JPH09138007A

JPH09138007A - 太陽熱給湯設備

Info

Publication number: JPH09138007A
Application number: JP31745895A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Otani; 利春大谷; Kiyoshi Ohashi; 清大橋; Shingo Minamida; 真吾南田
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-27
Anticipated expiration: 2015-11-10
Also published as: JP3692580B2

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽熱温水器の圧力を１ｋｇ／ｃｍ² 以上に
しても、太陽熱温水器内の湯温が１００℃を超えること
がなく、しかも給水管や給湯管に長尺のサーモスタット
付ヒーターバンドを巻き付けることなく、冬期における
水の凍結を防止することが可能な太陽熱給湯設備を提供
することを目的とする。【解決手段】太陽熱温水器１０よりも低位の位置に
は、給水管１１と給湯管１２を連通させる第２の連通管
２２が設けられ、第２の連通管２２にはポンプ２３と第
１の温圧弁２４とヒーター２５と第１の流量スイッチ２
６が設けられている。太陽熱温水器１０の出湯口１０ｂ
には、第２の温圧弁２７が設けられていると共に、太陽
熱温水器１０内の湯温を検出してポンプ２３の作動を制
御する第１の温度センサー２８が挿入されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽熱を利用して給湯
を行う太陽熱給湯設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の太陽熱給湯設備の一例を
示すシステム図である。

【０００３】図中、太陽熱温水器１０に水を供給するた
めの給水管１１が、太陽熱温水器１０の給水口１０ａに
接続され、また太陽熱温水器１０から湯を取り出すため
の給湯管１２が、太陽熱温水器１０の給湯口１０ｂに接
続されている。給水管１１には、太陽熱温水器１０より
も低位の位置に減圧弁１３が取り付けられている。

【０００４】また減圧弁１３の２次側には、太陽熱温水
器１０よりも低位の位置で給水管１１と給湯管１２を連
通させる連通管１４が設けられ、連通管１４と給湯管１
２の連結部には、ミキシングバルブ（湯水混合栓）１５
が設けられている。連通管１４と給水管１１の連結部１
１ａと、太陽熱温水器１０との間の給水管１１には、減
圧弁１３から太陽熱温水器１０への流れを許容し、逆方
向の流れを防止する第１の逆止弁１６が設けられてい
る。連通管１４には、給水管１１から給湯管１２への流
れを許容し、逆方向の流れを防止する第２の逆止弁１７
が設けられている。またミキシングバルブ１５の出口１
５ａには、混合水が出ていく方向の流れを許容し、逆方
向の流れを防止する第３の逆止弁１８が設けられてい
る。さらに太陽熱温水器１０の出湯口１０ｂには、圧力
逃し弁１９が取り付けられてなり、圧力逃し弁１９に
は、排水用パイプ（図示せず）が連結されており、湯を
屋根面に沿って流すようになっている。

【０００５】この圧力逃し弁１９の設定圧力は、減圧弁
１３の設定圧力よりも高くされ、例えば圧力逃し弁１９
の設定圧力が、０．９５ｋｇ／ｃｍ² 、減圧弁１３の設
定圧力が０．８ｋｇ／ｃｍ² とされる。

【０００６】このような太陽熱温水器１０に供給された
水は、太陽熱で温められて温度が上がると膨張し、太陽
熱温水器１０内の水圧が上昇することになるが、水圧が
太陽熱温水器１０の出湯口１０ｂに設けられた圧力逃し
弁１９の設定圧力に達すると、圧力逃し弁１９から排水
用パイプを経て湯が外部に排出され、太陽熱温水器１０
内の圧力を低下させる。つまり太陽熱温水器１０内の圧
力は、圧力逃し弁１９の設定圧力を越えないようになっ
ている。

【０００７】このような太陽熱給湯設備においては、水
道水が減圧弁１３から給水管１１を通り、太陽熱温水器
１０に供給された後、給湯管１２と連通管１４に満たさ
れる。この状態で、日中、一定時間汲み置かれると、太
陽熱温水器１０内の水が、太陽熱で加熱されて湯にな
り、給湯管１２からミキシングバルブ１５の湯口１５
ｂ、出口１５ａ、第３の逆止弁１８を経て外部に取り出
される。

【０００８】このとき太陽熱温水器１０から出ていく湯
と同量の水が、給水管１１から太陽熱温水器１０に供給
される。また減圧弁１３を通った水は、ミキシングバル
ブ１５の水口１５ｃにも入り、ミキシングバルブ１５内
で湯と水が混合されて設定温度の湯が出口１５ａから出
ていくことになる。こうして取り出された湯は、直接給
湯利用されたり、あるいは雨や雪等で太陽熱温水器１０
内の湯が低い時に、ガス、石油給湯機器で追い焚きして
から給湯利用される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来から太陽
熱温水器は、１ｋｇ／ｃｍ² 以下の圧力で使用されてお
り、例えば上記の太陽熱給湯設備の場合には、太陽熱温
水器内の圧力は、圧力逃し弁の設定圧力である０．９５
ｋｇ／ｃｍ² を越えることはない。

【００１０】しかしながら近年、直圧式のガス・石油給
湯機器が普及し、また２階での給湯利用あるいは多箇所
での同時給湯利用が増えつつあり、これに伴い太陽熱温
水器の給湯圧力を高くしなければ十分に機能しなくなっ
てきた。

【００１１】すなわち圧力が１ｋｇ／ｃｍ² 以下の太陽
熱温水器を、直圧式のガス・石油給湯機器に接続する
と、台所で湯の出が悪くなったり、シャワーからの湯の
出が悪くなるという支障が生じる。

【００１２】このような事情から太陽熱温水器を１ｋｇ
／ｃｍ² 以上の圧力で使うことが望まれているが、この
ような高い圧力で太陽熱給湯設備を使用すると、湯温が
１００℃を越えることがあり、その結果、構成部材の劣
化を招きやすくなるという問題が生じる。

【００１３】例えば図２の太陽熱給湯設備の減圧弁１３
の設定圧力を２．５ｋｇ／ｃｍ² 、圧力逃し弁１９の設
定圧力を３ｋｇ／ｃｍ² として、貯湯量２４０リット
ル、有効集熱面積２．７３ｍ² の真空ガラス管式の太陽
熱温水器を用い、夏期の晴天日の朝に太陽熱温水器１０
内に約３０℃の水道水を供給し、１日中湯を全く使わず
に放置すると、太陽熱温水器１０内の湯の最高到達温度
は、約８４℃となる。このまま湯を全く使わずに、翌日
に持ち越すと、夜間の自然冷却によって翌朝の湯温は、
約６０℃になるが、再び翌日が晴天であり、日中全く湯
を使わなければ、太陽熱温水器１０内の湯の最高到達温
度は、約１１３℃となる。同様にして、３日目も湯を全
く使わずに放置すると、太陽熱温水器１０内の湯の最高
到達温度は、約１３０℃にもなる。

【００１４】このように太陽熱温水器１０の性能が良け
れば、晴天日が続く時に、湯を全く使わずに放置する
と、太陽熱温水器１０内の湯の最高到達温度は、圧力逃
し弁１９の設定圧力が飽和蒸気圧になる温度まで上昇す
ることがある。

【００１５】また冬期に外気温が０℃以下になると、給
水管１１や給湯管１２内の水が凍結することがあるた
め、給水管１１と給湯管１２の全長にわたって長尺のサ
ーモスタット付ヒーターバンドを巻き付け、さらにその
上に断熱材を巻き付け、外気温がサーモスタットの設定
温度以下になると、ヒーターに通電し、給水管１１や給
湯管１２内の水を温めて凍結を防止する工夫がなされて
いる。

【００１６】しかしながら一般に給水管１１や給湯管１
２の長さは、約１０ｍもあり、ヒーターバンドの取付工
事に大変手間がかかるという問題があった。

【００１７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、太陽熱温水器の圧力を１ｋｇ／ｃｍ² 以上にして
も、太陽熱温水器内の湯温が１００℃を越えることがな
く、しかも給水管や給湯管に長尺のサーモスタット付ヒ
ーターバンドを巻き付けることなく、冬期における水の
凍結を防止することが可能な太陽熱給湯設備を提供する
ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽熱給湯設備
は、太陽熱を利用して水を温める太陽熱温水器と、太陽
熱温水器の給水口に接続して太陽熱温水器に給水するた
めの給水管と、太陽熱温水器の出湯口に接続して太陽熱
温水器から湯を取り出すための給湯管とを備えた太陽熱
給湯設備であって、上記太陽熱温水器よりも低位の位置
で給水管に減圧弁を設け、減圧弁の２次側で、且つ、太
陽熱温水器よりも低位の位置に給水管と給湯管を連通さ
せる第１の連通管を設け、第１の連通管と給湯管の連結
部にミキシングバルブを設け、第１の連通管よりも太陽
熱温水器側で、且つ、太陽熱温水器よりも低位の位置に
給水管と給湯管を連通させる第２の連通管を設け、第２
の連通管にポンプと第１の温圧弁とヒーターと第１の流
量スイッチを設け、ミキシングバルブの混合水の出口に
第２の流量スイッチを設け、太陽熱温水器の出湯口に第
２の温圧弁と、太陽熱温水器の湯温を検出してポンプの
作動を制御する第１の温度センサーを設け、太陽熱温水
器の近傍に外気温を検出する第２の温度センサーを設
け、給水管内に水温を検出する第３の温度センサーを設
けてなり、減圧弁の設定圧力を第１の温圧弁および第２
の温圧弁の設定圧力よりも低くし、且つ、第１の温圧弁
の設定圧力を第２の温圧弁の設定圧力よりも低くし、ポ
ンプを起動させる第１の温度センサーの設定温度を第１
の温圧弁および第２の温圧弁の設定温度よりも低くし、
且つ、第１の温圧弁の設定温度を第２の温圧弁の設定温
度よりも低くし、第２の温度センサーと第３の温度セン
サーによってポンプとヒーターの作動を制御することを
特徴とする。

【００１９】また本発明は、第１の連通管と給水管の連
結部と、第２の連通管と給水管の連結部の間の給水管
に、減圧弁から太陽熱温水器への流れを許容し、逆方向
への流れを防止する第１の逆止弁を設け、第２の連通管
に給湯管から給水管への流れを許容し、逆方向への流れ
を防止する第２の逆止弁を設け、ミキシングバルブの出
口付近の給湯管に混合水が出ていく方向の流れを許容
し、逆方向への流れを防止する第３の逆止弁を設けてな
ることを特徴とする。

【００２０】さらに本発明は、第３の逆止弁の２次側に
排水用バルブを設けてなることを特徴とし、減圧弁の１
次側の給水管にストレーナを設けてなることを特徴とす
る。

【００２１】また本発明は、ポンプを起動させる第１の
温度センサーの設定温度を７０℃以上、９０℃以下とす
ることを特徴とし、第２の温度センサーで、ポンプとヒ
ーターを起動し、第３の温度センサーで、ポンプとヒー
ターを停止することを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明の太陽熱給湯設備においては、太陽熱温
水器を１ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧力で使用しても、夏期の
晴天日に２日間以上、湯を全く使わずに放置し、太陽熱
温水器内の湯の温度が上昇して、ポンプの起動する温度
に達すると、ポンプが作動し、太陽熱温水器内の湯が、
給湯管から第２の連通管を経て給水管へと循環する間に
冷却される。

【００２３】しかしながら太陽熱温水器の設置条件、例
えば給水管や給湯管の長さが短い場合や、給水管・給湯
管に厚肉の断熱材が巻かれ、冷却能力が小さいという条
件下では、湯が循環しても徐々に太陽熱温水器内の湯温
が上昇することがあるが、その湯温が、第１の温圧弁の
設定温度に達すると、第１の温圧弁から湯が排出され、
その排出量と同量の水が新たに減圧弁から給水管を経て
太陽熱温水器に供給され、湯と混合され湯温を下げるこ
とになる。第１の温圧弁は、太陽熱温水器よりも低位の
位置に設置され、通常はこれに排水用パイプを連結する
ことによって地面に近いところで、安全に湯を排出させ
るようにする。

【００２４】また万一、停電やポンプの故障等で循環機
能が働かないときは、太陽熱温水器内の湯温は、太陽熱
温水器の出湯口に設けた第２の温圧弁の設定温度まで上
昇することになるが、この時にも第２の温圧弁から湯が
排出され、その排出量と同量の水が新たに減圧弁から給
水管を経て太陽熱温水器に供給され、湯と混合され湯温
を下げることになる。すなわち本発明の太陽熱給湯設備
では、通常、第１の温圧弁が作動して設定温度以下に湯
温を保持するが、第２の温圧弁は、安全対策上、万一の
場合を考えて設けられている。

【００２５】また冬期において外気温が低い時には、第
２の温度センサーと第３の温度センサーでポンプとヒー
ターの作動を制御し、ヒーターで温められた湯を循環さ
せることによって、給水管や給湯管内の水の凍結を防止
できる。ポンプが作動した場合の湯の循環経路は、太陽
熱温水器→給湯管→第２の連結管→給水管→太陽熱温水
器であり、ヒーターで温められた湯は、まず給水管に流
れ込むため、加熱効果が直ちに得られる。

【００２６】また給湯管には、太陽熱温水器で温められ
た湯が流れ込むことになる。但し、太陽熱温水器の湯を
全て使いきった場合には、太陽熱温水器には水が充満さ
れるため、給湯管にも水が流れ込むことになるが、この
水が直ちに凍結することはなく、凍結する前にヒーター
で温められた湯が、太陽熱温水器を通って給湯管まで達
する。

【００２７】また本発明では、第２の連通管に第１の流
量スイッチを設けており、これによってポンプの作動中
に水が循環しない時には、ポンプを停止するようにして
いる。すなわち太陽熱給湯設備を長期間に亙って使用す
ると、ポンプがゴミ咬みしたり、給水管、給湯管および
第２の連通管の内部が錆やゴミ等で閉塞することがあ
り、このような状態でポンプが作動し続けると、故障す
る虞れがあるが、第１の流量スイッチが作動することに
よって、ポンプの故障を防止でき、循環に異常があるこ
とを検知できる。

【００２８】さらに本発明では、ミキシングバルブの混
合水の出口に第２の流量スイッチを設けており、これに
よって風呂や台所等で湯が使われる時には、ポンプを停
止するようにしている。すなわち風呂や台所等で湯が使
われる時、太陽熱温水器に新たに水が流入し、太陽熱温
水器内の湯が１００℃以上になるまで上昇することはな
いため、ポンプを作動させる必要はないからである。し
かもポンプで水を循環させると、湯がミキシングバルブ
側とポンプ側に２分割され、風呂や台所等への給湯量が
減るため好ましくない。

【００２９】本発明の太陽熱給湯設備において、第１の
連通管と給水管の連結部と、第２の連通管と給水管の連
結部の間の給水管に、減圧弁から太陽熱温水器への流れ
を許容し、逆方向への流れを防止する第１の逆止弁を設
け、第２の連通管に給湯管から給水管への流れを許容
し、逆方向への流れを防止する第２の逆止弁を設け、ミ
キシングバルブの出口付近の給湯管に混合水が出ていく
方向の流れを許容し、逆方向への流れを防止する第３の
逆止弁を設けると、断水時等の不測の事態が生じたとき
に、水道の本管側への逆流を防止することができる。

【００３０】また第３の逆止弁の２次側に排水用バルブ
を設けると、排水用バルブから手動で太陽熱温水器内の
湯を抜いたり、この抜いた湯の温度を測定することによ
って、ミキシングバルブの設定温度の確認をすることが
できるため好ましい。

【００３１】さらに減圧弁の１次側の給水管にストレー
ナを設けると、水道水中のゴミ等の異物を除去してポン
プや温圧弁等の異物咬み事故を防止することができるた
め好ましい。

【００３２】尚、本発明の太陽熱給湯設備の第１の温圧
弁と第２の温圧弁とは、温度と圧力の安全弁として作用
するものであり、温度調整弁と圧力逃し弁を併用するこ
とも可能である。

【００３３】また本発明の太陽熱給湯設備においては、
ポンプを起動させる温度センサーの設定温度が低すぎる
と、折角太陽熱温水器によって得られた熱量を無駄に捨
てることになり、また温度センサーの設定温度が高すぎ
ると、第１の温圧弁の設定温度との差がなくなるため、
７０℃以上、９０℃以下にすることが望ましい。

【００３４】さらに本発明の太陽熱給湯設備において
は、第２の温圧弁を複数個設置すると、１つの温圧弁が
故障しても、他の温圧弁が正常に働くため、安全性が増
すことになる。

【００３５】また給水管や給湯管内の水が凍結する主な
原因は、外気温が低いためであり、そのためポンプとヒ
ーターの起動は、外気温を検出する第２の温度センサー
によって行うのが好ましい。外気温センサーである第２
の温度センサーの取付位置としては、風等の影響を受け
やすい太陽熱温水器の近傍とする。

【００３６】さらに太陽熱温水器に湯が残っている場合
には、その湯が給水管や給湯管内を流れ、例え外気温が
０℃以下であっても、凍結することがないため、ポンプ
とヒーターの停止は、水温を検出する第３の温度センサ
ーによって行うのが好ましい。水温センサーである第３
の温度センサーの取付位置は、風呂や台所等で湯が使わ
れる時に給湯管内を湯が流れるため、給水管内にする必
要がある。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の太陽熱給湯設備を実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００３８】（実施例１）図１は、本発明の太陽熱給湯
設備を示すシステム図である。尚、図２の太陽熱給湯設
備と同じ構成部材については、同一番号を付与した。

【００３９】太陽熱温水器１０としては、例えば特公平
３−５６３８７号に開示されているような内部を真空に
保持した透明な長尺円筒状のガラス容器の内部に、外表
面に選択吸収膜を被覆形成した円筒状の金属製貯湯容器
を同軸状に配置してなる集熱貯湯管を複数本配列したも
のが使用でき、貯湯量を２４０リットル、有効集熱面積
を２．７３ｍ² とした。

【００４０】この太陽熱温水器１０は、建物の屋根上に
所定の傾斜角をもって設置され、給水管１１が太陽熱温
水器１０の給水口１０ａに接続され、また給湯管１２が
太陽熱温水器１０の出湯口１０ｂに接続されている。給
水管１１には、太陽熱温水器１０よりも低位の位置（地
面近く）に減圧弁１３が取り付けられ、減圧弁１３の１
次側には、ストレーナ２０が設けられ、ストレーナ２０
の１次側の給水管１１は、水道の元栓に接続されてい
る。

【００４１】減圧弁１３の２次側のすぐ近くには、給水
管１１と給湯管１２を連通させる第１の連通管２１が設
けられ、この第１の連通管２１と給湯管１２の連結部に
は、ミキシングバルブ１５が設けられている。第１の連
通管２１よりも太陽熱温水器１０側で、且つ、太陽熱温
水器１０よりも低位の位置には、給水管１１と給湯管１
２を連通させる第２の連通管２２が設けられ、第２の連
通管２２にはポンプ２３と第１の温圧弁２４とヒーター
２５と第１の流量スイッチ２６が設けられている。さら
に第１の温圧弁２４には、排水用パイプ（図示せず）が
連結され、湯を地面付近で排出できるようになってい
る。

【００４２】太陽熱温水器１０の出湯口１０ｂには、第
２の温圧弁２７が設けられていると共に、太陽熱温水器
１０内の湯温を検出してポンプ２３の作動を制御する第
１の温度センサー２８が挿入されている。第２の温圧弁
２７にも、排水用パイプ（図示せず）が連結されてお
り、湯を屋根上に沿って流すようになっている。

【００４３】太陽熱温水器１０の近傍には、第２の温度
センサー２９が設けられ、給水管１１内には、第３の温
度センサー３０が設けられており、これらの温度センサ
ーによってポンプ２３とヒーター２５の作動を制御する
ようになっている。

【００４４】第１の連通管２１と給水管１１の連結部１
１ａと、第２の連通管２２と給水管１１の連結部１１ｂ
の間の給水管１１には、減圧弁１３から太陽熱温水器１
０への流れを許容し、逆方向の流れを防止する第１の逆
止弁３１が設けられ、また第２の連通管２２には、給湯
管１２から給水管１１への流れを許容し、逆方向の流れ
を防止する第２の逆止弁３２が設けられ、ミキシングバ
ルブ１５の出口１５ａ付近の給湯管１２には、第２の流
量スイッチ３３とミキシングバルブ１５から混合水が出
ていく方向の流れを許容し、逆方向の流れを防止する第
３の逆止弁３４が設けられている。また第３の逆止弁３
４の２次側の給湯管１２には、排水管３５が連結されて
おり、この排水管３５には、排水用バルブ３６が取り付
けられている。尚、第１の流量スイッチ２６と第２の流
量スイッチ３３の検出流量は、３．５リットル／分であ
る。

【００４５】この太陽熱給湯設備の給水管１１と給湯管
１２の長さは、各々約１０ｍであり、断熱せずに架橋ポ
リエチレンパイプで配管してある。またミキシングバル
ブ１５の設定温度は、給湯用途やガス・石油給湯機器の
種類に応じて適宜決められるが、一般には３０〜６５℃
に湯温が調整される。

【００４６】次にこの太陽熱給湯設備の使用例を説明す
る。

【００４７】まず減圧弁１３の設定圧力を２．５ｋｇ／
ｃｍ² 、第１の温圧弁２４の設定圧力を３．０ｋｇ／ｃ
ｍ² 、第２の温圧弁２７の設定圧力を３．５ｋｇ／ｃｍ
² とした。またポンプ２３を制御する第１の温度センサ
ー２８の設定温度を、８０℃でポンプ２３を起動し、７
５℃でポンプ２３を停止するようにし、第２の温度セン
サー２９の設定温度を４℃でポンプ２３とヒーター２５
を起動するようにし、第３の温度センサー３０の設定温
度を７℃でポンプ２３とヒーター２５を停止するように
した。尚、ヒーター２５としては、１００Ｖ、１ｋＷの
ものを使用した。さらに第１の温圧弁２４の設定温度を
９０℃、第２の温圧弁２７の設定温度を９５℃とした。

【００４８】こうして夏期の晴天日の朝、約３０℃の水
道水を減圧弁１３から給水管１１を通して太陽熱温水器
１０内に供給し、湯を全く使わずに放置すると、午後に
は、太陽熱温水器１０内の湯が８０℃になり、第１の温
度センサー２８が８０℃を検出し、ポンプ２３が作動し
た。

【００４９】ポンプ２３が作動した場合の湯の循環経路
は、ポンプ２３→第２の連通管２２→給水管１１→太陽
熱温水器１０→給湯管１２→第２の連通管２２→ポンプ
２３であり、循環流量は、約８リットル／分とした。そ
して夕方、太陽熱温水器１０内の湯温が下がり、７５℃
になると、再び第１の温度センサー２８が７５℃を検出
し、ポンプ２３が停止した。

【００５０】尚、ポンプ運転中の太陽熱温水器１０内の
湯の最高到達温度は、約８１℃であり、またこの日の日
射量は、約４８００ｋｃａｌ／ｍ² ・ｄａｙであった。

【００５１】そしてこのまま夜間も湯を使わずに放置す
ると、自然冷却され、翌朝の湯温は約６３℃となった。
さらにこのまま湯を使わずに放置すると、正午前に太陽
熱温水器１０内の湯温が８０℃となり、第１の温度セン
サー２８が８０℃を検出し、ポンプ２３が作動した。夕
方、太陽熱温水器１０内の湯温が下がり、７５℃になる
と、再び第１の温度センサー２８が検出してポンプ２３
が停止した。

【００５２】尚、ポンプ運転中の太陽熱温水器１０内の
湯の最高到達温度は、約８６℃であり、この日の日射量
は約５２００ｋｃａｌ／ｍ² ・ｄａｙであった。

【００５３】（実施例２）給水管１１と給湯管１２の長
さを各々５ｍとし、それらの周囲に２０ｍｍの厚みの断
熱材を全長に亙って巻き付けた以外は、全て実施例１と
同じ構成を有する太陽熱給湯設備を作製した。

【００５４】そしてポンプ２３を制御する第１の温度セ
ンサー２８の設定温度を８５℃で起動、８０℃で停止す
るように変更し、ポンプ循環したときの冷却能力を小さ
くし、しかも晴天日の朝に７０℃の湯を太陽熱温水器１
０に供給して強制的に第１の温圧弁２４が作動する状況
を作り出した。

【００５５】このような条件下で、日中、湯を全く使わ
ずに放置すると、約２時間後に太陽熱温水器１０内の湯
温が８５℃になり、第１の温度センサー２８が検出して
ポンプ２３が作動したが、循環中にも徐々に湯温が上昇
して９０℃になり、第１の温圧弁２４が作動し、排水用
パイプを通して湯が排出された。そしてその排出量と同
量の水が給水管１１から太陽熱温水器１０内に入り、湯
温を低下させた。この日の太陽熱温水器１０内の湯の最
高到達温度は、約９０℃であり、日射量は約５０６０ｋ
ｃａｌ／ｍ² ・ｄａｙであった。

【００５６】（実施例３）実施例１と同じ構成を有する
太陽熱給湯設備で、停電やポンプ２３の故障を想定して
ポンプ２３の電源を切り、日中、全く湯を使わずに放置
した。すると太陽熱温水器１０内の湯温が８０℃に達し
ても、ポンプ２３は作動せず、湯温がそのまま上昇し続
けた。

【００５７】ポンプ２３で湯を循環しなければ、第１の
温圧弁２４が太陽熱温水器１０内の湯温を検出すること
ができないため、湯温が第１の温圧弁２４の設定温度で
ある９０℃になっても、第１の温圧弁２４は作動しなか
った。

【００５８】そして太陽熱温水器１０内の湯温が９５℃
になった時、第２の温圧弁２７が作動し、排水用パイプ
を通して湯が屋根上に沿って排出され、その排出量と同
量の水が給水管１１から太陽熱温水器１０内に入り、湯
温を低下させた。この日の太陽熱温水器１０内の湯の最
高到達温度は約９５℃であり、日射量は約４９１０ｋｃ
ａｌ／ｍ² ・ｄａｙであった。

【００５９】（実施例４）実施例２と同じ構成を有する
太陽熱給湯設備で、日中、湯を全く使わずに放置する
と、約２時間後に太陽熱温水器１０内の湯温が８５℃に
なり、第１の温度センサー２８が検出してポンプ２３が
作動した。ポンプ２３が作動し始めてから約１時間後
に、台所等での湯の使用を想定して排水用バルブ３６を
開放して湯を排出させると、第２の流量スイッチ３３が
作動して、ポンプ２３を停止させた。湯を排出している
間、ポンプ２３は停止したままであった。この日の太陽
熱温水器１０内の湯の最高到達温度は、約９０℃であ
り、日射量は約５０６０ｋｃａｌ／ｍ² ・ｄａｙであっ
た。

【００６０】（実施例５）実施例１と同じ構成を有する
太陽熱給湯設備を室温が−２０℃の冷凍庫（暗室）に設
置して、太陽熱温水器１０と全ての配管部を満水にする
ことによって、太陽熱温水器１０内に残り湯がなく、集
熱もしない苛酷な状況を作り出した。

【００６１】但し、太陽熱温水器１０は、冷凍庫内の高
さ約３ｍの２階床面に傾斜角３０°で設置し、第１の連
通管２１を１階床面から約５０ｃｍの高さに設置し、第
２の連通管２２を１階床面から約１ｍの高さに設置し
た。また給水管１１と給湯管１２の全長にわたって２０
ｍｍ厚の断熱材を巻き付け、第３の温度センサー３０の
近くの水温を測定するため、熱電対を給水管１１内に挿
入した。

【００６２】このような条件下で太陽熱給湯設備を使用
すると、まず第２の温度センサー２９が冷凍庫の室温を
検出し、直ちにポンプ２３とヒーター２５が起動し、ポ
ンプ２３によってヒーター２５で温められた湯が循環
し、２０時間後の給水管１１内の水温を測定したとこ
ろ、約７℃であった。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明の太陽熱給湯設備を
使用すると、太陽熱温水器を１ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧力
で使い、夏期の晴天日２日間以上にわたって湯を使わず
に放置しても、ポンプが作動して湯を循環させることに
よって湯温の上昇を抑えたり、あるいは第１の温圧弁が
作動して、高温の湯を外部に排出することができる。

【００６４】しかも万一、停電時やポンプの故障時等の
異常事態が発生しても、第２の温圧弁が作動して高温の
湯を外部に排出するため、太陽熱温水器内の湯温は、１
００℃以上にはならない。

【００６５】さらに給水管や給湯管の周囲にヒーターバ
ンドを巻き付けなくても、冬期における凍結を防止する
ことが可能であり、工事の手間を省くことができる。

【００６６】また本発明では、第１の流量スイッチによ
って、ポンプの作動中に水が循環しない時には、ポンプ
を停止するため故障を防止でき、循環に異常があること
を検知できる。さらに第２の流量スイッチによって、風
呂や台所等で湯が使われる時には、ポンプを停止するよ
うにしており、給湯量の減少を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽熱給湯設備を示すシステム図であ
る。

【図２】従来の太陽熱給湯設備を示すシステム図であ
る。

【符号の説明】

１０太陽熱温水器１１給水管１２給湯管１３減圧弁１５ミキシングバルブ２０ストレーナ２１第１の連通管２２第２の連通管２３ポンプ２４第１の温圧弁２５ヒーター２６第１の流量スイッチ２７第２の温圧弁２８第１の温度センサー２９第２の温度センサー３０第３の温度センサー３１第１の逆止弁３２第２の逆止弁３３第２の流量スイッチ３４第３の逆止弁３６排水用バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽熱を利用して水を温める太陽熱温水
器と、太陽熱温水器の給水口に接続して太陽熱温水器に
給水するための給水管と、太陽熱温水器の出湯口に接続
して太陽熱温水器から湯を取り出すための給湯管とを備
えた太陽熱給湯設備であって、上記太陽熱温水器よりも
低位の位置で給水管に減圧弁を設け、減圧弁の２次側
で、且つ、太陽熱温水器よりも低位の位置で給水管と給
湯管を連通させる第１の連通管を設け、第１の連通管と
給湯管の連結部にミキシングバルブを設け、第１の連通
管よりも太陽熱温水器側で、且つ、太陽熱温水器よりも
低位の位置に給水管と給湯管を連通させる第２の連通管
を設け、第２の連通管にポンプと第１の温圧弁とヒータ
ーと第１の流量スイッチを設け、ミキシングバブルの混
合水の出口に第２の流量スイッチを設け、太陽熱温水器
の出湯口に第２の温圧弁と、太陽熱温水器の湯温を検出
してポンプの作動を制御する第１の温度センサーを設
け、太陽熱温水器の近傍に外気温を検出する第２の温度
センサーを設け、給水管内に水温を検出する第３の温度
センサーを設けてなり、減圧弁の設定圧力を第１の温圧
弁および第２の温圧弁の設定圧力よりも低くし、且つ、
第１の温圧弁の設定圧力を第２の温圧弁の設定圧力より
も低くし、ポンプを起動させる第１の温度センサーの設
定温度を第１の温圧弁および第２の温圧弁の設定温度よ
りも低くし、且つ、第１の温圧弁の設定温度を第２の温
圧弁の設定温度よりも低くし、第２の温度センサーと第
３の温度センサーによってポンプとヒーターの作動を制
御することを特徴とする太陽熱給湯設備。
【請求項２】第１の連通管と給水管の連結部と、第２
の連通管と給水管の連結部の間の給水管に、減圧弁から
太陽熱温水器への流れを許容し、逆方向への流れを防止
する第１の逆止弁を設け、第２の連通管に給湯管から給
水管への流れを許容し、逆方向への流れを防止する第２
の逆止弁を設け、ミキシングバルブの出口付近の給湯管
に混合水が出ていく方向の流れを許容し、逆方向への流
れを防止する第３の逆止弁を設けてなることを特徴とす
る請求項１記載の太陽熱給湯設備。
【請求項３】第３の逆止弁の２次側に排水用バルブを
設けてなることを特徴とする請求項１記載の太陽熱給湯
設備。
【請求項４】減圧弁の１次側の給水管にストレーナを
設けてなることを特徴とする請求項１記載の太陽熱給湯
設備。
【請求項５】ポンプを起動させる第１の温度センサー
の設定温度を７０℃以上、９０℃以下とすることを特徴
とする請求項１記載の太陽熱給湯設備。
【請求項６】第２の温度センサーで、ポンプとヒータ
ーを起動し、第３の温度センサーで、ポンプとヒーター
を停止することを特徴とする請求項１記載の太陽熱給湯
設備。