JP6241742B2 - Freezing prevention system in indoor warm air circulation type hot water storage tank. - Google Patents
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Description
この発明は、建物室内暖気の流通にて貯湯タンク内の凍結を防止するシステムに関する。 The present invention relates to a system for preventing freezing in a hot water storage tank by circulating warm air in a building.
従来より、貯湯タンク内の凍結防止のために、通電発熱利用やヒートポンプ方式などが利用されているが、本発明にて示すような建物室内暖気を利用したものは見あたらない。 Conventionally, in order to prevent freezing in the hot water storage tank, the use of energized heat generation, a heat pump system, or the like has been used, but there is no such thing that uses warming in the building interior as shown in the present invention.
以前より、太陽熱を利用して温水を作る装置・システムが利用されてきた。これは建物の屋根上に太陽光受光面を有する集熱パネルを設置し、このパネル内に液体を循環させて、これにより加温された循環液の熱をタンク内に導き、タンク内の貯水と熱交換を行って、この水を湯に変えて生活用水として利用するものである。
しかしこれは天候に左右され、雨天時や夜間時は太陽熱利用効率は低下するため、ボイラー等の加温装置を併用して、この熱量不足を補う方法もとられている。とりわけ、冬季降雪時期では、この加温熱量も増加してくる。一般住宅での利用においては、ボイラーの屋内設置にて貯湯タンク設置スペースがなく、そのため屋外に貯湯タンクを設置することが多くなる。しかし問題なのは冬季寒冷時期での利用である。
すなわち、寒冷地では冬季屋外はマイナス温度になるのが常態であるために、タンク内の凍結を防止しなければならない。そのために電気ヒーター等を用いることになり、ランニングコストの増加を招く結果となっている。
本発明は以上に鑑み、室内暖房および日射による暖気を貯湯タンク近傍に流通させることにて該タンク内の加温を行い、これにてタンク内凍結を防止する新規かつ有用なる手段を提供することを目的として発明されたものである。Devices and systems that make hot water using solar heat have been used for some time. This is because a heat collection panel with a solar light receiving surface is installed on the roof of the building, and the liquid is circulated in this panel, and the heat of the circulating fluid heated thereby is introduced into the tank, and the water stored in the tank is stored. The water is exchanged with heat, and this water is converted into hot water and used as domestic water.
However, this depends on the weather, and the efficiency of solar heat utilization is reduced during rainy weather and at night. Therefore, a heating method such as a boiler is used together to compensate for this lack of heat. In particular, this amount of heating heat also increases during winter snowfall. In use in a general house, there is no hot water storage tank installation space when the boiler is installed indoors. Therefore, a hot water storage tank is often installed outdoors. However, the problem is the use in cold winter seasons.
In other words, in cold regions, it is normal for outdoor temperatures to be negative in winter, so the tank must be prevented from freezing. For this purpose, an electric heater or the like is used, resulting in an increase in running cost.
In view of the above, the present invention provides a new and useful means for heating the inside of a tank by circulating warm air from indoor heating and solar radiation in the vicinity of a hot water storage tank, thereby preventing freezing in the tank. It was invented for the purpose.
課題を解決する手段として本発明は以下の構成とした。
すなわち、屋外に設置される断熱構造の中空体によるケーシングを設け、該ケーシング内に、ケーシング内面より距離を有して貯湯タンクを位置させてこの間隙による暖気通路を形成し、建物室内暖気をケーシング内暖気通路に導く手段と、該暖気通路通過後の暖気をケーシング外に排出する手段とを設けるとともに、貯湯タンクへの給水手段および貯湯の排出供給手段とを有し、太陽熱にて加温された液と貯湯タンク内貯湯との熱交換手段とを有するものとする。本発明は以上の構成よりなる室内暖気流通型貯湯タンク内凍結防止システムである。The present invention has the following configuration as means for solving the problems.
That is, a casing made of a heat-insulating hollow body installed outdoors is provided, a hot water storage tank is located in the casing at a distance from the casing inner surface to form a warm air passage by this gap, and the building room warm air is casing There are provided means for guiding to the inner warm air passage and means for discharging the warm air after passing through the warm air passage to the outside of the casing, and also has means for supplying water to the hot water storage tank and means for discharging and supplying hot water, and is heated by solar heat. And a heat exchange means for the hot water stored in the hot water storage tank. The present invention is an indoor warm air circulation type hot water storage tank freezing prevention system configured as described above.
本発明は下記の効果を有する。
1.断熱構造体内に、該断熱構造体内面と距離を有して貯湯タンクを設けて、この間隙内に室内暖気を流通させる方式としたので、貯湯タンク内の温度低下を阻止して、タンク 内凍結を防止することができる。
2.給水管および取湯管は、暖気通路内に位置するので、この双方の管への加温効果が得られる。
3.各配管に可撓性管体を用いることにて、冬季凍結によるケーシング位置変化にも対応することができる。
4.屋外に貯湯タンクをある程度の離隔をもって設置できるので、建物室内を有効スペースとして利用することができる。
5.床下に暖気排出するので、床下水回りの凍結を防止することができる。
6.電熱ヒーターを用いないので、ランニングコストを低くすることができる。
7.構造シンプルにして安価に製造提供することができる。The present invention has the following effects.
1. A hot water storage tank is provided in the heat insulating structure with a distance from the inner surface of the heat insulating structure, and indoor warm air is circulated in the gap, so that the temperature inside the hot water storage tank is prevented from falling and the tank freezes. Can be prevented.
2. Since the water supply pipe and the intake pipe are located in the warm air passage, a heating effect on both the pipes can be obtained.
3. By using a flexible tube for each pipe, it is possible to cope with a change in casing position due to freezing in winter.
4). Since the hot water storage tank can be installed outdoors with a certain distance, the building room can be used as an effective space.
5. Since warm air is discharged under the floor, freezing around the underwater can be prevented.
6). Since no electric heater is used, the running cost can be reduced.
7). The structure is simple and can be manufactured and provided at low cost.
以下、本発明の実施形態について説明する。
図において、1は太陽熱集熱パネルで、市販品による平板状物品であり、建築物の屋根等に所定方向・角度にて設置される。2は循環パイプで、該集熱パネル内に接続されるとともに、その出入り口は該パネルから離れて下降し、後述の貯湯タンク内に導かれる。
この循環パイプ適所には液循環のための循環ポンプ3が設けられる。
4はケーシングで、中空円筒体であってその内面には所定厚さの発泡合成樹脂による断熱材5が貼着される。このケーシング上部は蓋として着脱可能に設けられ、下部は適宜支持部材にて地上に固定される。6は金属製中空円筒体による貯湯タンクで、その外径は前記断熱材内面より少しの距離を持って位置し、また該タンクの上下端も断熱材と少しの距離を持って位置しており、該タンク下端は適宜支持部材にてケーシング内下面に固定される。7は放熱体で、前記循環パイプを平面的に蛇行させた部分であって、貯湯タンク内下方に位置し、この放熱体と前記循環パイプとは通液接続されている。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
In the figure, reference numeral 1 denotes a solar heat collecting panel, which is a flat product made of a commercial product, and is installed on a roof of a building at a predetermined direction and angle. A circulation pipe 2 is connected to the inside of the heat collecting panel, and its inlet / outlet descends away from the panel and is led into a hot water storage tank described later.
A
Reference numeral 4 denotes a casing, which is a hollow cylindrical body, and a
10は建物壁、11は建物床で、これらを介して各部が設けられる。
12は電動のファンで、室内壁上部の通気孔に設けられ、この通気孔に可撓性の暖気供給管13の一端が取り付けられ、他端はケーシングおよび断熱材の上部を貫通して通気状態となっている。14は暖気排出管で、可撓性管体であってその一端は同じくケーシングおよび断熱材を貫通して位置し、他端は建物壁を貫通して床下に開放されている。
従って、室内の暖気は暖気供給管より貯湯タンク外面と断熱材内面との間に形成される暖気通路15を下降して貯湯タンクを加温し、暖気排出管より床下に放出される。
16は可撓性の給水管で、水道水供給のためのものである。この給水管は地中より立ち上がり、継手を介して暖気排出管内を通って貯湯タンク壁を貫通して通水接続される。
17は給水栓である。18は可撓性の取湯管で、その一端は暖気排出管内を通り、暖気通路内を上昇して貯湯タンク上端を貫通通水しており、他端は建物床上に設置されるボイラー19(市販流通品)に入る。20はその一端がボイラーに入っている給湯管で、その他端は給湯使用場所に導かれる。21はボイラーの排気筒であり、建物壁外に導かれる。
以上が本発明の一実施形態である。10 is a building wall, 11 is a building floor, and each part is provided through these.
An
Accordingly, the warm air in the room is lowered from the warm air supply pipe through the
Reference numeral 17 denotes a water tap.
The above is one embodiment of the present invention.
次に、本発明の使用について説明する。
本発明の使用に際しては、まず給水栓を開いて、給水管を介して貯湯タンク内に給水し、該タンク内を水で満たす。また、ボイラーを運転状態とする。このボイラーには電磁バルブおよびサーモスタットが装備されており、適正な供給湯温が保たれる。
建物室内壁上部にあるファンを回して室内暖気を暖気供給管を介してケーシング内に送り込み、この暖気は暖気通路内を下降して暖気排出管より床下に排気されるが、このとき、この暖気と貯湯タンクの間で熱交換が行われる。
貯湯タンクには循環パイプを介して太陽熱集熱パネルが接続されるとともに、該パイプは貯湯タンク内下方に位置する放熱体に接続されている。従って、太陽熱集熱パネルにて加温された循環液は、循環ポンプにて循環パイプと放熱体内を循環し、これにて放熱体から放熱される熱量にて、貯湯タンク内を加温することができる。以上にても必要温度に満たない場合は、ボイラー運転にてさらに加温されて適正温度の湯として用いることができる。Next, the use of the present invention will be described.
In using the present invention, first, the water tap is opened, water is supplied into the hot water storage tank through the water supply pipe, and the tank is filled with water. Moreover, let the boiler be in an operating state. This boiler is equipped with an electromagnetic valve and a thermostat to maintain an appropriate hot water temperature.
The fan at the top of the building interior wall is turned to send indoor warm air into the casing through the warm air supply pipe, and this warm air descends in the warm air passage and is exhausted below the floor through the warm air exhaust pipe. And heat exchange between the hot water storage tanks.
A solar heat collecting panel is connected to the hot water storage tank through a circulation pipe, and the pipe is connected to a radiator located below the hot water storage tank. Therefore, the circulating fluid heated by the solar heat collecting panel is circulated in the circulation pipe and the radiator by the circulation pump, and the heat storage tank is heated by the amount of heat radiated from the radiator. Can do. Even if it does not satisfy the required temperature as described above, it is further heated by boiler operation and can be used as hot water at an appropriate temperature.
太陽熱の効率的な利用は、昼間時における日照時であって、雨天時や夜間時は利用効率が下がり、もしくは利用できなくなる。本発明はケーシング内に断熱材を用い、その内方に貯湯タンクを位置させて、外気温低下の影響を緩和する方法を用いているが、さらに暖気を用いて保温を行っている。既述のこの方式にて、貯湯タンクは一定温度環境にあるため、タンク内凍結を防止することができる。また、各配管において、可撓性管体を用いており、凍結にてケーシング位置が変化した場合にても対応可能なものとなっている。
なお、既例にて用いるファンは24時間稼働を想定しており、常に暖気がケーシング内に供給される。また、暖気排出は床下としたが、室内へ戻す方式としてもよく、例えば感熱センサーと切替弁を併用して、排出暖気が適温のときは室内へ戻し、非適温のときは床下排気となるよう構成してもよい。
なお、本発明稼働時は給水栓は常時開状態を保ち、その水圧にて貯湯タンク上端より取湯管を介してボイラーに湯が供給される。放熱体により加温された水は比重変化にてタンク内上方への対流が起こり、また暖気供給による熱交換にてこの湯の温度下降を防いでボイラーに湯が行き、必要に応じてボイラー運転にてさらに加温され、必要場所に湯が供給されるシステムである。The efficient use of solar heat is during sunshine during the daytime, and when it rains or at night, the use efficiency decreases or cannot be used. In the present invention, a heat insulating material is used in the casing, and a hot water storage tank is positioned inside the casing to reduce the influence of a decrease in the outside air temperature. With this method described above, the hot water storage tank is in a constant temperature environment, so that freezing in the tank can be prevented. In addition, each pipe uses a flexible tube, and can cope with a case where the casing position changes due to freezing.
Note that the fans used in the examples are assumed to operate for 24 hours, and warm air is always supplied into the casing. In addition, warm air is discharged under the floor, but it may be returned to the room. For example, a heat sensor and a switching valve may be used together to return to the room when the exhaust warm air is at the appropriate temperature, and to exhaust under the floor when the temperature is not appropriate. It may be configured.
During operation of the present invention, the water faucet is always kept open, and hot water is supplied from the upper end of the hot water storage tank to the boiler via the hot water take-up pipe. The water heated by the radiator convects upward in the tank due to the change in specific gravity, and the hot water flows to the boiler by preventing the temperature from falling due to heat exchange by supplying warm air. In this system, the water is further heated and hot water is supplied to the necessary place.
以上、本発明について記したが、本発明は断熱構造内の貯湯タンクを室内暖気供給にて一定温度環境を保って、冬季寒冷時における貯湯タンク内凍結を防止するものである。
従来は、ヒートポンプシステムや電気温水器においては蓄熱槽本体からの自己発熱による放熱量が大きいために、室内連結給水設備などの凍結を、その放熱にて防ぐことが可能であった。しかし、太陽熱給湯システムについて、冬季に日照不足が続いたときは、その蓄熱槽からの発熱が少ないために、凍結予防効果がなく、この凍結を防ぐために電熱その他による発熱手段が必要であった。また、安価な基礎として多用されている束石施工では、貯湯タンクの重量による地盤沈下および寒冷地の凍上などによる地盤上下動などの欠点があり、硬質な連絡ダクトパイプは壁等の破損の原因となっている。これらに対応するために、既述の加温手段および可撓性管体を用いるものとしたのである。近年、太陽光利用が進展してきているが、その多くは太陽光発電である。
しかし、エネルギー変換効率では太陽光発電は約15パーセントほどでしかない。
これに対し、太陽光集熱方式は60パーセントもの変換効率を有しており、その有効利用が望まれるが、寒冷地では凍結等の課題を有しており、本発明にてこれら諸問題の有効なる解決が得られるものとなり、省エネルギー政策面からも有効なる手段を提供するものである。Although the present invention has been described above, the present invention is intended to prevent the hot water storage tank in the heat insulating structure from freezing in the cold in winter by maintaining a constant temperature environment by supplying warm air in the room.
Conventionally, in heat pump systems and electric water heaters, the amount of heat released by self-heating from the heat storage tank main body is large, and thus it has been possible to prevent freezing of indoor connected water supply facilities and the like by that heat release. However, with regard to the solar hot water supply system, when there was a shortage of sunshine in the winter, there was little heat generation from the heat storage tank, so there was no freezing prevention effect, and heat generation means by electric heat or the like was necessary to prevent this freezing. In addition, the boulder construction, which is often used as an inexpensive foundation, has disadvantages such as ground subsidence due to the weight of the hot water storage tank and ground vertical movement due to frost heaving in cold regions, etc. It has become. In order to cope with these, the heating means and the flexible tube described above are used. In recent years, the use of solar light has progressed, and many of them are solar power generation.
However, in terms of energy conversion efficiency, solar power generation is only about 15%.
On the other hand, the solar heat collecting system has a conversion efficiency of 60%, and its effective use is desired. However, there are problems such as freezing in cold districts. It provides an effective solution and provides an effective means from the energy conservation policy aspect.
1 太陽熱集熱パネル
2 循環パイプ
3 循環ポンプ
4 ケーシング
5 断熱材
6 貯湯タンク
7 放熱体
10 建物壁
11 建物床
12 ファン
13 暖気供給管
14 暖気排出管
15 暖気通路
16 給水管
17 給水栓
18 取湯管
19 ボイラー
20 給湯管
21 排気筒DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar thermal collection panel 2
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