JP2000346450A - 太陽熱利用給湯システム - Google Patents

太陽熱利用給湯システム

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JP2000346450A
JP2000346450A JP16381099A JP16381099A JP2000346450A JP 2000346450 A JP2000346450 A JP 2000346450A JP 16381099 A JP16381099 A JP 16381099A JP 16381099 A JP16381099 A JP 16381099A JP 2000346450 A JP2000346450 A JP 2000346450A
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hot water
temperature
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pipe
boiler
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Kiyoshi Ohashi
清 大橋
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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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】 貯湯タンクのお湯の出口を、ボイラーの給水
口と2次側の両方に接続し、貯湯タンクのお湯の出口と
ボイラーとの間にミキシングバルブが取り付けられたシ
ステムであって、お湯の使い始めのミキシングバルブの
応答性や、ミキシングバルブの故障に起因して全自動ボ
イラーに高温水が流れるのを防止することが可能な太陽
熱利用給湯システムを提供する。 【構成】 第1の連結管20と第5の連結管31の第2
の温度センサー32とボイラー33との間には、第6の
連結管34が連結され、第6の連結管34の途中には、
電磁弁35が取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽熱を利用して給湯
を行う太陽熱利用給湯システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より太陽熱を利用した給湯システム
としては、集熱部と貯湯部が一体化された汲置型の太陽
熱利用給湯システム、集熱部と貯湯部が分離・隣接し、
集熱部で温められたお湯等の熱媒体が対流等で貯湯部に
移動する自然循環型の太陽熱利用給湯システム、集熱部
と貯湯部が離れた場所に設置され、集熱部と貯湯部がホ
ース等で接続され、ポンプで熱媒体を循環させる強制循
環型の太陽熱利用給湯システムが開発され、普及してい
る。
【0003】一般に太陽熱利用給湯システムは、天気の
良くない日には、太陽熱だけで水温を十分に上げること
が困難であり、全てのお湯を賄うことはできない。従っ
て最も集熱効率に優れている強制循環型の太陽熱利用給
湯システムでも、石油やガス等のボイラーと併用される
ことが多い。
【0004】強制循環型の太陽熱利用給湯システムとボ
イラーを併用したシステムとしては、次のような3種類
のシステムが知られている。
【0005】(1)貯湯タンクのお湯の出口を、直接台
所や風呂等に取り付けられた給湯栓に接続するか、ボイ
ラーの2次側に切替弁を介して接続したシステム。この
システムでは、貯湯タンク内のお湯が一定温度以上であ
る時に取り出し、逆に貯湯タンク内のお湯が一定温度未
満である時には、これを利用することなく、水道水をボ
イラーで温めて使用することができる。
【0006】(2)貯湯タンクのお湯の出口を、ボイラ
ーの給水口に接続し、必ずボイラー経由でお湯を取り出
すシステム。このシステムでは、貯湯タンク内のお湯が
一定温度未満の場合、ボイラーで追い炊きしてから取り
出すことになる。
【0007】(3)貯湯タンクのお湯の出口を、ボイラ
ーの給水口と2次側の両方に接続し、ボイラーの2次側
に切替弁を取り付けたシステム。このシステムでは、貯
湯タンク内のお湯が一定温度以上の場合、ボイラーの2
次側から切替弁を介して取り出し、逆に貯湯タンク内の
お湯が一定温度未満の場合、切替弁をボイラー側にして
貯湯タンク内のお湯をボイラーで追い炊きしてから取り
出すことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、ボイラ
ーの機能は、めざましい発展を遂げており、風呂のお湯
張りを全自動で行うものが主流になってきており、これ
に伴い太陽熱利用給湯システムも、上記(2)(3)の
システムが増えつつある。
【0009】特に(3)の方法は、最も太陽熱を有効利
用できるという点で非常に優れたシステムである。つま
り貯湯タンク内のお湯の温度が高い時には、そのまま利
用でき、貯湯タンク内のお湯の温度が低い時には、ボイ
ラーで追い炊きして利用できる。しかも風呂の自動お湯
張り時にも、貯湯タンク内のお湯をボイラーを介して利
用することができる。
【0010】この太陽熱利用給湯システムの運転法とし
ては、貯湯タンク内のお湯の温度によってボイラーを使
うか、使わないかを自動的に切り替える自動運転と、ボ
イラーを使うか、使わないかを人が決めて切り替えるマ
ニュアル運転があるが、特にマニュアル運転時に不具合
が生じることがあった。
【0011】すなわち全自動ボイラーは、本来、供給さ
れた水を炊きあげて所定温度のお湯にするものであるた
め、マニュアル運転時に、貯湯タンクから全自動ボイラ
ーに供給されるお湯の温度が高いと、全自動ボイラーが
最低燃焼しても、かなり高温のお湯になることがあり、
温度コントロールが不可能になったり、全自動ボイラー
が故障することがあった。
【0012】そのため通常は、貯湯タンクのお湯の出口
と全自動ボイラーとの間にミキシングバルブが取り付け
られ、貯湯タンク内のお湯の温度が、全自動ボイラーの
設計上の最高給水温度より高い場合には、ミキシングバ
ルブで水と混合して前記最高給水温度より低くしてから
全自動ボイラーに供給されるようになっているが、お湯
の使い始めにミキシングバルブの応答性の問題で短時間
高温のお湯が全自動ボイラーに供給されることがあり、
またミキシングバルブが故障した時には、高温のお湯が
長時間に亘って全自動ボイラーに供給されるため、全自
動ボイラーも故障することになる。
【0013】本発明の目的は、貯湯タンクのお湯の出口
を、ボイラーの給水口と2次側の両方に接続し、貯湯タ
ンクのお湯の出口とボイラーとの間にミキシングバルブ
が取り付けられたシステムであって、お湯の使い始めの
ミキシングバルブの応答性や、ミキシングバルブの故障
に起因して全自動ボイラーに高温水が流れるのを防止す
ることが可能な太陽熱利用給湯システムを提供すること
である。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽熱利用給湯
システムは、太陽熱集熱器と、熱交換器を内蔵する貯湯
タンクと、太陽熱集熱器の入口と熱交換器の出口を連結
し、途中に循環ポンプとリザーブタンクが取り付けられ
た往き配管と、太陽熱集熱器の出口と熱交換器の入口を
連結する戻り配管と、貯湯タンクに取り付けられた給水
管及び給湯管と、給水管と給水元栓を連結し、途中に減
圧逆止弁が取り付けられた第1の連結管と、給湯管と給
湯栓を連結し、途中に第1の電磁ミキシングバルブ、第
1の温度センサー、電動3方弁が取り付けられた第2の
連結管と、第1の連結管と第2の連結管を連結し、途中
に第2の電磁ミキシングバルブが取り付けられた第3の
連結管と、第1の連結管と第1の電磁ミキシングバルブ
を連結する第4の連結管と、第2の電磁ミキシングバル
ブの混合水の出口と電動3方弁を連結し、途中に第2の
温度センサーとボイラーが取り付けられた第5の連結管
と、第1又は第3の連結管と第5の連結管を連結し、途
中に電磁弁が取り付けられた第6の連結管とを備えてな
り、第2の温度センサーの検知温度が、第2の電磁ミキ
シングバルブの設定温度より高い時には、電磁弁を開け
て第6の連結管から第5の連結管に水を流入させてボイ
ラーに供給し、また第2の温度センサーの検知温度が、
第2の電磁ミキシングバルブの設定温度と同じ時、又は
低い時には、電磁弁を閉じるようにしてなることを特徴
とする。
【0015】
【作用】本発明の太陽熱利用給湯システムを自動運転で
使用すると、貯湯タンク内のお湯の温度に応じて電動3
方弁の切り替えが自動的に行われる。すなわち貯湯タン
ク内のお湯の温度が、電動3方弁の設定温度(例えば4
2℃)より高い時には、貯湯タンクのお湯が第2の連結
管を通り、第1の電磁ミキシングバルブによって水と混
合され、第1の温度センサーによって湯温を検知しなが
ら電動3方弁の設定温度に調整されて出湯される。
【0016】また貯湯タンク内のお湯の温度が、電動3
方弁の設定温度と同じ時、又は低い時には、貯湯タンク
内のお湯が第3の連結管、第5の連結管を通り、第2の
電磁ミキシングバルブ、ボイラーを通して出湯されるこ
とになる。従って、自動運転中は、原則として高温のお
湯がボイラーに供給されることはない。
【0017】一方、本発明の太陽熱利用給湯システムを
マニュアル運転で使用する場合、電動3方弁が、第5の
連結管と第2の連結管を連通するように切り替えた時、
台所や風呂等に取り付けられた給湯栓を開けると、貯湯
タンク内のお湯は、第2の電磁ミキシングバルブからボ
イラーを経由して給湯栓から取り出される。
【0018】貯湯タンク内のお湯を使用しない時には、
第2の電磁ミキシングバルブは、貯湯タンクから出てく
るお湯側が全開になっており、貯湯タンク内のお湯の温
度が高い(例えば45℃)時に、貯湯タンクからお湯が
取り出されると、そのまま第2の電磁ミキシングバルブ
から出ていくが、第2の温度センサーが湯温を検知し、
直ちに電磁弁を開けるため、第6の連結管から第5の連
結管に水が流入し、お湯の温度を下げて(例えば28℃
に)からボイラーに供給されるため、ボイラーの温度コ
ントロールが不可能になったり、故障することがない。
【0019】またボイラーに、専用の風呂追い炊き配管
が取り付けられている場合には、風呂の自動お湯張りや
自動足し湯機能を使うと、電動3方弁とは無関係に貯湯
タンク内のお湯は、第2の電磁ミキシングバルブから第
5の連結管を通り、ボイラーを経由して風呂に供給され
るが、第2の温度センサーが第2の電磁ミキシングバル
ブの設定温度よりも高い湯温を検知した場合、直ちに電
磁弁が開放され、一定量の水が第5の連結管に流入す
る。そして第2の電磁ミキシングバルブから出てくるお
湯の温度が設定温度まで下がると、第2の温度センサー
がこの温度を検知して電磁弁を閉じる。
【0020】さらに第2の電磁ミキシングバルブが故障
し、貯湯タンクから高温のお湯が流れ込んだ場合、第2
の温度センサーが湯温を検知し、電磁弁が開いている時
間が継続するため、この時間の長さによって第2の電磁
ミキシングバルブの故障表示を出すことも可能である。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
【0022】図1は、本発明の太陽熱利用給湯システム
を示す説明図である。
【0023】この太陽熱利用給湯システムは、有効集熱
面積が3.64m2の真空管式太陽熱集熱器10と、熱
交換器11を内蔵する貯湯量0.2m3の貯湯タンク1
2と、真空管式太陽熱集熱器10の入口と熱交換器11
の出口を連結し、途中に115Wの循環ポンプ13とリ
ザーブタンク14が取り付けられた往き配管(例えば保
温付きEPDMゴムホース)15と、真空管式太陽熱集
熱器10の出口と熱交換器11の入口を連結する戻り配
管16を備えている。
【0024】また貯湯タンク12の底部には給水管17
が取り付けられ、貯湯タンク12の天井部には、給湯管
18と温圧弁(設定圧力290kPa/設定温度85
℃)19が取り付けられている。この温圧弁19は、貯
湯タンク12内のお湯の温度と圧力が一定値以上になら
ないようにするための安全装置である。
【0025】給水管17は、第1の連結管20によって
給水元栓21と連結しており、第1の連結管20の途中
には、減圧逆止弁(設定圧力245kPa)22が取り
付けられている。この減圧逆止弁22は、給水圧力が高
い場合、一定の圧力が減圧して貯湯タンク12に過大な
圧力が付加しないようにするための装置である。給湯管
18は、第2の連結管23によって台所や風呂等の給湯
栓24と連結しており、第2の連結管23の途中には、
給湯管18側から第1の電磁ミキシングバルブ25、第
1の温度センサー26、電動3方弁27の順に取り付け
られている。
【0026】第1の連結管20と第2の連結管23と
は、第3の連結管28によって連結され、その途中に
は、第2の電磁ミキシングバルブ29が取り付けられて
いる。第1の連結管20と第1の電磁ミキシングバルブ
25とは、第4の連結管30によって連結されている。
第2の電磁ミキシングバルブ29と電動3方弁27と
は、第5の連結管31によって連結され、この第5の連
結管31の途中には、第2の電磁ミキシングバルブ29
側から第2の温度センサー32、ボイラー33の順に取
り付けられている。
【0027】第1の連結管20と第5の連結管31の第
2の温度センサー32とボイラー33との間には、第6
の連結管34が連結され、第6の連結管34の途中に
は、電磁弁35が取り付けられている。
【0028】尚、ボイラー33の給水口には温度センサ
ー(図示せず)を取り付け、第2の電磁ミキシングバル
ブ29から供給される水温を測定するようにした。
【0029】次にこの太陽熱利用給湯システムの使用例
を説明する。
【0030】水温12℃、貯湯タンク12内の湯温63
℃、第2の電磁ミキシングバルブ29の設定温度30℃
の時、電動3方弁27を第5の連結管31の方向に切り
替え、ボイラー33経由で台所・風呂の給湯栓24を開
けてお湯を取り出した。ボイラー33は全自動タイプの
24号で、給湯設定温度を42℃とした。
【0031】給湯栓24からお湯を出し始めた時、第2
の温度センサー32が約8秒間、31〜53℃の温度を
検知したが、その後、第2の電磁ミキシングバルブ29
の設定温度である30℃になった。お湯を出し始めた直
後に、電磁弁35が作動して第6の連結管34から第5
の連結管31に水が流入し、第2の温度センサー32が
31〜50℃の温度を検知している間も、ボイラー33
の給水口の温度センサーの値は28〜30℃であり、第
2の電磁ミキシングバルブ29の設定温度以下にするこ
とができ、給湯栓24から出てきた湯温も、設定通りの
42℃であった。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明の太陽熱利用給湯シ
ステムは、お湯の使い始めのミキシングバルブの応答性
や、ミキシングバルブの故障に起因する全自動ボイラー
への高温水の流れを防止することができ、全自動ボイラ
ーの設定温度のお湯を供給できるため、全自動ボイラー
が故障したり、高温のお湯によってやけどをする心配が
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽熱利用給湯システムを示す説明図
である。
【符号の説明】
10 真空管式太陽熱集熱器 11 熱交換器 12 貯湯タンク 13 循環ポンプ 14 リザーブタンク 15 往き配管 16 戻り配管 17 給水管 18 給湯管 19 温圧弁 20 第1の連結管 21 給水元栓 23 第2の連通管 24 給湯栓 25 第1の電磁ミキシングバルブ 26 第1の温度センサー 27 電動3方弁 28 第3の連結管 29 第2の電磁ミキシングバルブ 30 第4の連結管 31 第5の連結管 32 第2の温度センサー 33 ボイラー 34 第6の連結管 35 電磁弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽熱集熱器と、熱交換器を内蔵する貯
    湯タンクと、太陽熱集熱器の入口と熱交換器の出口を連
    結し、途中に循環ポンプとリザーブタンクが取り付けら
    れた往き配管と、太陽熱集熱器の出口と熱交換器の入口
    を連結する戻り配管と、貯湯タンクに取り付けられた給
    水管及び給湯管と、給水管と給水元栓を連結し、途中に
    減圧逆止弁が取り付けられた第1の連結管と、給湯管と
    給湯栓を連結し、途中に第1の電磁ミキシングバルブ、
    第1の温度センサー、電動3方弁が取り付けられた第2
    の連結管と、第1の連結管と第2の連結管を連結し、途
    中に第2の電磁ミキシングバルブが取り付けられた第3
    の連結管と、第1の連結管と第1の電磁ミキシングバル
    ブを連結する第4の連結管と、第2の電磁ミキシングバ
    ルブの混合水の出口と電動3方弁を連結し、途中に第2
    の温度センサーとボイラーが取り付けられた第5の連結
    管と、第1又は第3の連結管と第5の連結管を連結し、
    途中に電磁弁が取り付けられた第6の連結管とを備えて
    なり、第2の温度センサーの検知温度が、第2の電磁ミ
    キシングバルブの設定温度より高い時には、電磁弁を開
    けて第6の連結管から第5の連結管に水を流入させてボ
    イラーに供給し、また第2の温度センサーの検知温度が
    第2のミキシングバルブの設定温度と同じ時、又は低い
    時には、電磁弁を閉じるようにしてなることを特徴とす
    る太陽熱利用給湯システム。
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Cited By (6)

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