JP5525853B2 - Solar heat source equipment - Google Patents
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Description
本発明は、太陽光の熱を集める集熱機を備えた太陽熱利用熱源装置に関するものである。 The present invention relates to a solar heat utilization heat source device including a heat collector that collects the heat of sunlight.
近年、図9に示すように、太陽光の熱を集熱する集熱機(コレクター)13を備えた太陽熱利用熱源装置(太陽熱利用貯湯式熱源装置)1が用いられている(例えば、特許文献1、参照)。この太陽熱利用熱源装置1において、集熱機13は液体を循環する液体循環通路3に介設されており、ポンプ5の駆動によって液体循環通路3を循環する液体を集熱機13が太陽光の熱によって加熱する構成と成している。なお、集熱機13には、例えば液体を通す内部通路が形成されており、集熱機1は、受光面で受ける太陽光の熱によって、集熱機13の内部(例えば内部通路)を通る液体を加熱して、液体循環通路3を循環する液体を加熱する。
In recent years, as shown in FIG. 9, a solar heat utilization heat source device (solar heat utilization hot water storage type heat source device) 1 including a heat collector (collector) 13 that collects the heat of sunlight has been used (for example, Patent Document 1). ,reference). In the solar heat utilization
液体循環通路3は、給湯先に導かれる湯を貯湯する貯湯槽14に熱的に接続されている。貯湯槽14の下側には、給水通路19が接続されており、給水通路19には、貯湯槽14への入水温度を検出する入水温度検出手段44が設けられている。また、貯湯槽14の上側には、給湯通路23が接続されており、給湯通路23には、貯湯槽14から出湯される湯(水)の温度を検出する出湯湯温検出手段46と、貯湯槽14から出湯される湯(水)の流量を検出する流量検出手段45とが設けられている。給湯通路23には補助熱源装置15が接続され、この補助熱源装置15を介して台所や浴室等の給湯先に接続されている。
The
このような太陽熱利用熱源装置1においては、太陽光の熱を利用して加熱した湯を給湯に利用できるため、省エネ化(省エネルギー化)が可能となり、しかも二酸化炭素排出量を削減できるので、環境に優しいシステムの実現ができる。また、太陽熱利用熱源装置1の使用においては、「どれだけ自然エネルギーを利用したか、化石燃料消費を削減できたか、環境に優しい(エコな)生活行動を実現できたか」を計測、表示することで、生活者の省エネ意識が高まることが期待されている。
In such a solar heat utilization
なお、グリーンエネルギー証書など、二酸化炭素削減などの環境価値の証書化の際には、その環境価値を計測する必要があり、その計測のためには、同図に示すように、積算熱量計47を太陽熱利用熱源装置に設けることが不可欠となっている。この積算熱量計47は、入水温度検出手段44と流量検出手段45と出湯湯温検出手段46とに接続されており、該出湯湯温検出手段46により検出される検出温度から入水温度検出手段44により検出される検出温度を差し引いた値と、流量検出手段45により検出される流量との積により、太陽熱利用熱量を求めるようにしている。
It should be noted that when the environmental value such as the green energy certificate is reduced, it is necessary to measure the environmental value. For the measurement, as shown in FIG. It is indispensable to provide a solar heat utilization heat source device. The integrated
しかしながら、前記のような積算熱量計47は、本来、太陽熱利用熱源装置1には必要のない要素部品であり、価格も高いため、積算熱量計を太陽熱利用熱源装置1に設けると、装置の大型化やコストアップが生じ、商品性の低下につながってしまうといった問題があった。
However, the integrated
また、液体循環通路3内の液体は、温度に応じて膨張したり収縮したりすることにより体積変動が生じるので、液体循環通路3には、例えば図2に示すように、シスターン装置50が介設されるものであるが、シスターン装置50には、前記液体の体積変動に対応できるように大気開放部6が設けられており、この大気開放部6からレジオネラ菌等が混入するおそれがある。そこで、その殺菌のために、液体循環通路3を通る液体を補助熱源装置15によって強制的に加熱する構成を設けた太陽熱利用熱源装置1が提案されているが、このような構成において、補助熱源装置15によって液体循環通路3内の液体の加熱が行われたときには、その加熱により得た熱量は太陽熱利用熱量ではないにもかかわらず、積算熱量計47は、その熱量を区別できずに太陽熱利用熱量として積算してしまい、太陽熱利用熱量を正確に求めることができないといった問題もあった。
Further, since the volume of the liquid in the
また、冬に気温が低くなることにより貯湯槽14に供給される水や貯湯槽14内の水が凍結するおそれがある地域においては、この凍結防止のために、貯湯槽14への給水通路19や貯湯槽14の周りにヒータを巻き、気温が低いときにはヒータを作動させて凍結防止運転を行うことがあるが、このような構成において凍結防止運転が行われると、貯湯槽14内の水が加熱されることになる。その加熱により得た熱量は太陽熱利用熱量ではないにもかかわらず、積算熱量計47は、その熱量を区別できずに太陽熱利用熱量として積算してしまい、太陽熱利用熱量を正確に求めることができないといった問題もあった。
Further, in an area where water supplied to the hot
さらに、積算熱量計47は、太陽熱利用熱源装置1とはライフサイクルが異なるため、個別にメンテナンスを実施する必要がある上に、積算熱量計47は、有効期限が8年であり、太陽熱利用熱源装置を家庭用に設置する場合に、グリーンエネルギー証書対象補助金を授与した場合、10年間は太陽熱利用熱源装置を利用しなければならないので、仮に、積算熱量計47が8年で故障した場合には、少なくともその後の2年間は積算熱量計47を使用できるように修理したり、場合によっては買い換えたりしなくてはならず、家庭等への大きな負担が予想される。
Furthermore, since the integrated
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、装置の大型化やコストアップを招くことなく、正確に太陽熱利用熱量を求めることができる太陽熱利用熱源装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a solar heat utilization heat source apparatus that can accurately determine the amount of heat utilized by solar heat without causing an increase in size and cost of the apparatus. There is.
本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第1の発明は、太陽光の熱を集熱する集熱機が液体を循環する液体循環通路に介設されて、該液体循環通路を循環する液体を前記集熱機が太陽光の熱によって加熱する構成と成し、前記液体循環通路は給湯先に導かれる湯を貯湯する貯湯槽に熱的に接続されており、該貯湯槽から出湯される湯の温度を検出する出湯湯温検出手段と、前記貯湯槽内に貯湯されている湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段とを有して、該貯湯槽内湯水温検出手段は前記貯湯槽の複数箇所の湯の温度を検出する手段と成し、該貯湯槽内湯水温検出手段により検出される検出値に基づいて予め定められている設定方法に従い前記貯湯槽内の全体の湯温を基準温度として定める基準温度設定手段が設けられて、該基準温度設定手段は前記複数箇所の湯の温度検出値の平均値を基準温度と設定する構成とし、前記貯湯槽の湯の給湯が行われる毎に、前記出湯湯温検出手段により検出した検出温度から前記基準温度を差し引いた値と前記貯湯槽から出湯される湯の流量との積により給湯一回当たりの太陽熱利用熱量を求め、この給湯一回当たりの太陽熱利用熱量を予め定められる太陽熱利用熱量算出設定期間において加算することにより該太陽熱利用熱量算出設定期間に行われた給湯の太陽熱利用熱量を求める太陽熱利用熱量算出手段を有する構成をもって課題を解決する手段としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, in the first invention, a heat collector that collects the heat of sunlight is interposed in a liquid circulation passage that circulates the liquid, and the heat collector collects the liquid that circulates through the liquid circulation passage by the heat of sunlight. The liquid circulation passage is configured to heat, and the liquid circulation passage is thermally connected to a hot water storage tank for storing hot water led to a hot water supply destination, and detects the temperature of the hot water discharged from the hot water storage tank. And hot water temperature detecting means in the hot water tank for detecting the temperature of hot water stored in the hot water tank, and the hot water temperature detecting means in the hot water tank detects the temperature of hot water at a plurality of locations in the hot water tank. form a unit,該貯tundish molten steel reference temperature setting hand stage specified as the reference temperature the entire hot water temperature of the water temperature the hot water storage tank according to the setting method is previously determined based on the detected value detected by the detection means provided is in, the said reference temperature setting means the hot water of the plurality of locations The average value of the detected temperature value is configured to be set as a reference temperature, said each time hot water of the hot water of the hot water storage tank is performed, a value obtained by subtracting the reference temperature from the detected temperature detected by the hot water hot water temperature detecting means hot water storage The solar heat utilization heat amount per hot water supply is obtained by the product of the flow rate of hot water discharged from the tank, and the solar heat utilization heat amount is calculated by adding the solar heat utilization heat amount per hot water supply in a predetermined solar heat utilization heat amount calculation setting period. A configuration having solar heat utilization heat amount calculation means for obtaining the solar heat utilization heat amount of the hot water supply performed during the heat amount calculation setting period is a means for solving the problem.
さらに、第2の発明は、前記第1の発明の構成に加え、前記太陽熱利用熱量算出設定期間は一日とし、基準温度設定手段は日の出前の予め定めた設定時刻における貯湯槽内湯水温検出手段の検出値に基づいて基準温度を定める構成としたことを特徴とする。 Further, in the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the solar heat utilization heat amount calculation setting period is one day, and the reference temperature setting means is a hot water temperature detection means in the hot water tank at a predetermined set time before sunrise. The reference temperature is determined based on the detected value.
さらに、第3の発明は、前記第1または第2の発明の構成に加え、前記液体循環通路には該液体循環通路を通る液体を強制的に加熱する強制加熱手段が熱的に接続されており、該強制加熱手段によって前記液体循環通路を循環させる液体を強制的に加熱したときには、その加熱終了時に貯湯槽内湯水温検出手段により貯湯槽内に貯湯されている湯の温度を検出し、該検出値に基づいて基準温度を定める構成としたことを特徴とする。 Further, in the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, a forced heating means for forcibly heating the liquid passing through the liquid circulation passage is thermally connected to the liquid circulation passage. When the liquid circulating through the liquid circulation passage is forcibly heated by the forced heating means, the temperature of the hot water stored in the hot water tank is detected by the hot water temperature detecting means in the hot water tank at the end of the heating, The reference temperature is determined based on the detection value.
さらに、第4の発明は、前記第1乃至第3のいずれか一つの発明の構成に加え、貯湯槽の外周部の少なくとも一部には該貯湯槽内の水の凍結を防止するために貯湯槽を加熱するヒータが設けられており、該ヒータが作動されたときには、そのヒータ加熱の終了時に貯湯槽内湯水温検出手段により貯湯槽内に貯湯されている湯の温度を検出し、該検出値に基づいて基準温度を定める構成としたことを特徴とする。 Furthermore, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the fourth invention provides at least a part of the outer peripheral portion of the hot water storage tank to prevent freezing of water in the hot water storage tank. A heater for heating the tank is provided, and when the heater is activated, the temperature of the hot water stored in the hot water tank is detected by the hot water temperature detecting means in the hot water tank at the end of the heater heating, and the detected value The reference temperature is determined based on the above.
さらに、第5の発明は、前記第1乃至第4のいずれか一つの発明の構成に加え、前記太陽熱利用熱量算出手段により算出した太陽熱利用熱量の値を表示する表示手段が設けられていることを特徴とする。 Furthermore, in the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects of the invention, there is provided display means for displaying the value of the solar heat utilization heat amount calculated by the solar heat utilization heat amount calculation means. It is characterized by.
さらに、第6の発明は、前記第1乃至第5のいずれか一つの発明の構成に加え、前記太陽熱利用熱量算出手段により算出した太陽熱利用熱量の値を表示する表示手段が信号接続されていることを特徴とする。 Furthermore, in the sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth aspects of the invention, display means for displaying the value of the solar heat utilization heat amount calculated by the solar heat utilization heat amount calculation means is signal-connected. It is characterized by that.
本発明において、太陽光の熱を集熱する集熱機を介設して成る液体循環通路が、給湯先に導かれる湯を貯湯する貯湯槽に熱的に接続されているが、本発明は、該貯湯槽内に貯湯されている湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段の検出値に基づいて、予め定められている設定方法に従い前記貯湯槽内の全体の湯温を基準温度として定めて、この基準温度に基づいて太陽熱利用熱量を算出する。具体的には、太陽熱利用熱量算出手段が、貯湯槽の湯の給湯が行われる毎に、貯湯槽から出湯される出湯温度の検出値から基準温度を差し引いた値と貯湯槽から出湯される湯の流量との積により給湯一回当たりの太陽熱利用熱量を求め、この給湯一回当たりの太陽熱利用熱量を予め定められる太陽熱利用熱量算出設定期間において加算することにより該太陽熱利用熱量算出設定期間に行われた給湯の太陽熱利用熱量を求める。 In the present invention, the liquid circulation passage formed by interposing a heat collector that collects the heat of sunlight is thermally connected to a hot water storage tank for storing hot water led to the hot water supply destination. Based on the detection value of the hot water temperature detection means in the hot water tank for detecting the temperature of the hot water stored in the hot water tank, the entire hot water temperature in the hot water tank is determined as a reference temperature according to a predetermined setting method. Thus, the solar heat utilization heat quantity is calculated based on this reference temperature. Specifically, every time the hot water of the hot water tank is supplied, the solar heat utilization calorie calculating means subtracts the reference temperature from the detected temperature of the hot water discharged from the hot water tank and the hot water discharged from the hot water tank. The solar heat utilization heat amount per hot water supply is obtained by the product of the flow rate of the hot water, and the solar heat utilization heat amount per hot water supply is added in the predetermined solar heat utilization heat amount calculation setting period. Find the amount of heat used by solar water for the hot water supply.
したがって、例えば日の出前の設定時刻における貯湯槽内湯水温検出手段の検出値に基づいて基準温度を定めるといったように、集熱機による集熱が行われる前の貯湯槽内の全体の湯温を基準温度として適切に設定することにより、集熱機によって集められる太陽熱の利用熱量を、的確に算出することができ、太陽熱利用の熱量を的確に算出することができる。 Therefore, for example, the reference temperature is determined based on the detected temperature of the hot water temperature detection means in the hot water tank at the set time before sunrise, and the total hot water temperature in the hot water tank before the heat collection by the heat collector is performed. By appropriately setting as above, it is possible to accurately calculate the amount of heat used by solar heat collected by the heat collector, and it is possible to accurately calculate the amount of heat used by solar heat.
なお、貯湯槽から出湯される湯の流量は、この流量を直接的に検出する流量検出手段を設けて求めることができるものであるが、貯湯槽から出湯される湯に加熱されていない水を混合して出湯する構成の太陽熱利用熱源装置においては、混合後の流量を検出する流量検出手段の検出値と、前記出湯湯温検出手段の検出値と、加熱されていない水の温度を検出する入水温度検出手段の検出値と、混合後の湯(水)の温度を検出する混合湯温検出手段の検出値とを用いて計算により算出することもできる。 The flow rate of the hot water discharged from the hot water tank can be obtained by providing a flow rate detecting means for directly detecting the flow rate, but the hot water discharged from the hot water tank is not heated. In the solar heat source heat source device configured to mix and pour out water, the detection value of the flow rate detection means for detecting the flow rate after mixing, the detection value of the hot water temperature detection means, and the temperature of unheated water are detected. It can also be calculated by calculation using the detection value of the incoming water temperature detection means and the detection value of the mixed hot water temperature detection means for detecting the temperature of the hot water (water) after mixing.
また、貯湯槽内湯水温検出手段は貯湯槽の複数箇所の湯の温度を検出する手段と成し、基準温度設定手段は前記複数箇所の湯の温度検出値の平均値を基準温度と設定する構成とすることにより、簡単に、かつ、適切に基準温度を設定することができる。 The hot water temperature detecting means in the hot water tank is configured to detect the temperature of hot water at a plurality of locations in the hot water tank, and the reference temperature setting means is configured to set an average value of the temperature detection values of the hot water at the plurality of locations as a reference temperature. By doing so, the reference temperature can be set easily and appropriately.
さらに、太陽熱利用熱量算出設定期間は一日とし、基準温度設定手段は日の出前の予め定めた設定時刻における貯湯槽内湯水温検出手段の検出値に基づいて基準温度を定める構成とすることにより、日の出後に集熱機によって集められる太陽熱の利用熱量を、その一日ごとに的確に算出することができる。 Further, the solar heat utilization heat amount calculation setting period is one day, and the reference temperature setting means is configured to determine the reference temperature based on the detection value of the hot water temperature detection means in the hot water tank at a predetermined setting time before sunrise. The amount of heat used by solar heat collected later by the heat collector can be accurately calculated for each day.
さらに、液体循環通路に、該液体循環通路を通る液体を強制的に加熱する強制加熱手段を熱的に接続し、液体循環通路を循環させる液体を強制的に加熱したときには、その加熱終了時に貯湯槽内湯水温検出手段により貯湯槽内に貯湯されている湯の温度の検出値に基づいて基準温度を定めることにより、強制加熱手段による液体循環通路内の液体の加熱によって貯湯槽内の湯も加熱された場合には、その分の熱量は太陽熱利用の熱量として計算しないことになる。したがって、強制加熱手段による加熱が行われた場合でも、太陽熱利用の熱量をより的確に算出することができる。 Further, a forced heating means for forcibly heating the liquid passing through the liquid circulation passage is thermally connected to the liquid circulation passage, and when the liquid circulating through the liquid circulation passage is forcibly heated, hot water storage is performed at the end of the heating. The hot water in the hot water tank is also heated by heating the liquid in the liquid circulation passage by the forced heating means by determining the reference temperature based on the detected value of the temperature of the hot water stored in the hot water tank by the hot water temperature detecting means in the tank. In such a case, the amount of heat is not calculated as the amount of heat used for solar heat. Therefore, even when heating by the forced heating means is performed, the amount of heat using solar heat can be calculated more accurately.
さらに、貯湯槽の外周部の少なくとも一部に、該貯湯槽内の水の凍結を防止するために貯湯槽を加熱するヒータを設けて、該ヒータが作動されたときには、そのヒータ加熱の終了時に貯湯槽内湯水温検出手段により貯湯槽内に貯湯されている湯の温度を検出し、該検出値に基づいて基準温度を定めることにより、ヒータ加熱によって貯湯槽内の湯も加熱された場合には、その分の熱量は太陽熱利用の熱量として計算しないことになる。したがって、例えば貯湯槽内の湯水の凍結防止用にヒータ加熱が行われた場合でも、太陽熱利用の熱量をより的確に算出することができる。 In addition, a heater for heating the hot water storage tank is provided on at least a part of the outer peripheral portion of the hot water storage tank to prevent freezing of the water in the hot water storage tank, and when the heater is activated, When the temperature of the hot water stored in the hot water tank is detected by the hot water temperature detecting means in the hot water tank and the reference temperature is determined based on the detected value, the hot water in the hot water tank is also heated by the heater. The amount of heat is not calculated as the amount of heat used for solar heat. Therefore, for example, even when heater heating is performed to prevent freezing of hot water in the hot water storage tank, the amount of heat using solar heat can be calculated more accurately.
さらに、太陽熱利用熱量算出手段により算出した太陽熱利用熱量の値を表示する表示手段を設ける構成や、例えば外部に設けられる表示手段に信号接続する構成を有することにより、太陽熱利用の熱量を利用者に知らせたり、グリーンエネルギー証書の等の証書化に利用したりすることができる。そのため、生活者の省エネ意識を高めることができる。 Furthermore, by providing a display means for displaying the value of the solar heat utilization heat amount calculated by the solar heat utilization heat amount calculation means, or a structure for signal connection to the display means provided outside, for example, the heat amount of solar heat utilization can be given to the user. It can be used to inform or make a certificate such as a green energy certificate. Therefore, consumers' awareness of energy saving can be raised.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the same names as those in the conventional example, and the duplicate description is omitted or simplified.
図2に示すように、本実施例の太陽熱利用熱源装置1は、液体循環通路3に介設された集熱機13を有している。液体循環通路3には、液体を循環させるポンプ(循環ポンプ)5が介設されており、このポンプ5は、太陽電池の電力により作動する構成と成している。また、液体循環通路3の途中部には、シスターン装置50が設けられており、シスターン装置50には、シスターン装置50内の液体の液位を検出する電極31,32,33が設けられている。
As shown in FIG. 2, the solar heat utilization
本実施例において、液体循環通路3は、その一部が貯湯槽14内に通されており、集熱機13は、液体循環通路3を介して貯湯槽14と熱的に接続されている。また、液体循環通路3には、バイパス通路40が接続され、該バイパス通路40には、液−液熱交換器16と循環通路17とを介して補助熱源装置15が熱的に接続されており、この接続構造により、循環通路3を循環する液体を補助熱源装置15によって加熱可能と成している。なお、図中、符号38,39は電磁弁を示し、符号18は熱動弁を示す。
In the present embodiment, a part of the
貯湯槽14は屋外に配置され、貯湯槽14には、貯湯槽14内に貯湯されている湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段としてのサーミスタ34〜37が設けられている。また、貯湯槽14の下側には、給水通路19と排水通路20とが接続されており、給水通路19には逆止弁21が、排水通路20には排水電磁弁22がそれぞれ介設されている。なお、貯湯槽14の周りと、給水通路19および排水通路20のうち屋外に設けられる通路の周りには、ヒータ(図示せず)が設けられ、これらのヒータを作動させることによって凍結防止運転が行えるようになっている。貯湯槽14の上側には、給湯通路23が接続されており、給湯通路23には、逃がし弁29を備えた圧力逃がし通路30が接続されている。
The
給湯通路23は、管路23a,23bを介して前記補助熱源装置15に接続され、この補助熱源装置15を介して台所や浴室等の給湯先に接続されている。さらに、給湯通路23には、電磁弁24,25,26が接続されており、電磁弁(混合弁)26には、逆止弁27を備えたバイパス通路28が接続されて、該バイパス通路28を介して前記給水通路19に接続されている。バイパス通路28には入水温度検出手段44が設けられている。
The hot
また、給湯通路23において、電磁弁25よりも上流側(貯湯槽14に近い側)に出湯湯温検出手段46が設けられ、電磁弁25,26よりも下流側に、給湯通路23から出湯される湯水の流量を検出する流量検出手段49と、給湯通路23から出湯される湯水の温度を検出する混合湯温検出手段48とが設けられている。流量検出手段49は、貯湯槽14から出湯される湯にバイパス通路28を通って加熱されていない水を加えて形成される(混合される)湯の流量を検出し、混合湯温検出手段48は、その湯の温度を検出する。
Further, in the hot
なお、補助熱源装置15の構成は特に限定されるものではないが、例えば、ガス燃焼を行うバーナと、該バーナへの燃料(ガス)供給通路、バーナへの給排気を行うファンと、通路23aから供給される湯水をバーナ燃焼により加熱する熱交換器とを有している。補助熱源装置15の構成としては、従来提案されている様々な熱源装置や、今後、提案される様々な熱源装置の構成が適用されるものであり、暖房装置等を接続してもよい。
The configuration of the auxiliary
補助熱源装置15は、貯湯槽14から出湯される湯の温度が給湯設定温度以上の時には、その湯を加熱せずに給湯先に導き、貯湯槽14から出湯される湯の温度が給湯設定温度未満の時には、その湯を加熱して給湯設定温度として給湯先に導く。
When the temperature of hot water discharged from the hot
この太陽熱利用熱源装置において、液体循環通路3に設けられているポンプ5を駆動させることにより、液体循環通路3内の液体を図の矢印Aに示すように循環させる。このとき、集熱機13により液体循環通路3を通る液体の加熱が太陽光を利用して行われると、その熱により貯湯槽14内の湯水の加熱が行われる。また、貯湯槽14内には、図の矢印Bに示すように、給水通路19から給水が行われ、貯湯槽14を通って加熱された湯が給湯通路23を通って給湯先に出湯される。このとき、貯湯槽14から出湯される湯の温度が給湯設定温度未満の時は、前記の如く、補助熱源装置15による加熱が行われることにより、給湯設定温度の湯が給湯される。また、貯湯槽14から出湯される湯の温度が給湯設定温度よりも高い時は、図の矢印Cに示すように、バイパス通路28を通り、加熱されていない水が給湯通路23を通る湯に混合されて出湯される。
In this solar heat utilization heat source device, the
また、液体循環通路3内の液体と循環通路17内の湯とを共に循環させることによって、液体循環通路3の液体と循環通路17内の湯との熱交換を行うことができる。例えば、補助熱源装置15を作動させて循環通路17に通す液体の温度を高め、この液体と液体循環通路3内の液体との熱交換によって、液体循環通路3を循環する液体を例えば60度以上に加熱することにより、液体循環通路3内の液体の加熱殺菌(例えばレジオネラ菌の殺菌)を行うことができる。
In addition, by circulating the liquid in the
なお、図3には、本実施例の太陽熱利用熱源装置1のユニット構成が模式的に示されている。この図に示すように、集熱機13は、例えば、一戸建ての住宅においては、その屋根の上に屋根の傾斜と同じ角度(例えば30度)をつけて配置されるが、マンション等の集合住宅において、例えばベランダ手摺り部に、その太陽光の受光面を垂直向きとして配設することもできる。補助熱源装置15には、リモコン装置2が信号接続されている。
In addition, the unit structure of the solar heat utilization
また、本実施例の太陽熱利用熱源装置1は、図1に示すような制御構成を有している。つまり、太陽熱利用熱源装置1は、貯湯槽14側に設けられた制御装置11と補助熱源装置15側に設けられた制御装置43とを有しており、これらの制御装置11,43は互いに信号接続されている。制御装置43は燃焼制御部9を有し、制御装置11は、流量算出手段4、基準温度設定手段7、太陽熱利用熱量算出手段8、ヒータ作動制御手段12を有しており、また、貯湯槽14を収納するケースに設けられた表示手段10に信号接続されている。
Moreover, the solar heat utilization
流量算出手段4は、出湯湯温検出手段46の検出値と、入水温度検出手段44の検出値と、混合湯温検出手段48の検出値と、流量検出手段49の検出値とを用いて、次式(1)に基づく計算により、貯湯槽14から出湯される湯の流量を算出する。そして、その算出した値を、太陽熱利用熱量算出手段8に加える。
The flow rate calculation means 4 uses the detection value of the tapping hot water temperature detection means 46, the detection value of the incoming water temperature detection means 44, the detection value of the mixed hot water temperature detection means 48, and the detection value of the flow rate detection means 49, The flow rate of hot water discharged from the hot
Wswj=Wmwj・(Tmwj−Twij)/(Tstj−Twij)・・・(1) W swj = W mwj · (T mwj −T wij ) / (T stj −T wij ) (1)
なお、ここで、Wswjが貯湯槽14から出湯される湯の流量であり、Wmwjは流量検出手段49の検出値、Tmwjは混合湯温検出手段48の検出値、Twijは入水温度検出手段44の検出値、Tstjは出湯湯温検出手段46の検出値である。式(1)は、式(2)、式(3)に基づくものであり、これらの式(2)、式(3)において、Wwijはバイパス通路28を通って加えられる水の流量を示している。
Here, W swj is a flow rate of hot water discharged from the hot
Tstj・Wswj+Twij・Wwij=Tmwj・Wmwj・・・(2) T stj · W swj + T wij · W wij = T mwj · W mwj (2)
Wswj+Wwij=Wmwj・・・(3) W swj + W wij = W mwj (3)
基準温度設定手段7は、サーミスタ34〜37により検出される検出値に基づいて、予め定められている設定方法に従い、貯湯槽14内の全体の湯温を基準温度として定める。サーミスタ34〜37は互いに上下に間隔を介して配置され、その配設箇所の温度を検出することによって、貯湯槽14内の異なる箇所の温度を検出する。本実施例においては、これら複数のサーミスタ34〜37を設けることによって、貯湯槽14の複数箇所の湯の温度を検出し、基準温度設定手段7は、その複数箇所の湯の温度検出値の平均値を基準温度と設定する構成としている。
Based on the detection values detected by the
なお、基準温度設定手段7は、通常、サーミスタ34〜37によって日の出前の予め定めた設定時刻(例えば5時30分)に検出した検出温度の平均値を基準温度と設定する。また、補助熱源装置15によって液体循環通路3を循環させる液体を強制的に加熱したときには、燃焼制御部9からの制御信号を受けて、その加熱終了時に、サーミスタ34〜37により貯湯槽内に貯湯されている湯の温度を検出し、該検出値に基づいて基準温度を定める構成としている。さらに、ヒータ作動制御手段12によって前記ヒータの作動が行われたときには、そのヒータ加熱の終了時にサーミスタ34〜37により貯湯槽14内に貯湯されている湯の温度を検出し、該検出値に基づいて基準温度を定める構成としている。設定した基準温度の値は、太陽熱利用熱量算出手段8に加えられる。
The reference temperature setting means 7 normally sets the average value of the detected temperatures detected by the
太陽熱利用熱量算出手段8は、貯湯槽14の湯の給湯が行われる毎に、出湯湯温検出手段46により検出した検出温度Tstjから前記基準温度Tst0を差し引いた値と、流量算出手段4により検出される流量Wstjとの積により、給湯一回当たりの太陽熱利用熱量を求める。そして、この給湯一回当たりの太陽熱利用熱量を予め定められる太陽熱利用熱量算出設定期間において加算することにより、(数1)に示すように、太陽熱利用熱量算出設定期間(例えば一日)に行われた給湯の太陽熱利用熱量Qswを求め、その求めた値をリモコン装置2に加える。また、太陽熱利用熱量算出手段8は、計算結果を保存する構成を有しており、太陽熱利用熱源装置1の停電時や故障時にもデータ保存が可能と成している。
The solar heat utilization heat quantity calculation means 8 is a value obtained by subtracting the reference temperature T st0 from the detected temperature T stj detected by the tapping hot water temperature detection means 46 every time hot water is supplied to the hot
表示手段10は、太陽熱利用熱量算出手段8により算出した太陽熱利用熱量の値を表示する(図3、参照)。 The display means 10 displays the value of the solar heat utilization heat quantity calculated by the solar heat utilization heat quantity calculation means 8 (see FIG. 3).
本実施例は以上のように構成されており、その動作について、図4に示すフローチャートに基づき説明する。まず、ステップS1で、集熱量計測が、例えばリモコン装置2または制御装置11の操作によってオンにされると、ステップS2で、現在時刻が設定時刻か否か、つまり、現在時刻が、基準温度を設定するためにサーミスタ34〜37の温度を検出する時刻(例えば5時30分)か否かが判断される。そして、現在時刻が設定時刻の時には、ステップS3で、これから一日の太陽熱利用熱量算出を積算開始する(確定する)ことになり、ステップS4で、熱量積算値のリセット(つまり、熱量積算値を0とすること)が行われる。
The present embodiment is configured as described above, and its operation will be described based on the flowchart shown in FIG. First, in step S1, when the heat collection amount measurement is turned on, for example, by an operation of the
次に、ステップS5で、補助熱源装置15による強制加熱運転が停止中であるか否かが判断され、また、ステップS6で、凍結防止運転が停止中か否かが判断され、これらの運転が停止中であれば、ステップS7で、サーミスタ34〜37による貯湯槽14内の水温測定が行われ、これらの測定値に基づき、ステップS8で、基準温度Tst0の設定が行われる。なお、ステップS5で、補助熱源装置15による強制加熱運転が停止中でないと判断されたときや、ステップS6で、凍結防止運転が停止中でないと判断されたときには、これらの運転が停止してから、ステップS7に進むため、基準温度の設定は、強制加熱運転や凍結防止運転が全く行われなかったときには、それらの運転が行われる前の温度に基づき前記基準温度が設定され、それらの運転が行われたときには、運転後の温度に基づき前記基準温度が設定されることになる。
Next, in step S5, it is determined whether the forced heating operation by the auxiliary
そして、ステップS9で、ステップS3から24時間経過していないか否かが判断され、24時間経過していればステップS2に戻り、24時間経過していないときには、ステップS10に進む。ステップS10では、給湯要求があるか否かが判断され、給湯要求がないときには、ステップS20に進み、給湯栓が開かれて給湯要求があったときには、ステップS11に進む。そして、ステップS11で、出湯温度検出手段(ソーラTH)46による水温検出(測定)が行われ、ステップS12で、入水温度検出手段(入水TH)44による水温検出(測定)が行われ、ステップS13で、混合湯温検出手段(混合TH)48による水温検出(測定)が行われ、ステップS14で、流量検出手段(水量センサ)49による流量検出(水量測定)が行われる。なお、これらステップS11〜ステップS14の動作は、同時あるいは順不同でもよい。 In step S9, it is determined whether or not 24 hours have elapsed since step S3. If 24 hours have elapsed, the process returns to step S2, and if 24 hours have not elapsed, the process proceeds to step S10. In step S10, it is determined whether or not there is a hot water supply request. If there is no hot water request, the process proceeds to step S20. If the hot water tap is opened and there is a hot water request, the process proceeds to step S11. In step S11, water temperature detection (measurement) is performed by the tapping temperature detection means (solar TH) 46, and in step S12, water temperature detection (measurement) is performed by the incoming water temperature detection means (inflow TH) 44, and step S13. Thus, water temperature detection (measurement) is performed by the mixed hot water temperature detection means (mixing TH) 48, and in step S14, flow rate detection (water quantity measurement) is performed by the flow rate detection means (water amount sensor) 49. The operations in steps S11 to S14 may be performed simultaneously or in any order.
ステップS15で、給湯停止が判断されたときには、ステップS16で、その一回の給湯の太陽熱利用熱量を算出する。なお、ステップS17で、その値が0または負の値と判断されたときには、ステップS19に進み、ステップS16で算出した値が正の値であるときのみ、その値を積算して保存する。また、ステップS19では、ステップS3から24時間経過していないか否かが判断され、24時間経過しているときにはステップS2に戻り、24時間経過していないときには、ステップS20に進む。 When it is determined in step S15 that hot water supply is stopped, in step S16, the solar heat utilization heat amount of the single hot water supply is calculated. When it is determined in step S17 that the value is 0 or a negative value, the process proceeds to step S19, and only when the value calculated in step S16 is a positive value, the value is integrated and stored. In step S19, it is determined whether or not 24 hours have elapsed since step S3. When 24 hours have elapsed, the process returns to step S2, and when 24 hours have not elapsed, the process proceeds to step S20.
ステップS20では、補助熱源装置15による強制加熱運転が停止中であるか否かが判断され、また、ステップS21では、凍結防止運転が停止中か否かが判断され、これらの運転が停止中であれば、ステップS22では、ステップS3から24時間経過していないか否かが判断され、24時間経過したら、ステップS2に戻り、24時間経過していないときには、ステップS10に戻って前記動作を繰り返す。以上のようにして、一日の太陽熱利用熱量が算出される。
In step S20, it is determined whether the forced heating operation by the auxiliary
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、本発明の太陽熱利用熱源装置のシステム構成は、図2に示した構成とは限らず、適宜設定されるものである。つまり、太陽光の熱を集熱する集熱機13を介設した液体循環通路3が貯湯槽14に熱的に接続され、該貯湯槽14から出湯される湯の温度を検出する出湯湯温検出手段と、貯湯槽14内に貯湯されている湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段と、図1に示したような制御構成を有していればよい。
In addition, this invention is not limited to the said Example, It sets suitably. For example, the system configuration of the solar heat utilization heat source device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. That is, the hot water temperature detection for detecting the temperature of the hot water discharged from the hot
例えば、前記実施例で設けた補助熱源装置15や凍結防止運転用のヒータおよびヒータ作動制御手段12は省略することもできる。また、前記実施例では、流量算出手段4が、出湯湯温検出手段46による検出温度と入水温度検出手段44による検出温度と流量検出手段49による検出流量とに基づいて、貯湯槽14から出湯される湯の流量を算出するようにしたが、貯湯槽14の出口側において、バイパス通路28との合流部よりも上流側に流量検出手段を設け、この流量検出手段によって貯湯槽14から出湯される湯の流量を検出するようにしてもよい。ただし、前記実施例のような構成とすると、バイパス通路28との合流部よりも下流側に1つの流量検出手段45を設けるだけで、バイパス通路28を通って水が合流されてから給湯先に出湯される湯の流量のみならず、貯湯槽14から出湯される湯の流量(すなわち、合流前の湯の流量)も知ることができるので、装置構成を簡略化でき、装置のコストダウンを図ることができる。
For example, the auxiliary
また、前記実施例では、サーミスタ34〜37による検出温度に基づき、通常は日の出前の設定時刻(例えば5時30分)におけるサーミスタ34〜37の検出温度の平均値を基準温度として基準温度を設定し、補助熱源装置15による液体循環通路3内の液体の強制加熱やヒータによる凍結防止運転が行われたときには、これらの運転後のサーミスタ34〜37の検出温度の平均値を基準温度として設定したが、基準温度の設定の仕方は適宜設定されるものである。例えば、設定時刻を季節に応じて可変してもよいし、サーミスタの配設数や配設間隔を前記実施例と異なる態様としてもよいし、例えば図2の破線枠で示すような、貯湯槽14における有効部分について複数箇所の温度を検出して、この温度の平均値を基準温度として設定してもよい。
Moreover, in the said Example, based on the detection temperature by the thermistors 34-37, a reference temperature is normally set by using the average value of the detection temperature of the thermistors 34-37 in the setting time (for example, 5:30) before sunrise as a reference temperature. When the forced heating of the liquid in the
さらに、前記実施例では、図3に示したように、太陽熱利用熱量算出手段8により算出した太陽熱利用熱量の値を貯湯槽14のケースに設けられた表示手段10に表示するように構成したが、例えば以下に示すようにして、太陽熱利用熱量の値を表示するようにしてもよい。例えば、図5に示すように、表示手段10を屋外や共用部に設け、リモコン装置2を介して信号接続してもよい。また、図6に示すように、太陽熱利用熱源装置1に送信機51を接続し、この送信機51から、リモコン装置2や屋外や共用部に設けた表示手段10に、太陽熱利用の値を無線により送って表示手段10に表示するようにしてもよいし、送信機51から受信記録機52に無線により太陽熱利用の値を送り、表示するようにしてもよい。
Furthermore, in the said Example, as shown in FIG. 3, it comprised so that the value of the solar heat utilization heat amount computed by the solar heat utilization heat amount calculation means 8 might be displayed on the display means 10 provided in the case of the
さらに、図7に示すように、無線あるいは配線を介してデータ通信端末53を接続し、その通信端末53から記録機54に太陽熱利用の値を送り、表示するようにしてもよいし、図8に示すように、通信アダプタ55経由で、モデム56を介して公衆回線に信号接続し、サーバセンタ57で集中管理するようにしてもよい。このようにすると、例えば携帯型電話機58によってデータを取り込み、太陽熱利用熱量を携帯型電話機58の表示手段に表示させることもできる。
Further, as shown in FIG. 7, a data communication terminal 53 may be connected wirelessly or via wiring, and the value of solar heat utilization may be sent from the communication terminal 53 to the
さらに、リモコン装置2に、例えばバーコードやQRコード等の情報コードを表示させ、この情報コードを携帯型電話機58により読み込み、サーバセンタ57に送信して太陽熱利用熱量を携帯型電話機58の表示手段に表示させることもできる。これらのように、太陽熱利用の値の表示の仕方や利用の仕方は適宜設定されるものであり、前記各例の他、これまで様々に提案されている構成や、今後提案される構成など、適宜適用される。
Further, an information code such as a bar code or QR code is displayed on the
本発明は、装置の大型化やコストアップを招くことなく、正確に太陽熱利用熱量を求めることができるので、家庭用や業務用の太陽熱利用熱源装置として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can accurately determine the amount of heat used by solar heat without increasing the size and cost of the device, and can therefore be used as a solar heat source heat source device for home use or business use.
1 太陽熱利用熱源装置
3 液体循環通路
4 流量算出手段
5 ポンプ
7 基準温度設定手段
8 太陽熱利用熱量算出手段
9 燃焼制御部
10 表示手段
11 制御装置
12 ヒータ作動制御手段
13 集熱機
14 貯湯槽
15 補助熱源装置
44 入水温度検出手段
46 出湯湯温検出手段
48 混合湯温検出手段
49 流量検出手段
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