JP2003194402A - 太陽熱利用給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ソーラー給湯装置の温水を浴槽へ湯張りする
場合、適温・適量の湯を浴槽へ出湯させる給湯装置を提
供すること。 【解決手段】 集熱器１の熱により缶体７の水を加熱す
るようにした太陽熱利用給湯装置Ｓ１であって、缶体７
と浴槽１９の給湯栓１７との間に接続された給湯管に、
給水した水を混合させる温度調整バルブ１１を設けると
ともに、温度調整バルブ１１の下流側に流量検出センサ
１６を設け、かつ流量検出センサ１６の下流側に流量検
出センサ１６の検出状態により開閉する止水バルブ１８
を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、太陽エネルギーを
利用して熱媒の温度を高め、これを利用して給湯を行う
太陽熱利用給湯装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３に示すように、強制循環型ソーラー
給湯装置Ｊは、集熱器１、貯湯漕２、循環配管３、及び
数個のバルブを備えている。ここで、熱媒は循環ポンプ
４により太陽エネルギーを利用する太陽熱集熱器（以
下、集熱器という）１と貯湯槽２との間に接続された循
環配管３の往き管３ａから集熱器１に送られ、集熱器１
内で加熱された後、戻り管３ｂを通り、貯湯槽２内に設
けられた熱交換器５において、貯湯槽２内の貯湯タンク
である缶体７中の水を加熱する。缶体７中の温水は給湯
配管９から取り出され、給湯用温度調整バルブ１１で給
水配管１０の水と混合することにより設定温度に調整さ
れて給湯に利用される。 【０００３】この出湯にあたっては、給水配管１０から
引き込んだ水と缶体７中の温水を適当に混合させ、出湯
温度を制御できるように給湯用温度調整バルブ１１が、
モータ等を作動させることで出湯温度の調整を行うこと
ができるように、制御基板１３により制御される。この
出湯温度などの設定は、遠隔操作用のコントローラー１
４により設定できるようにしたものもある。 【０００４】なお、集熱器１だけでは必要とする熱量を
確保できない場合もあるので、ガス給湯器や石油給湯器
などのようなボイラー８を併用し、貯湯漕２の温水がな
くなれば、切換えバルブ１５によりボイラー８からの給
湯に切換えるのが一般的である。 【０００５】このとき、ボイラー８の入水側に貯湯漕２
の温水が流せるようにしてボイラー８の出湯口から貯湯
漕２の温水を流し込めるものもある。この場合、貯湯漕
２とボイラー８の給湯経路切換えを行なわずに済む。ま
た、缶体７中の温水の温度が設定温度よりも低ければ、
貯湯漕２内の温水をボイラー８に入水し、ボイラー８に
て加熱して設定温度の温水を出湯することができる。 【０００６】一方、ボイラーの給水側に高温の温水が入
るとボイラーの加熱部が故障することがあるので、その
場合はボイラー入水用温度調整バルブ１２により給水配
管１０の水と混合させ、ボイラー８の給水側温度を３０
〜３５℃に温度調整してからボイラー８に入水する方法
がとられている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上述した給湯システム
のように、缶体７の内部で加熱された温水を給水配管１
０から引き込んだ水と混合して給湯栓１７より給湯する
場合、貯湯漕２内の温水の温度によって混合する水の量
がかわるので、出湯できる容量は日々違ってくる。この
ため、たとえ貯湯漕内の残量が表示されるような機構が
あったとしても、浴槽１９に温水を溜める時は定期的に
状態を浴槽の状態を確認しなくてはならず、台所での作
業と重なりあったりして、湯張り中である事を忘れてし
まい、浴槽１９が満水状態になったり溢れ出たりすると
いった問題が生じる。このため、浴槽１９の温水を溜め
る時に定量で自動的に止められる対策が望まれる。 【０００８】そこで、浴槽１９への定量湯張りが可能な
全自動タイプ（自動湯張り機能付き）のボイラーを使用
することが考えられる。これにより、缶体７内の温水温
度や混合する水の量が変っても、浴槽１９の容量以上に
給湯されることがなく適量な湯張りで自動停止が可能で
ある。 【０００９】しかしながら、ソーラー給湯装置と全自動
タイプのボイラーを組合せて湯張りした場合、ソーラー
給湯装置の温水の有効利用が阻害されてしまう事にな
る。例えば、全自動タイプのボイラーは入水温度よりも
出湯温度を下げる制御は行なえないので、湯張り温度の
調整をするためには入水温度を３０〜３５℃以下に押さ
えなくてはならない。よって、ソーラー給湯装置に高温
の湯が溜まっていてもその温度を浴槽への湯張り温度以
下に一旦下げてからボイラーで加温する必要があるた
め、貯湯漕の温水が高温であるほど温水を使い切らずに
終わる確率が高くなる。即ち、湯張りに必要な湯量があ
るにも係わらず、その一部しか採用できず、しかも一旦
下げた温水温度を再度ボイラーで設定された出湯温度に
まで加熱するために燃料を消費する事になり非経済的で
ある。また、使い切らずに貯湯漕内に残った温水は後日
の使用に廻すことができるが、次の日も使い切れなけれ
ばやはり燃料を消費することになり非経済的である。 【００１０】また、ソーラー給湯装置の温水を直接入水
することのできるボイラーを採用しても、ボイラーでの
温度調整はできないので熱湯が浴槽に溜り、火傷等の大
きな問題となる。 【００１１】そこで本発明は、上述の諸問題に鑑み案出
されたものであって、従来のソーラー給湯装置における
温水を浴槽湯張り温度に調整する機能を有し、浴槽の溢
れ出しを防ぎ、所定の湯量にて湯張りを停止できる太陽
熱利用給湯装置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の太陽熱利用給湯装置は、太陽熱集熱器の熱
により貯湯タンクの水を加熱するようにした太陽熱利用
給湯装置であって、前記貯湯タンクと浴槽の給湯栓との
間に接続された給湯管に、給水した水を混合させる温度
調整バルブを設けるとともに、該温度調整バルブの下流
側に流量検出センサを設け、かつ該流量検出センサの下
流側に該流量検出センサの検出状態により開閉する止水
バルブを設けたことを特徴とする。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る太陽熱利用
給湯装置の実施形態について、模式的に図示した図面に
基づき詳細に説明する。なお、既に説明した同様な部材
には同一符号を付すものとし重複した説明をしないもの
とする。 【００１４】図１に太陽熱利用給湯装置の構成例を示
す。太陽熱利用給湯装置Ｓ１は、貯湯槽２と加熱手段で
ある集熱器１との間に循環配管３（往き管３ａ、戻り管
３ｂ）を接続し、循環配管３内の熱媒を循環させる循環
ポンプ４を配設して構成される。 【００１５】ここで、熱媒は、一般に、プロピレングリ
コールを主成分とし、配管に使用される鉄・銅などの金
属に対する防錆剤と色素、水とを混合させた不凍液が使
用される。また、循環ポンプ４は主として循環配管３の
往き管３ａ側に配置される。 【００１６】太陽熱集熱器である集熱器１で暖められた
熱媒は、貯湯タンクである缶体７内の熱交換器５で熱交
換され、缶体７の水を温水にするように缶体７と集熱器
１との間で循環する。 【００１７】缶体７と浴槽１９の給湯栓１７との間に接
続された給湯管に、給水した水を混合させる給湯用温度
調整バルブ１１を設けている。すなわち、給湯配管９と
給水配管１０の延長配管１０aは給湯用温度調整バルブ
１１に接続される。給湯用温度調整バルブ１１の出口部
には、流量検出センサである流量カウンター１６が取り
付けられており、制御基板１３に流量データーを送信し
ている。流量カウンター１６の下流側には流量カウンタ
ー１６の検出状態により開閉し、出湯を止めるための止
水バルブ１８が浴槽１９の給湯栓１７の手前に取り付け
られており、制御基板１３からの信号により出湯を停止
させるように構成されている。なお、止水バルブ１８は
電気式で動作する電動二方バルブあるいは電磁バルブ等
が一般的である。また、流量カウンタ１６は差圧式、タ
ービン式、ターゲット式等の各種の流量計が適用可能で
ある。 【００１８】かくして、本実施形態によれば、缶体内の
温水を任意に設定した温度で出湯でき、かつ出湯流量を
検知できるようにし、浴槽への適量・適温湯張りができ
る構造としたので、缶体内の温水を浴槽へ湯張りすると
きに、定期的に状態を確認する必要なく所定量の温水を
設定温度以内で浴槽に溜める事ができ、定期的な確認の
要による行動の束縛や、浴槽の満水や溢れといったトラ
ブルが解消される。また操作も至極簡単となる。 【００１９】次に、ボイラーを組合せた構成を例にとり
図２に基づいて説明する。 【００２０】給湯配管９と給水配管１０の延長配管１０
aを給湯用温度調整バルブ１１に接続し、給湯用温度調
整バルブ１１の出口部に第１流量カウンター１６Ａを設
けているが、これと同様にして、ボイラー入水用温度調
整バルブ１２を給水配管１０の延長配管１０aに接続
し、このボイラー入水用温度調整バルブ１２の出口部に
第２流量カウンター１６Ｂを設ける。この第２流量カウ
ンター１６Ｂからボイラー８の入水口へ接続され、ボイ
ラー８出湯口には切換バルブ１５を設ける。切換えバル
ブ１５には第１流量カウンター１６Ａからの出湯側が接
続されており、ソーラー（集熱器１による加熱）の温水
を使用するか、ボイラー８で加温した温水を使用するか
を使い分けることができる。 【００２１】この切換バルブ１５は、電気式の電動三方
バルブが一般的で、切換はユーザーが設定した温度で自
動的に行うようにしてもよい。切換バルブ１５の下流に
は出湯を停止するための止水バルブ１８が設けられてお
り、給湯栓１７に接続されている。止水バルブ１８は、
第１流量カウンター１６Ａ、第２流量カウンター１６Ｂ
から送られる流量データーを基に制御基板１３が信号を
出すことにより出湯を停止する。 【００２２】以下、動作について説明する。貯湯槽２の
缶体７内の温水が浴槽に湯張りするのに十分な場合は、
給湯用温度調整バルブ１１より浴槽に湯張りされ、所定
量の積算流量に達したことを流量カウンター１６Ａから
の流量データーにより制御基板１３が判定すると、止水
バルブ１８に信号を送り出湯を停止する。 【００２３】ソーラーによる温水が天候の状態が悪く、
浴槽１７に湯張りに適さない低温の場合、もしくは台所
や洗面所など他での出湯が多く残量が十分でない場合に
は、湯はボイラー入水用温度調整バルブ１２を通り、ボ
イラー８で加温され浴槽１９に湯張りする。そして、所
定量の積算流量に達したことを流量カウンター１６Ｂか
らの流量データーにより制御基板１３が判定すると止水
バルブ１８に信号を送り出湯を停止する。 【００２４】なお、ソーラーの温水が浴槽１９に湯張り
するのにいくらか残っている場合は、まずソーラーの温
水と水が給湯用温度調整バルブ１１より浴槽１９に湯張
りされ、途中で温水がなくなると、ボイラー８の出湯口
に取り付けた切換バルブ１５が切り替わり、湯はボイラ
ー入水用温度調整バルブ１２を通り、ボイラー８で加温
され浴槽１９に湯張りすると良い。 【００２５】この時は、給湯用温度調整バルブ１１の出
口部の流量カウンター１６Ａとボイラー入水用温度調整
バルブ１２の出口部の流量カウンター１６Ｂの両方の流
量で所定量の判定を行い出湯を停止させる。 【００２６】かくして、この実施形態によれば、ソーラ
ー給湯と組み合わせるボイラーには特殊な機能・構成を
必要としないので、従来機との組合せが容易であり、ま
た貯湯漕内の温水を優先的に使い切ることが可能なの
で、燃料の消費を最小限に押さえられ、しかも出湯湯温
の調節ができるので、出湯温度が高くなりすぎる問題を
極力回避することが可能である。 【００２７】すなわち、従来のように湯張り温度を低温
におさえたり、貯湯漕に十分な湯量があるにもかかわら
ずその一部しか採用できない（高温であるほど顕著）上
に燃料を消費してまでも過熱が必要である、といった問
題が生じない。 【００２８】また、ソーラーが湯張り温度に達していな
い場合や、貯湯漕の温水が湯張り途中でなくなりボイラ
ーを使用する場合においても、貯湯漕内の温水を優先的
に使い切ることが可能なので燃料の消費を最小限に押さ
えられ、しかも出湯湯温の調節ができるので出湯温度が
高くて火傷を負うなどの事故を回避することができる。 【００２９】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の太陽熱利
用給湯装置によれば、貯湯タンクと浴槽の給湯栓との間
に接続された給湯管に、給水した水を混合させる温度調
整バルブを設けるとともに、該温度調整バルブの下流側
に流量検出センサを設け、かつ該流量検出センサの下流
側に該流量検出センサの検出状態により開閉する止水バ
ルブを設けたので、貯湯タンクの温水を任意に設定した
温度で出湯でき、かつ出湯流量を検知できるようにし、
浴槽への適量・適温湯張りができる。これにより、貯湯
タンクの温水を浴槽へ湯張りするときに、定期的にその
状態を確認する必要がなく、所定量の温水を設定温度以
内で適宜に浴槽内に溜める事が可能な優れた太陽熱利用
給湯装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る太陽熱利用給湯装置の一実施形態
を模式的に説明する構成図である。 【図２】本発明に係る太陽熱利用給湯装置の他の実施形
態を模式的に説明する構成図である。 【図３】従来のソーラー給湯装置の一例を模式的に説明
する構成図である。 【符号の説明】 Ｊ：従来の太陽熱利用給湯装置 Ｓ１、Ｓ２：本発明の太陽熱利用給湯装置 １：集熱器 ２：貯湯槽 ３：循環配管 ３ａ：往き管 ３ｂ：戻り管 ４：循環ポンプ ５：熱交換器 ６：膨張タンク ７：缶体 ８：ボイラー ９：給湯配管 １０：給水配管 １１：給湯用温度調整バルブ １２：ボイラー入水用温度調整バルブ １３：制御基板 １４：コントローラ １５：切換えバルブ １６：流量カウンター １６Ａ：第１流量カウンター １６Ｂ：第２流量カウンター １７：給湯栓 １８：止水バルブ １９：浴槽 Ｓ１，Ｓ２：太陽熱利用給湯装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 太陽熱集熱器の熱により貯湯タンクの水
   を加熱するようにした太陽熱利用給湯装置であって、前
   記貯湯タンクと浴槽の給湯栓との間に接続された給湯管
   に、給水した水を混合させる温度調整バルブを設けると
   ともに、該温度調整バルブの下流側に流量検出センサを
   設け、かつ該流量検出センサの下流側に該流量検出セン
   サの検出状態により開閉する止水バルブを設けたことを
   特徴とする太陽熱利用給湯装置。