JP2000121171A - 太陽熱温水加熱システム - Google Patents

太陽熱温水加熱システム

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JP2000121171A
JP2000121171A JP10295828A JP29582898A JP2000121171A JP 2000121171 A JP2000121171 A JP 2000121171A JP 10295828 A JP10295828 A JP 10295828A JP 29582898 A JP29582898 A JP 29582898A JP 2000121171 A JP2000121171 A JP 2000121171A
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JP
Japan
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hot water
water
storage tank
pump
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Takao Yoshida
孝夫 吉田
Shigeru Imuda
茂 伊牟田
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Chofu Seisakusho Co Ltd
Original Assignee
Chofu Seisakusho Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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  • Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率が良く、配管を簡素化して、美観に優
れ、しかも設備コストの安価な太陽熱温水加熱システム
を提供する。 【構成】 集熱板2と開放式貯湯タンク4と、前記集熱
板2と前記貯湯タンク4とを連結するパイプライン10
と、該パイプライン10上に設けられた揚水ポンプ7a
と、同じくパイプライン10上にあって揚水と落水を切
り替える切替手段11とからなり、前記パイプライン1
0が揚水時と落水時に兼ねて使用されることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱により風呂
や台所などに給湯する太陽熱温水加熱システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来からの太陽熱温水加熱システムとし
て図3、図4に示すものが公知である。図3の例(以下
イ号という)は、不凍液等の熱媒液を使用した間接加熱
方式の構成図で、31は太陽熱温水加熱システム、2は
太陽熱を集熱する集熱板、5は水道からの給水管、6は
台所・風呂等への給湯管、32は密閉式貯湯タンク、3
3は密閉式貯湯タンク32に内蔵された熱交換器、34
は熱媒液を貯める熱媒タンク、35は熱媒タンクに貯め
られた熱媒液を往き管36を通じて集熱板2に送り込む
循環ポンプ、37は集熱板2で加熱された熱媒液を熱媒
タンク34に戻す戻り管、38は熱媒タンク内にあって
熱媒液の量を検知する熱媒水位センサ、39は給水管5
の途中に設けられた減圧弁、40は集熱板2に取り付け
られた高温センサ、41は貯湯タンクに取り付けられた
低温センサ、42は前記熱媒水位センサ38・高温セン
サ40・低温センサ41等からの入力により揚水ポンプ
35の制御を行う制御手段である。イ号の太陽熱温水加
熱システム31では、集熱板2で不凍液等の熱媒液を温
めこれを戻り管37を通じて熱媒タンク34に集め、こ
の熱媒液を循環ポンプ35で熱交換器33に送り込み、
密閉式貯湯タンク32の中の水を温めるようになってい
る。熱交換後の熱媒液は往き管36を通じて再び集熱板
2に送られ集熱を繰り返す。通常高温センサ40と低温
センサ41の検出温度差が一定以上になると循環ポンプ
を運転し、温度差が小さくなれば循環ポンプ35を停止
するよう制御する。台所・風呂等への給湯は水道の給水
圧を利用し行われる。
【0003】図4の例(以下ロ号という)は、開放式貯
湯タンク内の水を集熱板で直接温める直接加熱方式の構
成図で、51は太陽熱温水加熱システムで、開放式貯湯
タンク4の底部に循環水接続口4aを設け、循環水接続
口4aに揚水ポンプ7aを接続し、揚水ポンプ7aの出
口側は往き管52を介して集熱板2に接続され、集熱板
2の出口側は前記開放式貯湯タンク4の上部に戻り管5
3で接続されている。給水配管5は開放式貯湯タンク4
上部のボールタップ等の水位制御手段17に接続されて
いる。一方給湯側は開放式貯湯タンク4上部の出湯口4
bに接続された給湯用送水ポンプ7bから給湯配管6を
通じ台所・風呂等の蛇口へと接続される。8は圧力タン
クで給湯用送水ポンプ7bの吐出側に配設され内部に空
気槽を有しており空気が圧縮できる性質を利用して給湯
用送水ポンプ7bが頻繁にON・OFFすることを防止
する働きをする。9は圧力スイッチで圧力タンク8又は
その近傍に取り付けられ、圧力が上がればOFF、下が
ればONとなる。15は逆止弁で給湯用送水ポンプ7b
と圧力タンク8の間に取り付けられるが、給湯用送水ポ
ンプ7bの吸い込み側に取り付けても良い。19は給水
導水管で給水管5から給水された水がスムースに開放式
貯湯タンク4の下部に導かれるようになっている。20
は戻り管53から開放式貯湯タンク4に戻ってきた水が
開放式貯湯タンク内の水面をたたくことがないようにし
た戻り湯導水管である。ロ号の太陽熱温水加熱システム
51では、集熱板2で水を温めこれを戻り管53を通じ
て開放式貯湯タンク4に集め、この水を揚水ポンプ7a
で往き管52を通じて再び集熱板2に送り集熱を繰り返
す。ロ号の場合もイ号の場合と同様通常高温センサ40
と低温センサ36の検出温度差が一定以上になると循環
ポンプ7aを運転し、温度差が小さくなれば循環ポンプ
を停止するよう制御する。また給湯は給湯用送水ポンプ
7bを運転し台所・風呂等へ給湯するようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の太陽熱温水加熱システムは以下の課題を有してい
た。a.イ号に記載の従来の太陽熱温水加熱システムで
は、間接加熱のため熱効率が悪い。また貯湯タンクと集
熱板をつなぐ配管が往き管と戻り管の2本必要となり、
配管が複雑で美観を損なうという問題点を有していた。
【0005】b.ロ号に記載の従来の太陽熱温水加熱シ
ステムでは、貯湯タンクと集熱板をつなぐ配管が往き管
と戻り管の2本必要となり、配管が複雑で美観を損な
い、その上揚水ポンプと給湯用送水ポンプの2つのポン
プを要するため設備費が高くなるという問題点を有して
いた。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明における太陽熱温水加熱システムは、以
下の構成を有している。
【0007】本発明の請求項1に記載の太陽熱温水加熱
システムは、太陽熱エネルギーを集熱して水を加熱する
集熱板と、該集熱板の上部に設けた空気抜き装置と、開
放式貯湯タンクと、前記集熱板と前記開放式貯湯タンク
とを連結するパイプラインと、該パイプライン上に設け
られた揚水ポンプと、同じくパイプライン上にあって揚
水と落水を切り換える切替手段と、該切替手段と開放式
貯湯タンクの上部をつなぐ戻り管とから構成されてい
る。これにより、前記パイプラインの一部が揚水時と落
水時に兼ねて使用されるようになるという作用を有す
る。
【0008】本発明の請求項2に記載の太陽熱温水加熱
システムは、開放式貯湯タンクに少なくとも循環水接続
口と出湯口を設け、前記循環水接続口と前記出湯口と前
記揚水ポンプの吸い込み口を連結し、前記揚水ポンプの
吸い込み側に前記循環水接続口と前記出湯口のどちらか
ら出水するかを切り替える第2の切替手段を設けた構成
となっている。これにより、揚水ポンプは、給湯用送水
ポンプを兼ねることが可能になるという作用を有する。
【0009】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)本発明における
太陽熱温水加熱システムの実施の形態について、以下図
面を用いて説明する。図1は実施の形態1における太陽
熱温水加熱システムの構成図である。尚、図3、図4と
同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。図
中、1は実施の形態における太陽熱温水加熱システム、
3は集熱板2の上部に設けられた空気抜き装置、8は給
湯用送水ポンプの吐出側に設けられた圧力タンク、9は
圧力タンク8に設けられた圧力スイッチ、10、10
a、10bは揚水ポンプ7aを介して開放式貯湯タンク
4と集熱板2を接続するパイプライン、11はパイプラ
イン10、10bの途中に配設され全ての回路の閉止機
能を持つ電動三方弁等の切替手段、12は切替手段11
と貯湯タンク4の上部をつないだ戻り管、14は集熱板
2の上部に設けられた水位検知手段、15は給湯用送水
ポンプ7bと圧力タンク8の間に配設される逆止弁、1
6は集熱板2に取り付けられた温度検知器である。18
は前記圧力スイッチ9・水位検知手段14・温度検知手
段16等からの入力により揚水ポンプ7a・切替手段1
1等の制御を行う制御手段である。
【0010】以上のように構成された太陽熱温水加熱シ
ステム1において、以下その動きについて説明する。ま
ず集熱動作について説明すると、給水バルブ(図示せ
ず)を開いて貯湯タンク4に水を満たし、水位が設定値
に達すると水位制御手段17により給水が停止する。ポ
ンプスイッチ(図示せず)をONすると揚水ポンプ7a
が起動し、開放式貯湯タンク下部に設けられた循環水接
続口4a、パイプライン10a、揚水ポンプ7a、パイ
プライン10b、切替手段11、パイプライン10を通
して集熱板2に水を送り込む。このとき切替手段11は
パイプライン10bとパイプライン10が連通するよう
に制御される。集熱板2の上部には空気抜き装置3が設
けられているので、パイプライン10、10b、集熱板
2内の空気は空気抜き装置3から排出され、集熱板2内
は水で満たされる。集熱板2の上部に設けられた水位検
知手段14が水位を検知すると切替手段11は回路全て
が閉止の状態に維持され、揚水ポンプ7aは運転を停止
する。
【0011】次に、日射により集熱板2の温度が上がっ
たことを温度検知器16が検知すると、切替手段11が
パイプライン10と戻り管12が連通するように切り替
わり集熱板2内の水は開放式貯湯タンク4に戻される。
このとき集熱板2の上部に設けられた空気抜き装置3は
空気の供給装置として作用する。切替手段11が切り替
わってほとんどの水が落水し終えるまでの時間は1〜2
回試運転を行えばおよその見当が付くので、その時間よ
りわずか長い時間経過後に切替手段11をパイプライン
10bとパイプライン10が連通する状態に切り替え
る。以上の動作を1日に複数回繰り返すことにより、貯
湯タンクの水をお湯にすることができる。
【0012】尚、前記説明において、集熱板に2に設け
る水位検知手段14としてはフロートスイッチや電極式
水位検知装置が用いられる。開放式貯湯タンク4内に設
ける水位制御手段17としてはボールタップや、フロー
トスイッチ・電極式水位制御装置等と電動弁の組合せが
用いられ、水位は一定の範囲に維持される。また、前記
説明では集熱板2に設けた温度検知手段16で温度が上
がったことを検知すると切替手段11を切り替えるよう
説明したが、上昇温度に関わらず例えば30分置きとい
うように、一定時間置きに落水するようにしても良い。
【0013】次に、給湯動作について説明する。台所・
風呂等に設けた蛇口(図示せず)を開くと圧力スイッチ
9で圧力低下を検知し、給湯用送水ポンプ7bが起動し
開放式貯湯タンク4内のお湯を台所・風呂等に給湯する
ことが出来る。蛇口を閉じると圧力スイッチ9で圧力上
昇を検知し給湯用送水ポンプ7bは停止する。
【0014】(実施の形態2)図2は実施の形態2にお
ける太陽熱温水加熱システムの構成図である。尚、図
1、図3、図4と同様のものには同一の符号を付して説
明を省略する。図中、21は実施の形態における太陽熱
温水加熱システム、7は集熱板2に水を送る揚水ポンプ
と給湯用送水ポンプを兼ねた揚水ポンプ、13は貯湯タ
ンクの下部に設けられた循環水接続口4aと貯湯タンク
の上部に設けられた出湯口4bと揚水ポンプ7の吸い込
み側を連結し、揚水ポンプ7の吸い込み側と循環水接続
口4aと出湯口4bのどちらを接続するかを切り替える
電動三方弁等の第2の切替手段である。
【0015】以上のように構成された太陽熱温水加熱シ
ステム21において、以下その動きについて説明する。
まず集熱動作について説明すると、給水バルブ(図示せ
ず)を開いて貯湯タンク4に水を満たし、水位が設定値
に達すると水位制御手段17により給水が停止する。ポ
ンプスイッチ(図示せず)をONすると揚水ポンプ7が
起動し、貯湯タンク下部に設けられた循環水接続口4
a、パイプライン10a、第2の切替手段13、揚水ポ
ンプ7、パイプライン10b、切替手段11、パイプラ
イン10を通して集熱板2に水を送り込む。集熱板2の
上部には空気抜き装置3が設けられているので、パイプ
ライン10a、10b、10、集熱板2内の空気は空気
抜き装置3から排出され、集熱板2内は水で満たされ
る。集熱板2の上部に設けられた水位検知手段14が水
を検知すると切替手段11は回路全てが閉止の状態に維
持され、第2の切替手段13は貯湯タンク4の上部に設
けられた出湯口4bと揚水ポンプ7が連通するように切
り替わり、揚水ポンプ7は圧力スイッチ9が圧力の上昇
を検知することにより運転を停止する。
【0016】集熱動作については実施の形態1と同様な
ので省略する。次に、給湯動作について説明する。台所
・風呂等に設けた蛇口(図示せず)を開くと圧力スイッ
チ9で圧力低下を検知し、揚水ポンプ7が起動し開放式
貯湯タンク4の上部に設けた出湯口4bから開放式貯湯
タンク4内のお湯を台所・風呂等に給湯することが出来
る。蛇口を閉じると圧力スイッチ9で圧力上昇を検知し
送水ポンプ7は停止する。圧力タンク8の働きは実施の
形態1と同様である。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明における太陽熱温水
加熱システムによれば、以下の優れた効果を実現できる
ものである。請求項1に記載の発明によれば、 (1)切替手段から集熱板までの配管(パイプライン)
が1本で済むので配管がすっきりとまとまり、美観を損
なわない。 (2)貯湯タンク内の水を集熱板内で直接加熱するので
集熱効率が高い。
【0018】請求項2に記載の発明によれば、 (3)請求項1に記載の発明の効果に加え、揚水ポンプ
と給湯用送水ポンプを兼用することが出来るので揚水ポ
ンプが1つで済み、設備費が節約できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1における太陽熱温水加熱システム
である。
【図2】実施の形態2における太陽熱温水加熱システム
である。
【図3】従来の太陽熱温水加熱システムである。
【図4】従来の太陽熱温水加熱システムである。
【符号の説明】
1,21 太陽熱温水加熱システム 2 集熱板 3 空気抜き装置 4 開放式貯湯タンク 4a 循環水接続口 4b 出湯口 5 給水管 6 給湯管 7、7a 揚水ポンプ 7b 給湯用送水ポンプ 8 圧力タンク 9 圧力スイッチ 10、10a、10b パイプライン 11 切替手段 12 戻り管 13 第2の切替手段 14 水位検知手段 15 逆止弁 16 温度検知器 17 水位制御手段 18 制御手段 19 給水導水管 20 戻り湯導水管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽熱エネルギーを集熱して水を加熱す
    る集熱板と、該集熱板の上部に設けた空気抜き装置と、
    開放式貯湯タンクと、前記集熱板と前記開放式貯湯タン
    クを連結するパイプラインと、該パイプライン上に設け
    られた揚水ポンプと、同じくパイプライン上にあって揚
    水と落水を切り換える切替手段と、該切替手段と開放式
    貯湯タンクの上部をつなぐ戻り管とからなり、前記パイ
    プラインの一部が揚水時と落水時に兼ねて使用されるこ
    とを特徴とした、太陽熱温水加熱システム。
  2. 【請求項2】 開放式貯湯タンクに少なくとも循環水
    接続口と出湯口を設け、前記循環水接続口と前記出湯口
    と前記揚水ポンプの吸い込み口を連結し、前記揚水ポン
    プの吸い込み側に前記循環水接続口と前記出湯口のどち
    らから出水するかを切り替える第2の切替手段を設け、
    前記揚水ポンプが、給湯用送水ポンプを兼ねることを特
    徴とする請求項1に記載の太陽熱温水加熱システム。
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