JP2007232227A

JP2007232227A - 太陽熱温水器

Info

Publication number: JP2007232227A
Application number: JP2006050564A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Ko; 偉俊高; Hiroki Tsutsumi; 洋樹堤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】保温性、集熱性及び経済性に優れた太陽熱温水器を提供する。また、水以外の熱媒体を自在に選択可能な太陽熱温水器を提供する。
【解決手段】熱媒体２を貯える貯熱槽３と、貯熱槽３から流出する熱媒体２を太陽熱で加温して貯熱槽３に還流する集熱部と、貯熱槽３の内部にあって、給水管１１から供給される給水と熱媒体３の間で熱交換を行って前記給水を加温する熱交換器５を備える太陽熱温水器１において、前記集熱部は、先端４aが閉鎖され基端４bが開放された内管４cと内管４cを閉囲する外管４dから成るともに内管４c外管４dの間の空間４eを真空にした真空二重管４とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽熱温水器に関するものである。

熱媒体を貯える貯熱槽と、前記貯熱槽から流出する前記熱媒体を太陽熱で加温して前記貯熱槽に還流する集熱部と、前記貯熱槽の内部に備えられて、給水管から供給される給水と前記熱媒体の間で熱交換を行って前記給水を加温する熱交換器とからなる太陽熱温水器が知られている（例えば、特許文献１）。

図２は特許文献１に記載された太陽熱温水器２１の構成図である。図２において、２２は熱媒液２３を貯える貯湯槽であり、２４は太陽熱を集熱する集熱板であり、集熱板２４は通水路２５，２６，２７を備えている。貯湯槽２２内の低温の熱媒液２３は通水路２５を通って集熱板２４に入り、通水路２６を通過する間に加温されて高温になって、通水路２７を通って貯湯槽２２に戻る。

２８は貯湯槽２２内部に装置された熱交換器である。熱交換器２８には給水管２９と給湯管３０が接続され、給水管２９から熱交換器２８に入った常温の給水は、集熱板２４で加温されて高温になった熱媒液２３と熱交換して高温の温水となって給湯管３０から流出する。

３１は給水管２９に取り付けられたボールタップである。ボールタップ３１は貯湯槽２２２内の熱媒液２３の水位が低下すると開弁して、貯湯槽２２に給水を行う弁である。つまり、熱媒液２３は給水管２９から供給される水道水であり、給水管２９は貯湯槽２２からの漏洩等によって減少した熱媒液２３を補充する補充配管としても機能する。
実開平０５−５４９６５号公報

特許文献１に記載の太陽熱温水器は、貯湯槽２２と集熱板２３の間の熱媒液２３の循環は自然対流を、給湯は水道の給水圧を利用するので、熱媒液２３や給湯の輸送のための動力が不要であり、経済性に優れるものである。しかしながら、特許文献１に記載の太陽熱温水器には、次のような問題がある。

（１）集熱部を集熱板２４と通水路２５，２６，２７で構成しているので、夜間など、気温が低下した場合は集熱板２４が放熱板として作用する。そのため保温性が低い。

（２）熱媒液２３が断面積の小さい通水管２５，２７を通って貯湯槽２２に出入りするので、流路抵抗が大きく、通水管２５，２７内の熱媒液２３の流速は小さい。そのため、貯湯槽２２内の熱媒液２３の温度上昇が遅い。つまり集熱性が悪い。

（３）給水管２９にポールタップ３１を取り付け、ポールタップ３１から熱媒液２３を補充するので、水道水以外の熱媒液２３を選べない。例えば不凍液等を熱媒液２３として選べない。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、保温性、集熱性に優れた太陽熱温水器を提供することを目的とする。また、水以外の熱媒体を自在に選択可能な太陽熱温水器を提供することを目的とする。

本発明に係る太陽熱温水器の第１の構成は、熱媒体を貯える貯熱槽と、前記貯熱槽から流出する前記熱媒体を太陽熱で加温して前記貯熱槽に還流する集熱部と、前記貯熱槽の内部にあって、給水管から供給される給水と前記熱媒体の間で熱交換を行って前記給水を加温する熱交換器を備える太陽熱温水器において、前記集熱部は、先端が閉鎖され基端が開放された内管と前記内管を閉囲する外管とから成るとともに前記内管と前記外管の間の空間を真空にした真空二重管であることを特徴とする。

この構成によれば、集熱部を真空二重管で構成したので、集熱部からの放熱が小さくなる。そのため、太陽熱温水器の保温性が向上する。

本発明に係る太陽熱温水器の第２の構成は、前記第１の構成において、前記真空二重管は前記貯熱槽の下方に配置されるとともに、前記真空二重管の基端は前記貯熱槽の内部に開放されていることを特徴とする。

この構成によれば、真空二重管を貯熱槽に直接接続したので、ポンプ等の動力に頼らずに、集熱部と貯熱槽の間で熱媒体を十分な速度で循環させることができ、太陽熱温水器の集熱性および経済性が向上する。

本発明に係る太陽熱温水器の第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記貯熱槽に前記熱媒体を補充する補充配管を備えるとともに、前記補充配管は前記給水管から独立した独立配管であることを特徴とする。

この構成によれば、熱媒体の補充配管を前記給水管から独立させたので、必要に応じて水道水以外の熱媒体を自由に選択することができる。

以上のように、本発明の太陽熱温水器は保温性・集熱性及び経済性に優れるので、化石燃料等の消費を抑制し、省エネルギー、大気中のＣＯ_２の削減、ひいては地球温暖化の防止に貢献できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例に係る太陽熱温水器の構成図である。図１に示すように、太陽熱温水器１は、熱媒体２を貯える貯熱槽３と、貯熱槽３の下方にあって貯熱槽３との間で熱媒体２が循環する真空二重管４と、貯熱槽３の中に装置された熱交換器５を備えている。

貯熱槽３は、長軸が略水平になるように配置された円筒状の容器であり、その外周は断熱材（図示せず）で被覆されている。貯熱槽３の上部には円筒状のケーシング６が形成されている。ケーシング６は貯熱槽３に連通して、その内部にはボールタップ７が装置され、ボールタップ７には補充配管８が接続されている。さらに補充配管８は高所に配置された図示しない熱媒体容器に接続されている。そのためケーシング６内の熱媒体２の水位が所定より下がると、ボールタップ７が開弁し、前記熱媒体容器から熱媒体２がケーシング６内に流入し、ケーシング６内の熱媒体２の水位が所定の高さを回復すると、ボールタップ７は閉弁する。

また、９は溢水管であり、１０は排水管である。溢水管９は貯熱槽３内から溢れた熱媒体２を外部に逃がす管である。また、排水管１０は貯熱槽３から熱媒体２を排出する管である。

真空二重管４は、先端４ａが閉鎖され基端４ｂが開放されたガラス製の内管４ｃの外側をガラス製の外管４ｄで閉囲して、内管４ｃと外管４ｄの間の空間４ｅ内を真空にしたものである。そのため、真空二重管４の保温性は高く、夜間等における熱媒体２の温度低下が抑制される。

真空二重管４の基端４ｂは貯熱槽３に直接連結されているので、貯熱槽３内の熱媒体２は、基端４ｂの開口を通って真空二重管４の内部に出入りする。つまり、真空二重管４と貯熱槽３の間に径の小さい管等が介在しないので、熱媒体２の流れが妨げられることがない。また、内管４ｃの表面は集熱性が高く放熱性の低い特殊な皮膜でコーティングされているので、真空二重管４が日照を受けると内管４ｃの中の熱媒体２の温度は高くなり、内管４ｃの中を速やかに上昇して基端４ｂの開口から貯熱槽３に戻り、逆に貯熱槽３内の温度の低い熱媒体２は基端４ｂの開口を通って内管４ｃに下降する。つまり、ポンプ等の動力に依らず、対流によって貯熱槽３と内管４ｃの間で熱媒体２が十分な速度で循環する。そのため、貯熱槽３内の熱媒体２は短時間で高温にすることができる。

熱交換器５には、給水管１１と給湯管１２が接続され、給水管１１は図示しない水道管に接続され、給湯管１２は図示しない給湯栓に接続されている。前記給湯栓を開くと、前記水道管から給水管１１を通って常温の給水が熱交換器５に流入する。熱交換器５を通る間に前記給水は貯熱槽３内の高温の熱媒体２と熱交換して温水になり、給湯管１２を通って前記給湯栓に流れる。

なお、図を簡略にするために、真空二重管４が貯熱槽３の下部に垂直下向きに取り付けた状態を示したが、真空二重管４の側面に太陽光が垂直に近い角度で当たるように、真空二重管４に傾斜を与えて設置することは言うまでもない。

本発明の実施例に係る太陽熱温水器の構成図である。特許文献１に記載された太陽熱温水器の構成図である。

符号の説明

１太陽熱温水器
２熱媒体
３貯熱槽
４真空二重管
４ａ先端
４ｂ基端
４ｃ内管
４ｄ外管
４ｅ空間
５熱交換器
６ケーシング
７ボールタップ
８補充配管
９溢水管
１０排水管
１１給水管
１２給湯管
２１太陽熱温水器
２２貯湯槽
２３熱媒液
２４集熱板
２５，２６，２７通水路
２８熱交換器
２９給水管
３０湯管
３１ボールタップ

Claims

熱媒体を貯える貯熱槽と、
前記貯熱槽から流出する前記熱媒体を太陽熱で加温して前記貯熱槽に還流する集熱部と、
前記貯熱槽の内部にあって、給水管から供給される給水と前記熱媒体の間で熱交換を行って前記給水を加温する熱交換器と
を備える太陽熱温水器において、
前記集熱部は、先端が閉鎖され基端が開放された内管と前記内管を閉囲する外管とから成るとともに前記内管と前記外管の間の空間を真空にした真空二重管である
ことを特徴とする太陽熱温水器。
前記真空二重管は前記貯熱槽の下方に配置されるとともに、前記真空二重管の基端は前記貯熱槽の内部に開放されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽熱温水器。
前記貯熱槽に前記熱媒体を補充する補充配管を備えるとともに、前記補充配管は前記給水管から独立した独立配管である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽熱温水器。