JP2006308262A

JP2006308262A - 給湯兼用融雪装置

Info

Publication number: JP2006308262A
Application number: JP2005134426A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takeda; 寛志竹田
Original assignee: SANKEI KIKAKU KK
Current assignee: SANKEI KIKAKU KK
Priority date: 2005-05-02
Filing date: 2005-05-02
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】夏季に太陽熱を給湯に利用する給湯兼用融雪装置において、冬季の熱エネルギーのロスを防止し、夏季には路面融雪器の熱が効率よく給湯に利用できるようにする。
【解決手段】貯湯槽２に設けた熱交換器と路面融雪器１０との間に熱媒体を循環して、冬季においては、貯湯槽２で加熱された熱媒体で融雪を行うと共に貯湯槽２の温水を給水し、夏季においては、太陽熱により加熱された熱媒体を熱交換器に循環して貯湯槽２の温水を加熱ないし保温する給湯兼用融雪装置において、貯湯槽２に熱交換量の小さな冬用交換器１２と、熱交換量の大きな夏用交換器１１との２個の熱交換器を設けて、両者の通路を切換える切換弁１５、１６を設け、路面融雪器１０の熱媒体を、冬季は冬用交換器１２に循環し、夏季には当該熱媒体を夏用交換器１１に循環させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、路面を形成する敷きブロックやコンクリートないしアスファルト舗装層に流体配管を設けておき、降雪時や積雪時にこ流体配管に温水ないし不凍液等の熱媒体を流して路面の融雪を行う装置に関し、特に夏季において路面が受ける太陽熱を給湯に利用できるようにした上記装置に関するものである。

積雪地において、路面に屈曲した伝熱通路や扁平な伝熱室を備えた舗装用ブロックないし舗装層からなる融雪器を配置し、この融雪器の前記伝熱通路や伝熱室とボイラなどの加熱器や熱交換器とを循環路で連結して、降雪時や積雪時に当該循環路を通して融雪器に加温された水や熱媒体を流すことにより融雪器を加温して路面の雪を溶かすようにした融雪装置が用いられている。

一方、特許文献１には、夏季において路面融雪装置を太陽熱の集熱器として利用することにより、エネルギーを有効利用した給湯兼用の路面融雪装置が示されている。当該路面融雪装置は、図２に示すように、加熱器２２と熱交換器２７と温水循環ポンプ２３とを直列接続した閉ループ状の温水循環路２４と、熱交換器２７と融雪器２８と循環ポンプ２５とを直列接続した閉ループ状の媒体循環路２６とを備え、更に、温水循環路２４に水を供給する給水ライン２９と、温水循環路２４から温水を配給する給湯ライン３０とを備えている。

この路面融雪装置は、冬季においては、加熱器２２の温水を熱交換器２７に循環して熱媒体を加温し、この熱媒体を融雪器２８に循環して路面等の融雪作用を行う。一方夏季においては、融雪器２８で太陽熱により加熱された熱媒体を熱交換器２７に循環して温水循環路の水を加温し、給湯ライン３０を通じて配給する。

また、特許文献２には、給湯器と浴槽との間で温水を循環する温水循環路と、浴槽と屋根融雪器との間で温水を循環する屋根融雪水循環路と、浴槽と路面融雪器との間で温水を循環する路面融雪水循環路とを備えた融雪システムが示されており、冬季は浴槽の温水を屋根融雪器及び路面融雪器に循環して融雪を行い、夏季は屋根融雪器及び路面融雪器で太陽熱を吸収して、浴槽の水を昇温するようにしている。
実開平４−１２５０７号公報特開２００４−１３７７２７号公報

冬季の融雪のために、屋根や路面に設けた融雪器が、夏季には太陽熱で加熱されることを利用して融雪器内を循環する温水や熱媒体の熱を屋内の給湯に利用すれば、太陽熱の有効利用が図れると考えられる。ところが、従来のこの種装置では、融雪に必要な温水ないし熱媒体の温度と給湯温度との温度差に起因して、冬季の融雪時に熱エネルギーのロスが大きくなるという問題がある。

すなわち、浴槽や厨房に配給する給湯温度は、例えば４０〜６０℃程度の温度であることが必要で、特に冬季は配管中での温度効果が大きいので、貯湯槽ではより高い温度で貯湯を行う必要がある。これに対して融雪器に循環する温水ないし熱媒体の温度は、高いと無駄な放熱が起こってエネルギーロスが大きくなるので、低めの温度とするのが好ましい。

特に路面融雪器への配管は、屋外に設置される上に、屋根融雪器への配管よりも長くなることが多いため、高温の温水や熱媒体を循環させると、その熱のほとんどが融雪器に達するまでの配管途中で放熱されてしまい、熱エネルギーのロスが非常に大きくなる。

この発明は、冬季に温水を通して融雪を行うための融雪器を夏季においては太陽熱の集熱器として利用して、風呂や厨房への給湯に利用する給湯兼用融雪装置において、特に路面融雪装置における冬季の熱エネルギーのロスを防止し、一方夏季においては、路面融雪器の熱が効率よく給湯に利用できるようにすることを課題としている。

この発明は、浴室や厨房に配給する温水を貯留する貯湯槽２に設けた熱交換器と駐車場や道路の路面の融雪を行うために、当該路面に敷設したブロックや舗装層に設けた路面融雪器１０との間に不凍液などの熱媒体を循環して、冬季においては、貯湯槽２の温水で加熱された熱媒体を路面融雪器１０に循環して融雪を行うと共に、貯湯槽２の温水を給湯ライン７から配給し、夏季においては、路面融雪器１０で太陽熱により加熱された熱媒体を熱交換器に循環して貯湯槽２の温水を加熱ないし保温する給湯兼用融雪装置において、貯湯槽２に熱交換量の小さな冬用交換器１２と、熱交換量の大きな夏用交換器１１との２個の熱交換器を設けて、両者の通路を切換える切換弁１５、１６を設け、路面融雪器１０の熱媒体を、冬季は冬用交換器１２に循環し、夏季には当該熱媒体を夏用交換器１１に循環させることにより、上記課題を解決したものである。

すなわち、本願の請求項１の発明に係る給湯兼用融雪装置は、ボイラ１と貯湯槽２との間で温水を循環する温水循環路３と、上記貯湯槽に設けた熱交換器と融雪器１０との間で熱媒体を循環する媒体循環路１３と、上記温水循環路へ清水を供給する給水ライン４と、貯湯槽から温水を配給する給湯ライン７とを備え、冬季においてはボイラ１で加熱した温水で熱媒体を加温して融雪を行い、夏季においては融雪器１０で太陽熱により加熱された熱媒体で貯湯槽２の清水を加温する給湯兼用融雪装置において、貯湯槽２に伝熱面積が大きい夏用交換器１１と伝熱面積の小さい冬用交換器１２との大小の熱交換流器を設け、冬季においては媒体循環路１３を冬用交換器１２に切換えてボイラ１で加熱された温水を給湯ライン７に供給すると共に当該温水で熱媒体の加温を行い、夏季においては媒体循環路１３を夏用交換器１１に切換えて貯湯槽２の水を加熱ないし保温することを特徴とする給湯兼用融雪装置である。

この発明の給湯兼用融雪装置では、冬季においては、切換弁１５、１６で路面融雪器１０を循環する熱媒体の循環路を冬用交換器１２側に切換える。冬用交換器１２は、伝熱量が小さいので、貯湯槽２内の温水の温度がある程度高くても、冬用交換器１２を循環する熱媒体が過度に熱せられることがなく、従って配管途中で無駄に失われる熱エネルギーを減少させることができ、ボイラ１の燃料消費量を低減できる。

一方、夏季においては、切換弁１５、１６を切換えて、路面融雪装置１０の熱媒体を夏用交換器１１に循環させる。夏用交換器１１は、伝熱量が大きく、従って夏用交換器１１を通過する熱媒体と貯湯槽２内の温水の温度差が小さくても、路面融雪器１０で加熱された熱媒体の熱が効率よく貯湯槽２の温水に伝熱されるので、太陽熱の利用効率が向上する。

図１は、この発明の最も好ましい実施形態の一例を示した図である。図中、１は循環ポンプを内蔵した給湯ボイラ、２は貯湯槽、３は貯湯槽２内の温水をボイラ１に循環して加温する温水循環路、４は地下水や水道水を循環路３に供給する給水ライン、５は給水ラインに設けた給水弁である。

図には明示されていないが、貯湯槽２には水位計と温度センサとが設けられており、貯湯槽２内の水位が下がると給水弁５が開いて給水が行われる。また、温度センサで貯湯槽内の温水の温度低下が検出されると、ボイラ１が運転され、内蔵された循環ポンプで貯湯槽２内の温水をボイラ１に循環して、貯湯槽２内の温水を加温する。貯湯槽２内の温水は、配給ポンプ６を設けた配給ライン７を通して、図示していない浴槽あるいは洗面台や厨房の蛇口に供給される。

図の符号１０は駐車場等の路面に埋設した路面融雪装置、１１は貯湯槽２に設けた夏用の熱交換器、１２は同じく貯湯槽２に設けた冬用の熱交換器、１３は路面融雪器１０と熱交換器１１又は１２との間に不凍液などの熱媒体を循環する媒体循環路、１４は媒体循環路に設けた循環ポンプ、１５及び１６は媒体循環路１３を夏用交換器１１又は冬用交換器１２に切換える切換弁である。

図の路面融雪器１０は、扁平な伝熱室２０を内部に供えた舗装ブロックを連接して形成した構造のものを示しているが、道路基盤上に放熱パイプをジグザグ状に配置して、それをコンクリートやアスファルト層で埋設して路面とする構造であってももちろんかまわない。

熱交換器１１、１２は、周面に伝熱フィンを設けた金属パイプで、貯湯槽２の温水に浸漬する位置に設けられている。熱交換器１１、１２のパイプの両端は、切換弁１５、１６に連結されており、この切換弁１５、１６の同時操作により、夏用交換器１１又は冬用交換器１２のいずれかが媒体循環路１３に選択的に連通される。

冬季においては、切換弁１５、１６により、媒体循環路１３が冬用交換器１２側に切換えられて、路面融雪器１０と冬用交換器１２との間で熱媒体が循環する。循環する熱媒体は、冬用交換器１２で貯湯槽２内の温水から熱を受けて加温され、路面融雪器１０を通過する間にその熱を放出することにより、路面上の雪を融雪する。夏季においては、切換弁１５、１６により、媒体循環路１３が夏用交換器１１側に切換えられて、路面融雪器１０と夏用交換器１１とが連結される。この状態で循環ポンプ１４を運転することにより、熱媒体が路面融雪器１０と夏用交換器１１との間を循環して、太陽熱で加熱された路面融雪器１０の熱を夏用交換器１１で放出して、貯湯槽２内の温水を加熱ないし保温する。

循環ポンプ１４は、夏季においても冬季においても、一定流量の熱媒体を循環させる。冬季においては、冬用交換器１２の伝熱量が小さいため、循環する熱媒体と貯湯槽２の温水との温度差が大きくても、熱媒体が過度に温度上昇することがなく、媒体循環路１３からの無駄な放熱が抑制される。一方、夏用交換器１１は伝熱量が大きいので、路面融雪器１０で加熱された熱媒体の温度と貯湯槽２の温水の温度の差が小さくても、貯湯槽２内の温水の加熱ないし保温を有効に行うことができ、路面融雪器１０が吸収した太陽熱を効率よく利用することができる。

この発明の給湯兼用融雪装置の一例を示す要部の模式図従来の給湯兼用融雪装置の一例を示すブロック図

符号の説明

１ボイラ
２貯湯槽
３温水循環路
４給水ライン
10 融雪器
11 夏用交換器
12 冬用交換器
13 媒体循環路

Claims

ボイラ(1)と貯湯槽(2)との間で温水を循環する温水循環路(3)と、上記貯湯槽に設けた熱交換器と融雪器(10)との間で熱媒体を循環する媒体循環路(13)と、上記温水循環路へ清水を供給する給水ライン(4)と、貯湯槽から温水を配給する給湯ライン(7)とを備え、冬季においてはボイラ(1)で加熱した温水で熱媒体を加温して融雪を行い、夏季においては融雪器(10)で太陽熱により加熱された熱媒体で貯湯槽(2)の清水を加温する給湯兼用融雪装置において、
貯湯槽(2)に伝熱面積が大きい夏用交換器(11)と伝熱面積の小さい冬用交換器(12)との大小の熱交換流器を設け、冬季においては媒体循環路(13)を冬用交換器(12)に切換えてボイラ(1)で加熱された温水を給湯ライン(7)に供給すると共に当該温水で熱媒体の加温を行い、夏季においては媒体循環路(13)を夏用交換器(11)に切換えて貯湯槽(2)の水を加熱ないし保温することを特徴とする、給湯兼用融雪装置。