JPH11148729A - 太陽熱利用給湯システム - Google Patents

太陽熱利用給湯システム

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Publication number
JPH11148729A
JPH11148729A JP9336373A JP33637397A JPH11148729A JP H11148729 A JPH11148729 A JP H11148729A JP 9336373 A JP9336373 A JP 9336373A JP 33637397 A JP33637397 A JP 33637397A JP H11148729 A JPH11148729 A JP H11148729A
Authority
JP
Japan
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hot water
temperature
hot
storage tank
water
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Pending
Application number
JP9336373A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Ohashi
清 大橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication of JPH11148729A publication Critical patent/JPH11148729A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯湯槽内のお湯の使用量が少なかったり、全
く使用されない時に晴天日が続き、貯湯槽内のお湯が高
温になっても、貯湯槽内の湯温の上昇を防止できるた
め、熱媒体を劣化させることなく使用できる太陽熱利用
給湯システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 貯湯槽14には、その底面から熱交換器
の近傍まで至るステンレス製パイプ(外径φ30mm、
内径φ20mm、全長250mm)24が挿入されてい
る。このステンレス製パイプ24の貯湯槽14の外側開
放端には、3/4インチの内ネジが形成されており、そ
の内部には、温調弁25がネジ込まれている。

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
を行う太陽熱利用給湯システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より太陽熱利用給湯システムとし
て、次のものが知られている。
【0003】(1)太陽熱集熱器が貯湯槽を兼ね、水を
直接太陽熱集熱器に供給して加熱し、貯湯される汲み置
き式のシステム
【0004】(2)太陽熱集熱器の上方に貯湯槽を配置
し、太陽熱集熱器で加熱されたお湯が自然対流で貯湯槽
内の水と入れ替わり貯湯される自然循環式のシステム
【0005】(3)太陽熱集熱器から離れたところに貯
湯槽を配置し、貯湯槽内の水を直接循環ポンプで太陽熱
集熱器に供給して加熱する直接加熱型強制循環式のシス
テム
【0006】(4)太陽熱集熱器から離れたところに貯
湯槽を配置し、貯湯槽に熱交換器を内蔵させ、専用の熱
媒体(例えば不凍液等)を循環ポンプで太陽熱集熱器に
供給して加熱し、熱交換器に熱媒体を流して貯湯槽内の
水を加熱する間接加熱型強制循環式のシステム
【0007】これらのシステムの中で、(4)の間接加
熱型強制循環システムは、冬期における配管の凍結防止
に最も優れたシステムとして知られている。
【0008】この間接加熱型強制循環システムでは、図
2に示すように、太陽熱集熱器10の入口と熱交換器1
1の出口を連結する往き配管12と、太陽熱集熱器10
の出口と熱交換器11の入口を連結する戻り配管13に
よって太陽熱集熱器10と貯湯槽14が接続される。
【0009】往き配管12には、循環ポンプ15と、熱
媒体を貯めるためのリザーブタンク16が取り付けら
れ、熱交換器11から出た熱媒体は、往き配管12から
リザーブタンク16に入り、さらにリザーブタンク16
から出て、循環ポンプ15を経た後、往き配管12から
太陽熱集熱器10に流れ、太陽熱集熱器10で加熱され
る。太陽熱集熱器10で温められた熱媒体は、戻り配管
13から熱交換器11に流れ、貯湯槽14内の水を間接
的に加熱して熱交換器11から出ていく。
【0010】一般に太陽熱集熱器10の出口付近には、
熱媒体の温度を検知する高温側温度センサー17が取り
付けられ、また貯湯槽14には、貯湯槽14底部の水温
を検知する低温側温度センサー18が取り付けられ、高
温側温度センサー17の検知温度と低温側温度センサー
18の検知温度との差が一定温度以上になると、循環ポ
ンプ15が起動して熱媒体が循環し、一方、両者の温度
差が一定温度以下になると、循環ポンプ15が停止する
という制御を行う。
【0011】従って、晴天日の朝に太陽が出て、太陽熱
集熱器10内の熱媒体が加熱され温度が上がり、その熱
媒体温度と貯湯槽14内の水温との差が、一定温度以上
になると、循環ポンプ15が起動して集熱運転を始め
る。そして日中、集熱し続けた後、太陽熱集熱器10内
の熱媒体温度と貯湯槽14内の湯温との差が一定温度以
下になると、循環ポンプ15が停止して放熱運転を防止
し、効率良く太陽熱を集熱する。
【0012】また貯湯槽14の上部には、給湯配管19
が取り付けられ、貯湯槽14の底部には、給水配管20
が取り付けられており、給湯配管19から一定量のお湯
が外部に取り出されると、同量の水が給水配管20を介
して貯湯槽14内に供給される。尚、図中の21は空気
抜き弁、22は安全弁、23は減圧逆止弁を示すもので
ある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記した間接加熱型強
制循環式のシステムでは、貯湯槽14内のお湯の使用量
が少なかったり、全く使用されない時に晴天日が続く
と、貯湯槽14内のお湯が高温になって危険であるた
め、通常は、貯湯槽14内の湯温が80〜90℃に達し
た時点で循環ポンプ15を停止して集熱運転を止め、そ
れ以上温度が上がるのを防止するようにしている。
【0014】しかしながら、このように循環ポンプ15
を停止した時に、日射量が大きいと、太陽熱集熱器10
内に残っている熱媒体が加熱され、100℃以上になる
場合があり、熱媒体の耐熱温度を越えるため、熱媒体が
著しく劣化し、寿命が短くなるという問題があった。
【0015】通常、熱媒体としては、ポリプロピレング
リコール等の不凍液が使用されるが、これが劣化する
と、早急にリザーブタンクから全ての熱媒体を抜き出
し、新たな熱媒体を供給する必要があるため、これらの
作業回数が増えることは、コストや作業性の点から望ま
しくない。また熱媒体が劣化すると、最悪の場合、蒸発
残留物が、太陽熱集熱器内や循環経路に詰まってしまい
運転不能となることもあった。
【0016】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、貯湯槽内のお湯の使用量が少なかったり、全く
使用されない時に晴天日が続き、貯湯槽内のお湯が高温
になっても、貯湯槽内の湯温の上昇を防止できるため、
熱媒体を劣化させることなく使用できる太陽熱利用給湯
システムを提供することを目的とするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽熱利用給湯
システムは、太陽熱集熱器と、お湯を貯める貯湯槽と、
貯湯槽の底部付近に取り付けられた熱交換器と、太陽熱
集熱器の入口と熱交換器の出口を連結する往き配管と、
太陽熱集熱器の出口と熱交換器の入口を連結する戻り配
管と、往き配管の途中に取り付けられ、太陽熱集熱器と
熱交換器の間で熱媒体を循環させるための循環ポンプ
と、熱交換器の出口と循環ポンプの間の往き配管に取り
付けられたリザーブタンクと、循環ポンプの起動・停止
を行う制御回路と、貯湯槽の底部に取り付けられた給水
配管と、貯湯槽の上部に取り付けられた給湯配管と、太
陽熱集熱器の出口付近に取り付けられ、熱媒体の温度を
検知する高温側温度センサーと、貯湯槽底部付近に取り
付けられ、貯湯槽内の湯温を検知する低温側温度センサ
ーを備えてなる太陽熱利用給湯システムにおいて、貯湯
槽には、その底面から熱交換器の近傍までに至るパイプ
が挿入され、且つ、このパイプ内には、先端部に湯温を
検知するための感温部を有する温圧弁または温調弁が挿
入されてなることを特徴とする。
【0018】また本発明の太陽熱利用給湯システムは、
温圧弁又は温調弁の設定温度が、60〜99℃であるこ
とを特徴とする。
【0019】
【作用】本発明の太陽熱利用給湯システムにおいては、
貯湯槽内のお湯の使用量が少ない時や未使用の時に晴天
日が続き、貯湯槽内の湯温が上昇して、熱交換器付近の
湯温が温圧弁または温調弁の設定温度に達すると、これ
を温圧弁または温調弁の感温部が検知し、温圧弁または
温調弁が挿入されているパイプを通して熱交換器近傍の
お湯が外部に排出される。またこれと同時に排出された
お湯と同量の水が、給水配管を通して貯湯槽底部から供
給されるため、貯湯槽内の湯温は、温圧弁または温調弁
の設定温度以上にはならない。
【0020】さらに高温側温度センサーと低温側温度セ
ンサーの差温によって循環ポンプが運転し続け、貯湯槽
内の湯を加熱し、再び熱交換器付近の湯温が、温圧弁ま
たは温調弁の設定温度に達すると、パイプを通して熱交
換器近傍のお湯が外部に排出されるという動作を繰り返
す。
【0021】この時、一旦、循環ポンプが停止しても、
太陽熱集熱器の出口付近の熱媒体の温度が、貯湯槽内の
湯温より一定温度高くなると、再び循環ポンプが起動す
るため、太陽熱集熱器内の熱媒体の温度は、温圧弁また
は温調弁の設定温度より若干高い温度で制御され、それ
以上の温度に加熱されることはない。
【0022】また一般に樹脂製の貯湯槽の場合、側胴部
に孔加工を施すと、強度が大幅に低下するが、本発明に
おいては、貯湯槽の底部に孔加工を施し、温圧弁または
温調弁を設けているため、樹脂製の貯湯槽を用いても強
度の低下が少ない。しかも温圧弁や温調弁からお湯が排
出される時、パイプを通して優先的に熱交換器付近のお
湯が外部に排出され、貯湯槽底部から水が供給されるた
め、常に熱交換器付近の湯温が一定温度以上にならない
ようにコントロールできる。
【0023】すなわち温圧弁や温調弁を貯湯槽底部に設
けただけでは、これらの弁からお湯が排出される時、貯
湯槽底部のお湯が外部に排出され、それと同時に貯湯槽
底部から水が供給され、すぐに湯温が下がり、温圧弁や
温調弁が閉じてしまうため、湯水の交換量は僅かとな
り、熱交換器付近のお湯まで抜くことができない。
【0024】さらに本発明においては、温圧弁又は温調
弁の設定温度を熱媒体の耐熱温度以下、具体的には、6
0〜99℃にしておけば、太陽熱集熱器内の熱媒体の劣
化を防止することができる。
【0025】
【実施例】以下、本発明の太陽熱利用給湯システムを実
施例に基づいて詳細に説明する。
【0026】図1は、本発明の太陽熱利用給湯システム
を示す説明図である。
【0027】図中、太陽熱集熱器10は、真空ガラス管
(外径φ126mm×全長2830mm)の中に、表面
を選択吸収膜処理した幅116mm、長さ2620m
m、厚み0.4mmの鉄製集熱板と、この鉄製集熱板の
中心軸にプレスでかしめられた外径φ15.88mm、
厚み0.6mmの銅製熱媒管をサポータで保持して収納
した形態を有する集熱管を12本使用したものであり、
その有効集熱面積は、3.64m2 である。また貯湯槽
14は、ステンレス製(外径φ530mm×全長144
5mm)で、貯湯量は、約300リットルである。貯湯
槽14内に取り付けられた熱交換器11は、ステンレス
製(外径φ16mm×全長8m)であり、伝熱面積は、
0.4m2 、取付位置は貯湯槽14の底面から50〜2
50mmの範囲である。
【0028】リザーブタンク16は、ポリエチレン成形
品であり、その容量は約20リットルである。循環ポン
プ15の出力は100V・115Wであり、減圧逆止弁
23の設定圧力は0.80kg/cm2 であり、安全弁
22の設定圧力は0.95kg/cm2 であり、熱媒体
としてポリプロピレングリコールの不凍液を使用した。
【0029】貯湯槽14内の下部には、湯温を検知する
低温側温度センサー18が取り付けられ、太陽熱集熱器
10の出口付近には、高温側温度センサー17が取り付
けられている。これらの温度センサー17、18は、い
ずれもサーミスタであり、循環ポンプ15の動きを制御
する制御盤に接続されている。
【0030】この制御条件は、高温側温度センサー17
の検知温度が、低温側温度センサー18の検知温度より
7℃高い時、循環ポンプ15を起動し、高温側温度セン
サー17の検知温度が低温側温度センサー18の検知温
度より3℃高い時に循環ポンプ15を停止するというも
のである。
【0031】貯湯槽14には、その底面から熱交換器の
近傍まで至るステンレス製パイプ(外径φ30mm、内
径φ20mm、全長250mm)24が挿入されてい
る。因に貯湯槽14とステンレス製パイプ24は、溶接
によって取り付けられている。このステンレス製パイプ
24の貯湯槽14の外側開放端には、3/4インチの内
ネジが形成されており、その内部には、温調弁25がネ
ジ込まれている。この温調弁25は、ワックスサーモタ
イプのものであり、その感温部25aは、ステンレス製
パイプ24の貯湯槽14の内側開放端に位置している。
尚、温調弁25の設定温度は85℃とした。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明の太陽熱利用給湯
システムによると、貯湯槽内のお湯の使用量が少なかっ
たり、全く使用されない時に晴天日が続き、貯湯槽内の
お湯が高温になっても、貯湯槽内の湯温の上昇を防止で
きるため、熱媒体を劣化させることなく使用することが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽熱利用給湯システムを示す説明図
である。
【図2】従来の太陽熱利用給湯システムを示す説明図で
ある。
【符号の説明】
10 太陽熱集熱器 11 熱交換器 12 往き配管 13 戻り配管 14 貯湯槽 15 循環ポンプ 16 リザーブタンク 17 高温側温度センサー 18 低温側温度センサー 19 給湯配管 20 給水配管 24 ステンレス製パイプ 25 温調弁 25a 感温部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽熱集熱器と、お湯を貯める貯湯槽
    と、貯湯槽の底部付近に取り付けられた熱交換器と、太
    陽熱集熱器の入口と熱交換器の出口を連結する往き配管
    と、太陽熱集熱器の出口と熱交換器の入口を連結する戻
    り配管と、往き配管の途中に取り付けられ、太陽熱集熱
    器と熱交換器の間で熱媒体を循環させるための循環ポン
    プと、熱交換器の出口と循環ポンプの間の往き配管に取
    り付けられたリザーブタンクと、循環ポンプの起動・停
    止を行う制御回路と、貯湯槽の底部に取り付けられた給
    水配管と、貯湯槽の上部に取り付けられた給湯配管と、
    太陽熱集熱器の出口付近に取り付けられ、熱媒体の温度
    を検知する高温側温度センサーと、貯湯槽底部付近に取
    り付けられ、貯湯槽内の湯温を検知する低温側温度セン
    サーを備えてなる太陽熱利用給湯システムにおいて、貯
    湯槽には、その底面から熱交換器の近傍まで至るパイプ
    が挿入され、且つ、このパイプ内に、先端部に湯温を検
    知するための感温部を有する温圧弁または温調弁が挿入
    されてなることを特徴とする太陽熱利用給湯システム。
  2. 【請求項2】 温圧弁又は温調弁の設定温度が、60〜
    99℃であることを特徴とする請求項1記載の太陽熱利
    用給湯システム。
JP9336373A 1997-11-19 1997-11-19 太陽熱利用給湯システム Pending JPH11148729A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106766278A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 滨州市甲力太阳能科技有限公司 附壁式太阳能防冻介质补液罐

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106766278A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 滨州市甲力太阳能科技有限公司 附壁式太阳能防冻介质补液罐
CN106766278B (zh) * 2016-12-16 2018-12-11 滨州市甲力太阳能科技有限公司 附壁式太阳能防冻介质补液罐

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