JP2002139248A

JP2002139248A - 太陽熱給湯機

Info

Publication number: JP2002139248A
Application number: JP2000334087A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shinozaki; 浩篠崎; Hirofumi Ishida; 浩文石田; Naotoshi Inoue; 直稔井上; Satoshi Ichinei; 智市根井
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】太陽熱給湯機と補助熱源機を組合せて使用する
際に生じる使用者の手間を軽減し、かつ、使用者が所望
する給湯温度で給湯を可能とし、どのような給湯機にも
接続可能で、貯湯タンク内の湯を有効利用できる太陽熱
給湯機を提供すること。【解決手段】太陽熱給湯機１と補助熱源機１７からなる
システムであって、本体外の補助熱源機水入口に接続す
る電動湯水混合弁５、本体外の補助熱源機水出口に接続
する電動湯水混合弁２０、本体外に給湯する給湯継手と
接続する電動湯水混合弁４、これら前記三台の電動湯水
混合弁を太陽熱給湯機本体に設けたコントローラ３によ
り、これら給湯経路の切替と湯水混合弁における温度調
節を自在に行う太陽熱給湯機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱給湯機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来の太陽熱集熱器１と太陽熱給
湯機の構成を図３、図４を用いて説明する。太陽熱給湯
機の構造は、太陽熱集熱器１を１面以上設置し、貯湯タ
ンク９を循環通路１０で結び、熱媒体を太陽熱集熱器
１、循環通路１０、貯湯タンク９内の熱交換器１１に充
填して循環ポンプ１２で循環して、太陽熱集熱器１で温
め、これを貯湯タンク９内の熱交換器１１から補助タン
ク１９へ戻し、熱交換器１１によって熱交換し貯湯タン
ク９内の水を温水化するものである。また、本体２の給
水経路としては、上水道を貯湯槽の給水継手１３に直接
接続して、給水パイプ１４を経て貯湯タンク９に充填
し、太陽熱により温水化した後、使用時には上水道の圧
力により給湯パイプ１５を経て給湯継手１６より配出さ
れる。また、一般的には太陽熱給湯機と別付の補助熱源
機１７を接続し、日射量の少ない雨天や冬期の温水温度
が十分に上がらない場合等は、この補助熱源機１７によ
り補助加熱した後、各給湯栓、浴槽等に給湯される。

【０００３】補助熱源機１７との接続は、図３に示すよ
うに、補助熱源機１７の給湯出口と太陽熱給湯機本体２
の給湯出口において、切替三方弁２１により合流させ、
切替えを可能とする給湯配管が多い。この時、使用者は
使用温度により前記切替三方弁２１を手動により操作
し、給湯経路を選択する。また、補助熱源機１７が全自
動給湯機、特に浴槽への自動注湯するような機器である
場合には、高温の湯を直接補助熱源機１７に流入させる
と、使用者の設定した温度より高い温度の湯が浴槽に張
られる恐れがあるために、図４に示すような恒温湯水混
合弁２２を使用し、予め貯湯タンク９内の温水と給水配
管２４から供給される冷水とを混合し、温度を下げてか
ら補助熱源機１７に入水させる配管方法もある。一方、
太陽熱給湯機の集熱運転制御は、本体２内の貯湯タンク
９の下部に設けられた温度検知器１８ａと太陽熱集熱器
１内に設けられた温度検知器１８ｂの温度差が一定値以
上になった場合に循環ポンプ１２の運転を行い熱媒体を
循環させることで集熱運転を行い、両温度検知器の温度
差が一定値以下になった場合に循環ポンプ１２を停止し
集熱運転を終了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示した
ような従来方式では、太陽熱給湯機本体２から給湯され
る温水は、貯湯タンク９内で沸き上げられたままの温水
を給湯するため、使用者は手元の給湯栓において、湯と
冷水を混ぜて所望する温度にするという手間が生じてい
た。また、使用者は季節や天候により切替三方弁２１を
手動にて切替えるといった作業を必要としていた。一
方、補助熱源機１７が浴槽に自動注湯する機構を備えた
全自動給湯機の場合には、図４に示すように、恒温湯水
混合弁２２の接続が必要となり、貯湯タンク９内の温水
を全て恒温湯水混合弁２２を通過させるため、夏期等は
温水が余り、全て有効利用ができないという問題があ
る。本発明は、太陽熱給湯機と補助熱源機を組合せて使
用する際に生じる使用者の手間を軽減し、かつ、使用者
が所望する給湯温度で給湯を可能とし、どのような給湯
機にも接続可能で、貯湯タンク内の湯を有効利用できる
太陽熱給湯機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のことを
特徴とする。（１）太陽熱集熱器と本体からなり、太陽熱集熱器と本
体は熱媒体を循環させるための二本の循環通路で連結さ
れ、前記本体内部には熱交換器と温度検知器を具備した
貯湯タンクと熱媒体を太陽熱集熱器に供給する循環ポン
プ及び熱媒体を貯留する補助タンクからなる太陽熱給湯
機と補助熱源機からなるシステムであって、本体内の給
水通路の構造として、本体に給水する給水接続口から、
一方は貯湯タンクに給水する給水管とこれを更に二本に
分岐して、一本は、本体外の補助熱源機水入口に接続す
る電動湯水混合弁に接続し、もう一本は、本体外の補助
熱源機水出口に接続する電動湯水混合弁に接続し、一
方、給湯経路としては、貯湯タンクの出口通路を二本に
分岐し、一本は前記本体外の補助熱源機水入口に接続す
る電動湯水混合弁に接続し、本体外の補助熱源機に給水
し、もう一本は、本体外に給湯する給湯継手と接続する
電動湯水混合弁へ接続し、前記本体外の補助熱源機水出
口に接続する電動湯水混合弁の出口に接続し、これら前
記三台の電動湯水混合弁に接続することで、太陽熱給湯
機本体に設けたコントローラにより、これら給湯経路の
切替と湯水混合弁における温度調節を自在に行う太陽熱
給湯機。（２）コントローラを、有線の外部リモコンにより制御
する（１）に記載の太陽熱給湯機。（３）コントローラを、無線の外部リモコンにより制御
する（１）に記載の太陽熱給湯機。

【０００６】本発明は、図１、図２に示すように、太陽
熱集熱器１と本体２と補助熱源機１７とからなる太陽熱
給湯システムであって、前記本体２内部に熱交換器１１
を有した貯湯タンク９を設け、熱交換器１１と太陽熱集
熱器１を熱媒体を充填した循環パイプ１０により接続
し、循環経路上には熱媒体を循環させるための循環ポン
プ１２を有し、日射量がある場合は本体２内に有するコ
ントローラ３により集熱運転するものである。また、本
体２には給水給湯のための継手を有し、給水経路として
は前記給水継手１３から給水通路を通り貯湯タンク９に
給水する一方、給水通路を二本に分岐し、一本は、補助
熱源機１７水入口に接続する二次電動湯水混合弁５に接
続し、もう一本は、補助熱源機１７水出口に接続する三
次電動湯水混合弁２０に接続する。一方、給湯経路とし
ては、貯湯タンク９の出口通路を二方に分岐し、一方は
前記二次電動湯水混合弁５に接続し、貯湯タンク９から
得られる温水と給水からの水を混合して自在に温度調節
を可能とし、二次給湯継手８から補助熱源機１７に給水
する。もう一方は、本体外に給湯する一次給湯継手７に
接続する一次電動湯水混合弁４へ接続し、ここでも給湯
する温度を自在に調節できるようにする。この一次電動
湯水混合弁４は、補助熱源機１７の水出口に接続する二
次給水継手３２に接続する三次電動湯水混合弁２０の出
口側に接続し、ここでも給湯する温度を自在に調節でき
るようにする。これにより、本体２には給水のための継
手２つと給湯のための２つの継手を有することになる。
また、貯湯タンク９には１個または複数個の温度検知器
１８ｃを設置し、湯温を検知することで、高温時には、
貯湯タンク９からタンク出口パイプ１５を経由して流れ
る温水と、給水パイプ１４から三次電動湯水混合弁２０
を経由して一次電動湯水混合弁４に給水する冷水を、一
次電動湯水混合弁４で混合して一次給湯継手７より給湯
し、低温時には、貯湯タンク９からタンク出口パイプ１
５を経由し二次電動混合弁５に流れる温水と、給水パイ
プ１４から二次電動混合弁５に流れる冷水を二次電動混
合弁５で混合し、混合された水は前記二次電動混合弁５
下流の二次給湯継手８を経由し、補助熱源機１７の水入
口に入水して補助熱源機１７で再加熱された温水と、給
水パイプ１４から給水される冷水を三次電動湯水混合弁
２０で混合温調した温水を、前記三次電動湯水混合弁２
０側から一次給湯継手７側にのみ流れるように通路切替
された一次電動湯水弁４より給湯する。これらの制御は
本体内のコントローラ３により制御する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明においては、本体２内に二
次電動湯水混合弁５を内蔵して貯湯タンク９内の湯を所
定の温度まで下げることができるために、自動注湯を行
う補助熱源機１７にも接続する際に有用である。また、
一次電動湯水混合弁４と三次電動湯水混合弁２０により
補助熱源機１７の自動注湯の動作中、停止中にかかわら
ず湯を適温にして給湯することが可能である。また、補
助熱源機１７を使用しない場合には、三次電動湯水混合
弁２０を給水パイプ１４から一次電動湯水混合弁４側に
のみ流れるように切替え、貯湯タンク９からの湯と、三
次電動湯水混合弁２０からの水を一次電動湯水混合弁４
で適温にして給湯することが可能である。これらの切替
を自動で切替えるため、手動にて切替える必要がない。
尚、補助熱源機１７には具体的に石油、ガス及び電気を
利用したものが可能である。

【０００８】本発明に用いる熱媒体は、冬期における凍
結破損を防止するために不凍液が使用される。好適に
は、プロピレングリコール、エチレングリコール水溶液
を用いる。本発明で用いる電動湯水混合弁は、図６に示
す温度検知２３と連続する電動の混合弁を好適に用い
る。図６を用いて説明するとモータで弁体２５を上下に
駆動させ弁体の開閉度により、湯と水の混合比を調節す
るものである。（ａ）においては湯側を全閉状態にした
図を示し、（ｂ）においては水側を全開状態にした図と
なっており、混合水側に設けられた温度検知２３の温度
をフィードバックし、コントローラ３により開度調節す
るものである。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
１は、本発明の１実施例を示す概略図である。貯湯タン
ク９には太陽熱集熱器１に接続された循環パイプ１０と
熱交換器１１が設置されている。この時、前記循環パイ
プ１０に充填されたプロピレングリコール水溶液が熱媒
体となって、貯湯タンク９内の水を温めるようになって
いる、尚、本実施例では、熱媒体を充填させるために循
環パイプに補助タンク１９を設置している。貯湯タンク
９への給水は、給水継手１３より給水パイプ１４を通し
て行われ、貯湯タンク９からの出湯はタンク出口パイプ
１５によって行われる。給水パイプ１４はその途中にお
いて、貯湯タンク９へ給水されるパイプと二次電動湯水
混合弁５と三次電動湯水混合弁２０に給水するパイプに
分かれる。また、前記タンク出口パイプ１５はその途中
において、一次電動湯水混合弁４と二次電動湯水混合弁
５に接続する。更に、三次電動湯水混合弁２０の下流の
給湯パイプ６においては三次電動湯水混合弁２０と一次
電動湯水混合弁４が接続されている。即ち、貯湯タンク
９からタンク出口パイプ１５を介す温水と、給水パイプ
１４から給水される三次電動湯水混合弁２０を前記給水
側全開にして流れる冷水を、一次電動湯水混合弁４によ
り適温調整され、補助熱源機１７を経由せず出湯させる
ルートと、貯湯タンク９内の温水を二次電動湯水混合弁
５にて冷水と混合させ適温恒温にした後に補助熱源機１
７にて再加熱した後、更に三次電動湯水混合弁２０にて
適温調整されたルートを形成するが、三次電動湯水混合
弁２０の役割は、ルートの切替と適温調整することにあ
る。次に、切替の制御について説明すると、給水継手１
３から入水した水は、貯湯タンク９において太陽熱によ
り温められ、その温度が所望温度以上である場合には、
一次電動湯水混合弁４により所望温度にした後、給湯栓
により出湯する。貯湯タンク９にて所望温度に達しなか
った場合には、一次電動湯水混合弁４を補助熱源機１７
側に切替え、即ち、貯湯タンク９側から給湯される水通
路を塞ぎ、二次電動湯水混合弁５から二次給湯継手８を
介して適温恒温にした後、補助熱源機１７へ流入させ、
補助熱源機１７にて所望温度に温めた後、三次電動湯水
混合弁２０を二次給水継手３２から一次電動湯水混合弁
４側のみに切替え、前記一次電動湯水混合弁４を介し一
次給湯継手７を経由し給湯栓から出湯させる。一次電動
湯水混合弁４と三次電動湯水混合弁２０の制御は、貯湯
タンク９に設置した温度検知器１８ｃからの情報をコン
トローラ３に伝え、該コントローラ３の司令により温度
調整及び切替えしている。調整する温度は、使用者が適
宜所望する温度をコントローラ３に入力することにより
決定される。即ち、この所望する温度と一次電動湯水混
合弁４と三次電動湯水混合弁２０を通じて給湯される温
度は一致することになる。また、二次電動湯水混合弁５
は、補助熱源機に自動注湯装置を内蔵する給湯機に必要
な物であり、自動注湯にて設定した温度以上に貯湯タン
ク９にて水が温められた場合に、この二次電動湯水混合
弁５にて冷水と混合し、設定温度以下にして補助熱源機
１７に流入させる役目を果たしている。図２は、図１に
て説明した太陽熱給湯機にリモコンを設置したものであ
る。図７に示すリモコン２９は、貯湯タンク９内の温水
温度を表示部２６で表示すると共に、上げる下げるスイ
ッチ３０により、給湯温度の設定も該表示部２６を基に
行うものである。また、運転切替えイッチ２７により一
次電動湯水混合弁４及び三次電動湯水混合弁２０の切替
えを前述したように自動で切替える場合と、ソーラまた
は給湯器のいづれかに強制的に切替えることができ、点
灯部３１にそのモード状態を示すように点灯表示したも
のである。これにより、一次電動湯水混合弁４及び三次
電動湯水混合弁２０の切替を遠隔操作できるようにして
いる。

【００１０】

【発明の効果】本発明は、以上に述べてきたような構成
により、貯湯タンク９内の温水温度によって、太陽熱給
湯と補助熱源機１７を使用した給湯とを自動で切替える
ことで、使用者は所望する温度の湯をシステムから得る
ことが可能となった。また、補助熱源機１７としては全
自動注湯の給湯機をシステムに組込むことも可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図３】従来例を示すブロック図である。

【図４】他の従来例を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施例に用いた電動湯水混合弁の簡略
断面図である。

【図６】本発明の他の実施例に用いたリモコンの上面図
である。

【符号の説明】

１．太陽熱集熱器２．本体３．コントローラ４．一次電動
湯水混合弁５．二次電動湯水混合弁６．給湯パイ
プ７．一次給湯継手８．二次給湯
継手９．貯湯タンク１０．循環パ
イプ１１．熱交換器１２．循環ポ
ンプ１３．給水継手１４．給水パ
イプ１５．タンク出口パイプ１６．給湯継
手１７．補助熱源機１８ａ．温度
検知器１８ｂ．温度検知器１８ｃ．温度
検知器１９．補助タンク２０．三次電
動湯水混合弁２１．三方切替弁２２．恒温湯
水混合弁２３．温度検知器２４．給水管２５．弁体２６．表示部２７．運転切替スイッチ２９．リモコ
ン３０．上げる下げるスイッチ３１．点灯部３２．二次給水継手

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市根井智茨城県下館市大字下江連1250番地日立化成工業株式会社結城事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽熱集熱器と本体からなり、太陽熱集熱
器と本体は熱媒体を循環させるための二本の循環通路で
連結され、前記本体内部には熱交換器と温度検知器を具
備した貯湯タンクと熱媒体を太陽熱集熱器に供給する循
環ポンプ及び熱媒体を貯留する補助タンクからなる太陽
熱給湯機と補助熱源機からなるシステムであって、本体
内の給水通路の構造として、本体に給水する給水接続口
から、一方は貯湯タンクに給水する給水管とこれを更に
二本に分岐して、一本は、本体外の補助熱源機水入口に
接続する電動湯水混合弁に接続し、もう一本は、本体外
の補助熱源機水出口に接続する電動湯水混合弁に接続
し、一方、給湯経路としては、貯湯タンクの出口通路を
二本に分岐し、一本は前記本体外の補助熱源機水入口に
接続する電動湯水混合弁に接続し、本体外の補助熱源機
に給水し、もう一本は、本体外に給湯する給湯継手と接
続する電動湯水混合弁へ接続し、前記本体外の補助熱源
機水出口に接続する電動湯水混合弁の出口に接続し、こ
れら前記三台の電動湯水混合弁に接続することで、太陽
熱給湯機本体に設けたコントローラにより、これら給湯
経路の切替と湯水混合弁における温度調節を自在に行う
太陽熱給湯機。
【請求項２】コントローラを、有線の外部リモコンによ
り制御する請求項１に記載の太陽熱給湯機。
【請求項３】コントローラを、無線の外部リモコンによ
り制御する請求項１に記載の太陽熱給湯機。