JP2002162109A - 給湯システム - Google Patents

給湯システム

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JP2002162109A
JP2002162109A JP2000357764A JP2000357764A JP2002162109A JP 2002162109 A JP2002162109 A JP 2002162109A JP 2000357764 A JP2000357764 A JP 2000357764A JP 2000357764 A JP2000357764 A JP 2000357764A JP 2002162109 A JP2002162109 A JP 2002162109A
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JP
Japan
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hot water
storage tank
water storage
heat
radiator
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Application number
JP2000357764A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Ishii
徹哉 石井
Original Assignee
Sekisui Chem Co Ltd
積水化学工業株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートポンプと太陽熱集熱器を組合せた給湯
システムであって、太陽熱集熱効率の高い給湯システム
を提供する。 【解決手段】 給湯システム10の貯湯タンク20の下
側部に放熱器31を設け、この放熱器31と太陽熱集熱
器30との間で熱媒を循環させ、集熱器30で集熱した
太陽熱が放熱器31で貯湯タンク20の水に与えられる
ようにする。また、貯湯タンク20の水を流通路23に
よってヒートポンプ40に導き、加熱したうえで、貯湯
タンク20の上側部に戻すようにする。上記流通路23
の上流端は、貯湯タンク20の下側部の放熱器31より
上側に配する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートポンプと
太陽熱集熱器で湯を沸して貯湯タンクに溜める給湯シス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、特開平3−211359号公報
には、給湯用の水を貯湯タンクの下側部からヒートポン
プに導き、このヒートポンプで加熱した後、貯湯タンク
の上側部に戻すヒートポンプ利用給湯システムが記載さ
れている。また、貯湯タンクの下側部に伝熱管からなる
放熱器を設け、この放熱器と太陽熱集熱器との間で熱媒
を循環させ、集熱器で集めた太陽熱を放熱器で貯湯タン
クの水に与えて温めるようにした太陽熱利用給湯システ
ムも公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記ヒートポンプと集
熱器を組合せた給湯システムを構築すれば、昼間は集熱
器を稼動させ、夜間はヒートポンプを稼動させる等によ
り、十分な湯量を確保しながら省エネルギーを図ること
ができる。しかし、夜間にヒートポンプで貯湯タンクの
全体を温めると、昼間の太陽熱集熱効率が低下してしま
う。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
解決するために提案されたものであり、給湯に供される
べき水を蓄える貯湯タンクと、太陽熱を集熱する集熱器
と、この集熱器に熱的に接続されるとともに、上記貯湯
タンク内の下側部に収容され、上記集熱器から送られた
太陽熱を上記水に与える放熱器と、ヒートポンプと、上
記水を上記貯湯タンクの下側部から取り出し、上記ヒー
トポンプを通過させて加熱させた後、上記貯湯タンクの
上側部に送る流通路とを備え、上記流通路の上流端が、
上記貯湯タンクにおける上記放熱器より上側に配されて
いることを特徴とする。ここで、上記流通路の上流端
は、上記貯湯タンクの下側部であれば中央付近に配され
ていてもよい。
【0005】上記貯湯タンクの周壁が円筒形状をなして
おり、この周壁の下側部の上記放熱器より上側に、上記
流通路を構成する管の上流端が接続されていてもよい。
上記貯湯タンクの平板状をなす上板又は下板に、上記流
通路を構成する管の中途部が接続され、この管の上記接
続部より上流側が、上記貯湯タンクの内部に垂直に収容
されていてもよい。ここで、「平板状」とは、平らに近
い球面形状も含む。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に
係る給湯システム10を示したものである。このシステ
ム10は、貯湯タンク20と、太陽熱集熱器30と、ヒ
ートポンプ40とを備えている。貯湯タンク20は、円
筒形状をなす周壁20aを有して上下に延びている。貯
湯タンク20の下板20cには、給水管21が接続され
ている。この給水管21から供給された水で貯湯タンク
20内が満たされている。後述するように、この水は、
貯湯タンク20の上側部では熱湯になっている。この熱
湯が、貯湯タンク20の上板20bに接続された給湯管
22を伝って給湯に供される。なお、給水管21は、貯
湯タンク20の周壁20aの下側部に接続されていても
よい。給湯管22は、周壁20aの上側部に接続されて
いてもよい。
【0007】貯湯タンク20内の下側部には、伝熱管か
らなる放熱器31が収容されている。この放熱器31と
上記集熱器30とが、往路32及び復路33で接続され
ている。復路33には、ポンプ34が設けられている。
このポンプ34により、ブライン等の熱媒が、集熱器3
0、往路32、放熱器31、及び復路33の順に循環さ
れるようになっている(放熱器31が、集熱器30と熱
的に接続されている。)。熱媒は、集熱器30を通過す
る過程で集熱器30で集熱された太陽熱を受け取り、放
熱器31を通過する過程で貯湯タンク20の水に放熱す
る。
【0008】ヒートポンプ40は、冷媒が循環する冷媒
回路41を備えている。この冷媒回路41に、圧縮機4
2、凝縮器43、膨張弁44、及び蒸発器45が設けら
れている。冷媒は、圧縮機41で断熱圧縮されて凝縮器
43に圧送される。そして、凝縮器43で凝縮、液化
し、放熱する。次に、膨張弁44で断熱膨張される。そ
の後、蒸発器45で蒸発、気化し、外気から採熱する。
【0009】さらに、給湯システム10には、貯湯タン
ク20の水を通す流通路23が設けられている。流通路
23には、ポンプ24と受熱部25とが設けられてい
る。受熱部25は、ヒートポンプ40の凝縮器43と共
に熱交換器11を構成している。この熱交換器11にお
いて、凝縮器43からの放熱が、受熱部25を通過中の
水に渡され、水が加熱される。
【0010】流通路23の下流端は、貯湯タンク20の
上側部に連なっている。一方、流通路23の上流端は、
貯湯タンク20の下側部に連なっている。しかも、上記
放熱器31より上側に配されている。さらに詳述する
と、貯湯タンク20の周壁20aの下側部の放熱器31
より少し上の位置に、流通路23を構成する管の上流端
が接続されている。
【0011】作用を説明する。給湯システム10では、
ヒートポンプ40は主として電気料金が安い夜間(深
夜)に稼動され、昼間の晴天時には集熱器30が稼動さ
れる。すなわち、夜間には、ヒートポンプ40の圧縮機
42と流通路23のポンプ24とが駆動される。これに
よって、貯湯タンク20内の放熱器31の上側付近の水
が、流通路23に取り込まれる。この水は、ヒートポン
プ40の凝縮器43によって加熱された後、貯湯タンク
20の上側部に送られる。したがって、貯湯タンク20
には、放熱器31より上側にだけ熱湯が溜まり、そこよ
り下の放熱器31の周囲では水が低温のまま維持され
る。これによって、明くる日の集熱器30の稼動(ポン
プ34の駆動)時に、放熱器31から水への熱の受け渡
しが良好になり、水を効率良く温めることができる。し
かも、熱媒が放熱器31での放熱によって低温になり、
その状態で集熱器30に入るので、集熱器30での太陽
熱の集熱効率を高くすることができる。
【0012】流通路23を構成する管の上流端が、貯湯
タンク20の周壁20aに接続されているので、管の長
さを短くでき、振動にも強くなる。
【0013】次に、本発明の第2実施形態を図2にした
がって説明する。この実施形態において上記第1実施形
態と共通する構成に関しては、図面に同一符号を付して
説明を省略する。
【0014】図2に示すように、第2実施形態では、流
通路23を構成する管の中途部が、貯湯タンク20の平
板状の下板20cに接続されている。この接続部より上
流側の上記管が、貯湯タンク20の内部に上に延びるよ
うにして垂直に収容され、その上流端が、放熱器31の
少し上に位置されている。この実施形態によれば、管を
平板状の下板20cに接続するものであるので、この接
続部の加工組立てが容易である。
【0015】本発明は、上記実施形態に限定されず、種
々の形態を採用可能である。例えば、第2実施形態にお
いて、流通路23を構成する管の中途部を平板状の上板
20bに接続し、この接続部より上流側の上記管を貯湯
タンク20の内部に下に延びるようにして垂直に収容
し、その上流端を放熱器31の少し上に位置させてもよ
い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヒートポンプによって貯湯タンクの放熱器より上側の水
だけを加熱して熱湯にし、放熱器の周囲の水は低温に維
持することができる。これによって、集熱器の稼動時
に、放熱器から水へ良好に放熱させることができ、ひい
ては、集熱器に入る熱媒を低温にして太陽熱集熱効率を
高くすることができる。
【0017】貯湯タンクの周壁を円筒形状にすることに
よって内部の水圧に対する強度を高めることができる。
この周壁に、流通路を構成する管の上流端を接続するこ
とによって、管の長さを短くでき、耐振動性も高めるこ
とができる。
【0018】貯湯タンクの平板状の上板又は下板に、流
通路を構成する管の中途部を接続することにすれば、こ
の接続部の加工組立てを容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る給湯システムの回
路構成図である。
【図2】本発明の第2実施形態に係る給湯システムの回
路構成図である。
【符号の説明】
10 給湯システム 20 貯湯タンク 20a 周壁 20b 上板 20c 下板 23 流通路 30 太陽熱集熱器 31 放熱器 40 ヒートポンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)給湯に供されるべき水を蓄える貯湯
    タンクと、(b)太陽熱を集熱する集熱器と、(c)こ
    の集熱器に熱的に接続されるとともに、上記貯湯タンク
    内の下側部に収容され、上記集熱器から送られた太陽熱
    を上記水に与える放熱器と、(d)ヒートポンプと、
    (e)上記水を上記貯湯タンクの下側部から取り出し、
    上記ヒートポンプを通過させて加熱させた後、上記貯湯
    タンクの上側部に送る流通路とを備え、上記流通路の上
    流端が、上記貯湯タンクにおける上記放熱器より上側に
    配されていることを特徴とする給湯システム。
  2. 【請求項2】 上記貯湯タンクの周壁が円筒形状をなし
    ており、この周壁の下側部における上記放熱器より上側
    に、上記流通路を構成する管の上流端が接続されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の給湯システム。
  3. 【請求項3】 上記貯湯タンクの平板状をなす上板又は
    下板に、上記流通路を構成する管の中途部が接続され、
    この管の上記接続部より上流側が、上記貯湯タンクの内
    部に垂直に収容されていることを特徴とする請求項1に
    記載の給湯システム。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040728