JPH09170822A

JPH09170822A - 太陽熱給湯設備

Info

Publication number: JPH09170822A
Application number: JP7349321A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ohashi; 清大橋; Toshiharu Otani; 利春大谷
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽熱温水器によって高温の湯が得られたと
きには、全自動ボイラーで追い焚きすることなく給湯利
用でき、しかも全自動ボイラーの自動お湯張り機能や、
さし湯機能も利用することが可能で、また太陽熱温水器
の圧力を１ｋｇ／ｃｍ² 以上にしても、太陽熱温水器内
の湯温が１００℃を越えることがない太陽熱給湯設備を
提供することを目的とする。【解決手段】温度切換３方弁３５の設定温度を４５℃
とし、夕方、太陽熱温水器１０内の湯を台所（図示せ
ず）に供給するため、台所の蛇口を開いたところ、太陽
熱温水器１０内の湯を給湯管１２から、第２のミキシン
グバルブ２５、バイパス管３４及び温度切換３方弁３５
を介して約５９℃の湯を取り出すことができた。

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】従来より太陽熱を利用して給湯を行う太
陽熱給湯設備は各種開発されているが、雨や雪の日など
日射が少ないときには、湯が十分に温まらないことがあ
る。そのため通常、これらの設備には、ガスや石油等の
ボイラーが取り付けられており、湯温が低い場合には、
ボイラーで追い焚きしてから利用されることになる。

【０００３】図２は、この種の太陽熱給湯設備の一例を
示すシステム図である。

【０００４】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。

【０００５】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。ミキシングバルブ１５の２次側の給
湯管１２には、ボイラー１６が設けられている。減圧弁
１３の１次側には、給水元栓１７から減圧弁１３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１８
が設けられている。また連通管１４と給水管１１の連結
部１１ａ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２の逆止弁１９が設けら
れている。さらにミキシングバルブ１５の出口付近の給
湯管１２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２０が設けられて
いる。また太陽熱温水器１０の出湯口１０ｂ付近には、
圧力逃し弁２１が取り付けられ、この圧力逃し弁２１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。

【０００６】この圧力逃し弁２１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２１
の設定圧力は０．９５ｋｇ／ｃｍ² 、減圧弁１３の設定
圧力は０．８ｋｇ／ｃｍ² とされる。

【０００７】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２１の設定圧力に達すると、圧力逃し弁２１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２１の設定圧力を越えないようになっ
ている。

【０００８】このような太陽熱給湯設備においては、水
道水が給水元栓１７から減圧弁１３、給水管１１を通
り、太陽熱温水器１０に供給され、また給湯管１２や連
通管１４にも満たされる。この状態で、日中、一定時間
汲み置きされると、太陽熱温水器１０内の水が、太陽熱
で加熱されて湯となり、給湯管１２からミキシングバル
ブ１５の湯口１５ａ、混合水出口１５ｂ、第３の逆止弁
２０及びボイラー１６を経て台所や風呂等に供給される
ことになる。

【０００９】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。また連通管１４に満たされた水は、必要に応じ
てミキシングバルブ１５の水口１５ｃに供給され、ミキ
シングバルブ１５内で湯と混合される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の太陽熱給湯設備
においては、太陽熱温水器１０内の湯が、ミキシングバ
ルブ１５の設定温度（例えば約６０℃）以上の時には、
水と混合されて設定温度の湯とされた後、ボイラー１６
で追い焚きすることなく給湯利用される。

【００１１】また雨や雪などの日で日射が少なく、太陽
熱温水器１０内の湯が十分に温まらない時には、ボイラ
ー１６で追い焚きしてから給湯利用されることになる。

【００１２】ところで近年、風呂の自動お湯張り機能
や、さし湯機能を有する全自動ボイラーが開発され、市
場のニーズから各家庭においても全自動ボイラーを設置
することが主流となっている。

【００１３】しかしながら全自動ボイラーは、太陽熱温
水器の湯温に関係なく、常に約３５℃未満の水を取り込
み、これを所定温度（例えば約４２℃）まで温めるよう
になっており、これを上記のような太陽熱給湯設備に取
り付けた場合には、折角、太陽熱温水器によって温めた
高温（例えば６０℃以上）の湯をミキシングバルブで水
と混合し、約３５℃まで冷ました後、これを全自動ボイ
ラーで追い焚きすることによって約４２℃に温めなけれ
ばならず、経済効率が悪いという問題がある。

【００１４】また従来から太陽熱温水器は、１ｋｇ／ｃ
ｍ² 以下の圧力で使用されており、例えば上記のような
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０．９５ｋｇ／ｃｍ² を越
えることはない。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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２１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℃となる。

【００１９】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２１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。

【００２０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、太陽熱温水器によって高温の湯が得られたときに
は、全自動ボイラーで追い焚きすることなく給湯利用で
き、しかも全自動ボイラーの自動お湯張り機能や、さし
湯機能も利用することが可能で、また太陽熱温水器の圧
力を１ｋｇ／ｃｍ² 以上にしても、太陽熱温水器内の湯
温が１００℃を越えることがない太陽熱給湯設備を提供
することを目的とするものである。

【００２１】

【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、給湯管の出口
付近に取り付けられた全自動ボイラーとを備えた太陽熱
給湯設備であって、上記太陽熱温水器よりも低位の位置
で給水管の途中に減圧弁を設け、減圧弁の１次側の給水
管を給水元栓に接続し、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
に第１のミキシングバルブを設け、第１のミキシングバ
ルブの水口に第１の連通管を接続し、第１のミキシング
バルブの混合水出口に全自動ボイラーの１次側の給湯管
を接続し、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で給水管と給湯管を
連通させる第２の連通管を設け、第２の連通管と給湯管
の連結部に第２のミキシングバルブを設け、第２のミキ
シングバルブの水口に第２の連通管を接続し、第２のミ
キシングバルブの湯口に太陽熱温水器側の給湯管を接続
し、第２のミキシングバルブの混合水出口と第１のミキ
シングバルブの湯口を接続し、第２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で
給水管と給湯管を連通させる第３の連通管を設け、第３
の連通管にポンプと第１の温圧弁を設け、太陽熱温水器
に第２の温圧弁と第１の温度センサーを設けてなり、第
１のミキシングバルブと第２のミキシングバルブの間の
給湯管に全自動ボイラーの２次側の給湯管に連通するバ
イパス管を接続し、全自動ボイラーの２次側の給湯管と
バイパス管の連結部に、第１の温度センサーによって制
御される温度切換３方弁を設け、第１のミキシングバル
ブの設定温度を第２のミキシングバルブの設定温度より
低くし、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、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てな
ることを特徴とする。

【００２２】また本発明の太陽熱給湯設備は、減圧弁の
１次側に、給水元栓から減圧弁への流れを許容し、逆方
向の流れを防止する第１の逆止弁を設け、第３の連通管
に給湯管から給水管への流れを許容し、逆方向の流れを
防止する第２の逆止弁を設け、第３の連通管と給水管の
連結部と太陽熱温水器との間に、減圧弁から太陽熱温水
器への流れを許容し、逆方向の流れを防止する第３の逆
止弁を設け、バイパス管に温度切換３方弁へ湯が入って
いく方向の流れを許容し、逆方向の流れを防止する第４
の逆止弁を設け、第１のミキシングバルブの混合水出口
付近の給湯管に、混合水が出ていく方向の流れを許容
し、逆方向の流れを防止する第５の逆止弁を設けてなる
ことを特徴とする。

【００２３】さらに本発明の太陽熱給湯設備は、第５の
逆止弁と全自動ボイラーとの間の給湯管に、排水用バル
ブを設けてなることを特徴とし、温度切換３方弁に、湯
を使用する人が、遠隔操作で温度設定できるようにリモ
コンを取り付けたことを特徴とする。

【００２４】また本発明の太陽熱給湯設備は、第３の連
通管にヒーターを設け、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、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。

【００２５】

【作用】本発明の太陽熱給湯設備において、太陽熱温水
器によって高温の湯が得られた場合には、第２のミキシ
ングバルブを通り、第２のミキシングバルブの設定温度
（例えば約６０℃）の湯が、第２のミキシングバルブの
混合水出口から出ていく。温度切換３方弁の設定温度
が、太陽熱温水器に設けられた第１の温度センサーによ
って測定された湯温より低いと、バイパス管側に湯が流
れ、全自動ボイラーを通らずに台所や風呂等で直接太陽
熱温水器の湯を利用することが可能となる。

【００２６】またこのような状態でも、全自動ボイラー
に風呂専用配管を連結しておけば、風呂で自動お湯張り
機能や、さし湯機能を使うと、第２のミキシングバルブ
の混合水出口から出た湯が、第１のミキシングバルブを
通り、第１のミキシングバルブの設定温度（例えば約３
５℃）の湯にされた後、第１のミキシングバルブの混合
水出口から出ていき、さらに全自動ボイラーで追い焚き
され、所定の温度（例えば約４２℃）の湯となって風呂
専用配管を通じて風呂に供給される。

【００２７】また雨や雪などの日で日射が少なく、温度
切換３方弁の設定温度が、第１の温度センサーによって
測定された湯温より高いと、第２のミキシングバルブを
通った湯は、第１のミキシングバルブを通り、全自動ボ
イラーで追い焚きされ、所定の温度の湯として利用で
き、また風呂で自動お湯張り機能や、さし湯機能を使う
ことも可能である。

【００２８】このように本発明の第１のミキシングバル
ブは、全自動ボイラーの機能を生かすために用いられ、
その設定温度は２５〜３８℃が適している。すなわち設
定温度が３８℃以上になると、全自動ボイラーの焚き上
げ温度が高くなり、一般的な入浴温度である約４２℃程
度での温度コントロールが不可能となり、一方、２５℃
未満になると、全自動ボイラーの燃費が大となり、経済
効率が悪くなるため好ましくない。第２のミキシングバ
ルブは、全自動ボイラーを通さずに直接太陽熱温水器の
湯を使う時のやけど防止等の安全対策のために用いら
れ、設定温度は４５〜６５℃が適している。

【００２９】また本発明における太陽熱温水器を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
温が上昇して、ポンプの起動する温度に達すると、第１
の温度センサーが検出してポンプが作動し、太陽熱温水
器内の湯が、給湯管から第３の連通管を経て給水管へと
循環する間に冷却される。

【００３０】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。

【００３１】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、このときにも第２の温圧弁から湯
が排出され、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。

【００３２】また本発明において、第３の連通管にヒー
ターを設け、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ると、冬期に外気温が低い時に
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３の連通管→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。

【００３３】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。

【００３４】本発明の太陽熱給湯設備においては、減圧
弁の１次側に、給水元栓から減圧弁への流れを許容し、
逆方向の流れを防止する第１の逆止弁を設け、第３の連
通管に給湯管から給水管への流れを許容し、逆方向の流
れを防止する第２の逆止弁を設け、第３の連通管と給水
管の連結部と太陽熱温水器との間に、減圧弁から太陽熱
温水器への流れを許容し、逆方向の流れを防止する第３
の逆止弁を設け、バイパス管に温度切換３方弁へ湯が入
っていく方向の流れを許容し、逆方向の流れを防止する
第４の逆止弁を設け、第１のミキシングバルブの混合水
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、逆方向の流れを防止する第５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ため好ましい。

【００３５】また第５の逆止弁と全自動ボイラーとの間
の給湯管に、排水用バルブを設けると、手動でバルブを
開くことによって、太陽熱温水器内の湯を抜いたり、第
１のミキシングバルブの設定温度の確認を行うことがで
きるため好ましい。

【００３６】温度切換３方弁は、太陽熱温水器内の湯温
が高い場合には、直接太陽熱温水器内の湯を使い、また
湯温が低い場合には、全自動ボイラーで追い焚きして湯
を使うためのものであり、太陽熱温水器に取り付けられ
た第１の温度センサーによって自動的に制御される。す
なわち第１の温度センサーによって測定された温度が、
温度切換３方弁の設定温度よりも高い場合には、バイパ
ス管側の流れが入るように切り換えられ、一方、第１の
温度センサーによって測定された温度が、温度切換３方
弁の設定温度よりも低い場合には、全自動ボイラー側の
流れが入るように切り換えられる。

【００３７】この温度切換３方弁には、温度設定が遠隔
操作できるようにリモコンを取り付け、湯を使用する人
が、室内から任意に温度設定できるようにすることが好
ましい。第１の温度センサーの設置位置としては、太陽
熱温水器内の湯温を正確に測定可能な箇所であればどこ
でも良く、例えば太陽熱温水器の出湯口に差し込んだ
り、出湯側ヘッダー管の外側にバンドで巻き付ければ良
い。

【００３８】また減圧弁の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。

【００３９】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、温度調節弁と圧力逃し弁を併用するこ
とも可能である。

【００４０】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第１の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、また第１の温度センサーの設
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。

【００４１】さらに本発明においては、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。

【００４２】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
易い太陽熱温水器の近傍とする。

【００４３】さらに太陽熱温水器内に湯が残っている場
合には、その湯が給水管や給湯管を流れ、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。

【００４４】

【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。

【００４５】（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。

【００４６】太陽熱温水器１０としては、例えば特公平
３−５６３８７号公報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水
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２４０リットル、有効集熱面
積２．７３ｍ² とした。

【００４７】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
次側は、水道の給水元栓１７に接続されている。

【００４８】減圧弁１３の２次側で、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１２
を連通させる第１の連通管２２が設けられ、この第１の
連通管２２と給湯管１２の連結部には、第１のミキシン
グバルブ２３が設けられている。

【００４９】第１の連通管２２よりも太陽熱温水器１０
側で、第１の連通管２２のすぐ近くには、給水管１１と
給湯管１２を連通させる第２の連通管２４が設けられ、
第２の連通管２４と給湯管１２の連結部には、第２のミ
キシングバルブ２５が設けられている。

【００５０】第１のミキシングバルブ２３の水口２３ｃ
には、第１の連通管２２が接続され、また混合水出口２
３ｂには、全自動ボイラー１６の１次側の給湯管１２が
接続され、第２のミキシングバルブ２５の水口２５ｃに
は、第２の連通管２４が接続され、第２のミキシングバ
ルブ２５の湯口２５ａには、太陽熱温水器１０側の給湯
管１２が接続されている。第２のミキシングバルブ２５
の混合水出口２５ｂは、第１のミキシングバルブ２３の
湯口２３ａと給湯管１２で接続されている。

【００５１】第２の連通管２４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１２を連通させる第３の連通管２６
が設けられ、第３の連通管２６には、ポンプ２７と第１
の温圧弁２８とヒーター２９が設けられている。さらに
第１の温圧弁２８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。

【００５２】太陽熱温水器１０の出湯口１０ｂには、第
２の温圧弁３０と第１の温度センサー３１が挿入されて
いる。第２の温圧弁３０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。

【００５３】太陽熱温水器１０の近傍には、第２の温度
センサー３２が設けられ、給水管１０内には、第３の温
度センサー３３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２７とヒーター２９の作動を制御する
ようになっている。

【００５４】第２のミキシングバルブ２５と第１のミキ
シングバルブ２３の間の給湯管１２には、全自動ボイラ
ー１６の２次側の給湯管１２に連通するバイパス管３４
が設けられ、このバイパス管３４と全自動ボイラー１６
の２次側の給湯管１２の連結部には、温度切換３方弁３
５が設けられている。温度切換３方弁３５は、第１の温
度センサー３１と連結されており、第１の温度センサー
３１によって自動的に制御されるようになっている。

【００５５】第２のミキシングバルブ２５の設定温度は
６０℃とされ、太陽熱温水器１０から流れてきた湯の温
度が６０℃以上のときには、第２の連通管２４から水が
混合され、約６０℃の混合水とされた後、第１のミキシ
ングバルブ２３に流れ、また太陽熱温水器１０から流れ
てきた湯の温度が６０℃未満のときには、そのまま第１
のミキシングバルブ２３に流れる。

【００５６】第１のミキシングバルブ２３の設定温度は
３５℃とされ、第２のミキシングバルブ２５から流れて
きた湯の温度が３５℃以上のときには、第１の連通管２
２から水が混合されて約３５℃の混合水とされた後、全
自動ボイラー１６に流れ、また第２のミキシングバルブ
２５から流れてきた湯の温度が３５℃未満のときには、
そのまま全自動ボイラー１６に流れる。

【００５７】減圧弁１３の１次側には、給水元栓１７か
ら減圧弁１３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２６が設けられ、第３の連通管２６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３７が設けられ、第３
の連通管２６と給水管１１の連結部１１ｂと太陽熱温水
器１０の間には、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３の逆止弁３
８が設けられ、バイパス管３４には、温度切換３方弁３
５へ湯が入っていく方向の流れを許容し、逆方向の流れ
を防止する第４の逆止弁３９が設けられ、第１のミキシ
ングバルブ２３の混合水出口２３ｂ付近の給湯管１２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５の逆止弁４０が設けられている。第５
の逆止弁４０の２次側の給湯管１２には、排水管４１が
連結されており、この排水管４１には、排水用バルブ４
２が取り付けられている。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。

【００５８】また全自動ボイラー１６には、風呂につな
がる風呂専用配管（図示せず）が連結されており、全自
動ボイラー１６のお湯張り機能や、さし湯機能を利用し
たとき、太陽熱温水器１０内の湯が、給湯管１２から第
２のミキシングバルブ２５を経て第１のミキシングバル
ブ２３に入り、設定温度の湯とされた後、混合水出口２
３ｂから給湯管１２を介して全自動ボイラー１６に流れ
込み、追い焚きされてから所定の温度の湯となって風呂
に給湯される。

【００５９】次にこの太陽熱温水器の使用例を説明す
る。

【００６０】まず減圧弁１３の設定圧力を２．５ｋｇ／
ｃｍ² とし、第１の温圧弁２８の設定圧力を３．０ｋｇ
／ｃｍ² 、第２の温圧弁３０の設定圧力を３．５ｋｇ／
ｃｍ² とした。またポンプ２７を制御する第１の温度セ
ンサー３１の設定温度を８０℃でポンプ２７を起動し、
７５℃でポンプ２７を停止するようにし、第２の温度セ
ンサー３２の設定温度を４℃でポンプ２７とヒーター２
９を起動するようにし、第３の温度センサー３３の設定
温度を７℃でポンプ２７とヒーター２９を停止するよう
にした。尚、ヒーター２９としては、１００Ｖ、４００
Ｗのものを使用した。さらに第１の温圧弁２８の設定温
度を９０℃、第２の温圧弁３０の設定温度を９５℃とし
た。

【００６１】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内の湯が約８０℃になり、第１の
温度センサー３１が８０℃を検出し、ポンプ２７が作動
した。

【００６２】ポンプ２７が作動した場合の湯の循環経路
は、ポンプ２７→第３の連通管２６→給水管１１→太陽
熱温水器１０→給湯管１２→第３の連通管２６→ポンプ
２７であり、循環経路は、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３１が７５℃を検出
し、ポンプ２７が停止した。

【００６３】そして温度切換３方弁３５の設定温度を４
５℃とし、夕方、太陽熱温水器１０内の湯を台所（図示
せず）に供給するため、台所の蛇口を開いたところ、太
陽熱温水器１０内の湯を給湯管１２から、第２のミキシ
ングバルブ２５、バイパス管３４及び温度切換３方弁３
５を介して約５９℃の湯を取り出すことができた。

【００６４】また同時に全自動ボイラー１６の自動お湯
張り機能を使い、４２℃に設定した風呂（図示せず）に
給湯したところ、約４２℃の湯を設定水位まで風呂に満
たすことができた。

【００６５】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。

【００６６】（実施例２）実施例１と同様の条件下で、
ポンプ２７が停止した後、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３１が８０℃を検出し、ポンプ２７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３１が検出してポン
プ２７が停止した。

【００６７】尚、ポンプ運転中の太陽熱温水器００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。

【００６８】本発明においては、温度切換３方弁３５
に、遠隔操作が可能なリモコンを取り付け、室内から温
度切換３方弁３５の温度設定ができるようにすると便利
である。

【００６９】さらに風呂や台所等の給湯利用場所には、
温度切換３方弁３５の設定温度を決め、全自動ボイラー
１６を使用するか否かを判断するため、第１の温度セン
サー３１で検出した太陽熱温水器１０内の湯温を表示す
るような表示計を取り付けることが好ましい。

【００７０】

【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、太陽熱温水器内の湯温が高い場合には、全
自動ボイラーを通さず、直接太陽熱温水器内の湯を使う
ことができ、また太陽熱温水器内の湯温が低い場合に
は、全自動ボイラーで追い焚きして湯を使うことができ
るため、経済効率が大幅に向上する。また全自動ボイラ
ーの自動お湯張り機能や、さし湯機能を利用することが
できるため、使い勝手が損なわれることもない。

【００７１】さらに太陽熱温水器を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、高温の湯が外部に排出することができ
る。

【００７２】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。

【００７３】さらに給水管や給湯管の周囲にヒーターバ
ンドや断熱材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。

【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１６ボイラー１７給水元栓１８、３６第１の逆止弁１９、３７第２の逆止弁２０、３８第３の逆止弁２２第１の連通管２３第１のミキシングバルブ２４第２の連通管２５第２のミキシングバルブ２６第３の連通管２７ポンプ２８第１の減圧弁２９ヒーター３０第２の減圧弁３１第１の温度センサー３２第２の温度センサー３３第３の温度センサー３４バイパス管３５温度切換３方弁３６第１の逆止弁３７第２の逆止弁３８第３の逆止弁３９第４の逆止弁４０第５の逆止弁

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、給
湯管の出口付近に取り付けられた全自動ボイラーとを備
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の途中に減圧弁を設け、減圧弁の１
次側の給水管を給水元栓に接続し、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
管の連結部に第１のミキシングバルブを設け、第１のミ
キシングバルブの水口に第１の連通管を接続し、第１の
ミキシングバルブの混合水出口に全自動ボイラーの１次
側の給湯管を接続し、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で給水管と
給湯管を連通させる第２の連通管を設け、第２の連通管
と給湯管の連結部に第２のミキシングバルブを設け、第
２のミキシングバルブの水口に第２の連通管を接続し、
第２のミキシングバルブの湯口に太陽熱温水器側の給湯
管を接続し、第２のミキシングバルブの混合水出口と第
１のミキシングバルブの湯口を接続し、第２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
の位置で給水管と給湯管を連通させる第３の連通管を設
け、第３の連通管にポンプと第１の温圧弁を設け、太陽
熱温水器に第２の温圧弁と第１の温度センサーを設けて
なり、第１のミキシングバルブと第２のミキシングバル
ブの間の給湯管に全自動ボイラーの２次側の給湯管に連
通するバイパス管を接続し、全自動ボイラーの２次側の
給湯管とバイパス管の連結部に、第１の温度センサーに
よって制御される温度切換３方弁を設け、第１のミキシ
ングバルブの設定温度を第２のミキシングバルブの設定
温度より低くし、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、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
くしてなることを特徴とする太陽熱給湯設備。
【請求項２】減圧弁の１次側に、給水元栓から減圧弁
への流れを許容し、逆方向の流れを防止する第１の逆止
弁を設け、第３の連通管に給湯管から給水管への流れを
許容し、逆方向の流れを防止する第２の逆止弁を設け、
第３の連通管と給水管の連結部と太陽熱温水器との間
に、減圧弁から太陽熱温水器への流れを許容し、逆方向
の流れを防止する第３の逆止弁を設け、バイパス管に温
度切換３方弁へ湯が入っていく方向の流れを許容し、逆
方向の流れを防止する第４の逆止弁を設け、第１のミキ
シングバルブの混合水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、逆方向の流れを防止する第
５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５の逆止弁と全自動ボイラーとの間の
給湯管に、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】温度切換３方弁に、湯を使用する人が、
遠隔操作で温度設定できるようにリモコンを取り付けた
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】第３の連通管にヒーターを設け、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、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
請求項１記載の太陽熱給湯設備。