
集熱ポンプ（１７）を装設した水柱管、０８）は水戻り
管、（ｌ’Ｊは給水弁（２Ｃを装設した給水管、Ｑυは
出湯管、（２りは出湯管しυに装設された給湯ポンプ装
置で、逆止弁（ハ）と、給湯ポンプ（２４）と、圧力ス
イッチ（ハ）と、圧力タンク（２６）とからなる。（５
）は貯湯槽（１９の上部に取付けた水位検知器で、共通
電極（ｐｏ）と、検出電極（Ｐａ　）ないしくｐｃ　）
とを貯湯槽（１！９内に垂下させている。（２）は集熱
器Ｉの出口部に取付けた高温側センサ、ｔ２９は貯湯槽
α９の下部に取付けた低温側センサ、（財））は水柱管
α０に取付けされ、貯湯槽（１！１９から集熱器Ｉへの
給水温度を検出する給水温度サーモ、ＯＩ）は制御装置
である。

第３図は制御装置（３１）の具体的な回路例を示すもの
である。図中、０２は交流電源、（至）は高温側センサ
（２Ｑの検出温度ＴＨと低温側七／す（２９）の検出温
度ＴＬとがＴＨ＞ＴＬ＋ΔＴ１でオン、Ｔ”Ｈ＜ＴＬ＋
ΔＴ２（ただしΔＴｌ）ΔＴ２）でオフとなる差温スイ
ッチ、（ＴＭ）は約１０秒程度の通電後にタイマスイッ
チ（ＴＰりをオンとする遅延タイマ、（ロ）は渇水表示
装置、Ｇ９は降圧トランス、（１）ないしくＲＣ）は検
出端子（２重丸印）間の電流の有無によってそれぞれ接
点（ｒａ）ないしくｒりおよび（ｒｂ’）、（ｒｃ’）
を開閉させる継電装置、（Ｘｌ）ないしくＸ３）はリレ
ー、（Ｘ白、（Ｘｌ）、（Ｘ２）、−（ＸＩ　）ないし
くＸ３）の接点であり、これらと、集熱ポンプαηと、
給水弁（イ）と、給湯ポンプ装置（２湯と、給水温度サ
ーモ（至）とが図示のように結線されている。なお、給
水温度サーモｌ３０）は所定温度（たとえば４５〜５０
°Ｃ）以上でオフになる。

次に上述した実施例装置を第４図を参照して説明する。

今、貯湯槽αωは時刻ｔ１で貯湯槽上部の給水停止水位
ｈｃまで給水されているものとする。

このとき、各継電装置（ＲＡ）ないしくＲＣ）は水位検
知器（財）の各電極を介して検出端子間虻電流が流れ、
各接点（ｒａ）ないしくｒりおよび（ｒｂ’）、（ｒＣ
′）は常開側（白丸印）に入っている。このとき、リレ
ー（ｘｌ）は接点（ｒｂ）を介して、またリレー（Ｘ２
）は接点（ｒりを介して通電されているので、集熱ポン
プａかマ差温スイッチ（３３）Ｉｃ応じて運転できる状
態にあり、給湯ポンプ装置（２湯は出湯管Ｃυの給湯圧
に応じて圧力スイッチ（ハ）で給湯ポンプ（財）を運転
できる状態にある。このため、日射が十分あり、差温ス
イッチ儲が閉じている間は集熱ポンプ０７）が運転され
、貯湯槽（１→に貯溜された水は集熱器（１４）に循環
供給され、昇温される。また、利用部には随時、給湯ポ
ンプ（２４）で加圧された温水が出湯管（２］）から供
給される。なお、継電装置（ＲＣ）は自己の接点（ｒｃ
’）、給水温度サーモ（至）、検出電極（Ｐａ）および
共通電極（’ＰＯ）を通じて検出端子間に電流が保持さ
れるので、給湯により検出電極（Ｐりが水面上に露出し
ても接点（ｒｅ）、（ｒｃ’）の変化はな（、給湯ポン
プ装置（２２）の通電は接点（Ｘ２’）を介してそのま
ま継続する。同様に時刻ｔ２で検出電極（ｐｂ）が水面
上に露出しても継電装置（ＲＢ）の検出端子間には接点
（ｒｔ）’）％検出電極（ｐａ　）および共通電極（Ｐ
Ｏ）を介して電流が保持されるので、リレー（Ｘｌ）の
接点（Ｘｌ）はオンのままであり、差温スイッチ０３）
により集熱ポンプαηの運転は継続可能である。

時刻ｔ３で貯湯槽ａ５）の温水がほぼ出つくし、水位が
水柱管（１Ｇ）および出湯管（２υの導出部より僅か上
方に設定した給水開始水位ｈａより低くなると、継電装
置（ＲＡ　）ないしくＲＣ）は全て検出端子間に電流が
なくなり、接点（ｒａ）ないしくｒｅ）および（ｒｂ）
、（ｒｃ′）が常閉側（黒丸印）に切換ゎる。このため
、リレー（Ｘｌ）および（Ｘ２）の通電が切られ、集熱
ポンプαηおよび給湯ポンプ（２４）は運転ができなく
なるので、エアかみ運転が防止される。同時にリレー（
Ｘ３）が接点（ｒａ）を介して通電され、渇水表示装置
（財）は接点（Ｘ３）を介して通電されて貯湯槽０５）
の出湯が完了したことを表示する。このとき、リレー（
Ｘ幻は自己の接点（Ｘ３□）とリレー（Ｘｌ）ノ逆接点
（Ｘ１″）を介し℃自己保持がかかるため、水面の波打
ち現象で継電装置（ＲＡＪの接点（ｒａ）がチャタリン
グしても渇水表示装置（３４）の通電が断続する心配は
ない。一方、接点（ｒｃ）の常閉側への切り換わりによ
り遅延タイマー（ＴＭ）が通電され、約１０秒後にタイ
マスイッチ（ＴＭ’）が閉じて給水弁端の通電が行なわ
れる。このため、給水弁（２（ＩＩが開放され、貯湯槽
（＋５１の給水が開始する。

給水圧より、時刻ｔ４で水位がｈａを越えるとまず、継
電装置（ＲＡ　）の接点（ｒａ）が常開側に切り換わる
。このとき、リレー（Ｘ３）は上述の通り自己保持され
ているので、渇水表示装ＷｔＧ４）の通電はそのままで
ある。

さらに、時刻ｔ５で水位がｈａより上方のｈｂを越える
と、継電装置（ＲＢ）は接点（ｒｂ）、（ｒｂ）が常開
側に切り換わり、リレー（Ｘｌ）が通電されて集熱ポン
プ（１７）が運転可能になるとともに、リレー（Ｘ３）
の自己保持が解かれ、渇水表示装置０釘ま表示を停止す
る。このとき、継電装置（ＲＢ）も自己保持がかかるの
で、接点（ｒｂ）、（ｒｂ’）がチャタリングする心配
がない。

さらに、時刻ｔ６で水位が給水停止水位ｈｃに到達する
と、継電装置（ＲＣ）は接点（ｒす、（ｒｃ）が常開側
に切換わり、遅延タイマ（ＴＭ）の通電が切られて給水
が停止する。また、リレー（Ｘ２）が通電されて給湯ポ
ンプ装置（２２１に通電を行ない、給湯ポンプ（２沿が
運転可能になる。また、このとき、リレー（Ｘ２）およ
び継電装置（ＲＣ）も自己保持される。

このように、貯湯槽ＯＱに給水停止水位ｈｃまで給水が
行なわれた後、給湯により貯湯槽０５）の水位がｈｃの
僅か上方まで低下し、しかも集熱運転が継続すると、貯
湯槽α句から集熱器αをへ供給される水温が高くなり、
集熱器α沿での集熱効率が低下するとともに、水柱管制
や水戻り管Ｑ８）での放熱損失が大きくなる。そして、
時刻ｔ７で給水温度サーモ（至）の検出温度が所定温度
以上となり、サーモ（ト）がオフとなると、継電装置（
ＲＣ）は自己保持が解かれ、接点（ｒｃ）、（ｒｅ’）
が常閉側に入る。このため、遅延タイマ（ＴＭ）が通電
され、約１０秒後にタイムスイッチ（ＴＭ）がオンとな
って給水弁（２０に通電され、給水が行なわれる。この
給水により時刻ｔ８で水位がｈｃになると、継電装置（
ＲＣ）の接点（ｒす、（ｒｅ’）が常開側にもどり、給
水が停止されるとともに、給水中に給水温度サーモ（力
がオフになるので継電装置（ＲＣ）に自己保持がかかる
。

この間、リレー（Ｘｌ）、（Ｘ２）は通電されたままと
なるので、集熱ポンプ（１７）および給湯ポンプＣ２４
）は運転可能である。もちろん、渇水表示装置（３４）
も動作しないようにしである。

その後、時刻ｔ９で貯湯槽（Ｉ’５の水位がｈｂ近くま
で下がり、給水温度サーモ（９）がオフすると、同様に
水位が給水停止水位ｈｅになるまで給水が行なわれる。

なお、遅延タイマ（ＴＭ）は給水停止水位ｂｃ近くの水
位で、かつ、給水温度サーモ（至）がオフとなる場合に
、波打ち現象で給水弁（２湯が頻繁に開閉されるのを防
止するためのものである。

（へ）発明の効果 この発明は以上の説明から明らかなように、貯湯槽の水
温が所定温度より低いあいだは、水位検知器の所定の給
水開始水位と所定の給水停止水位の検出にもとづいて給
水制御を行ない、大気開放型貯湯槽の内部容積を最大限
活用するとともに、貯湯槽の温水を給水と混合させずに
できるだけ多く取り出すことができる。また、貯湯槽の
水温が貯水量の減少により上昇し、所定温度以上になる
と、水位が給水開始水位より高い場合でも給水停止水位
まで給水が行なわれるので、集熱器に循環供給される水
温を下げ、効率の良い集熱運転を行なわせることができ
るとともに、配管からの放熱損失を小さくでき、さらに
は太陽熱を無駄なく　ｙｆ＋３用し℃大量給湯に備える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の１例を示す系統図、第２図はこの発
明の一実施例装置を示す系統図、第３図は第２図の制御
装置の具体例を示す電気回路図、第４図はこの発明の一
実施例装置の動作説明用のクイムチヤードである。 （１か・・集熱器、　αつ・・・貯湯槽、　０６）・・
・水柱管（ｉ！ｉ己管）、　（１７）・・・集熱ポンプ
、　（田・・・水戻り管（配管）、αト・給水管、　（
イ）・・・給水弁、　Ｃυ・・・出湯管、姉・・水位検
知器、　０１）・・・制御装置。 出願人　三洋電機株式会社　外１名１．．−１：、パ。 □、／１．ノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　集熱器と貯湯槽とを集熱ポンプを装設した配管
   にて環状に連結して集熱回路を形成するとともに、この
   集熱回路に給水弁を装設した給水管と出湯管とを接続し
   、貯湯槽に取り付けた水位検知器にて給水弁を開閉する
   ものにおいて、貯湯槽の水温が所定温度以上のとき、水
   位検知器の所定の給水開始水位と無関係に所定の給水停
   止水位まで給水を行なう制御装置を設けたことを特徴と
   する太陽熱利用給湯装置。