JPS5817386B2 - 太陽熱温水器の凍結防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽熱温水器の凍結防止装置に関し、太陽熱
集熱器１へ給水する給水循環タンク２と、給水循環タン
ク２に水を揚水する給水管４と、エアーポンプ５に接続
され、給水管４内に配管されて給水循環タンク２に配設
されたエアーリフト６に圧縮空気を供給する送気管γと
、外気温が凍結温度以下になった時にエアーポンプ５を
作動させて送気管１に圧縮空気を供給する凍結温度検知
装置８とで構成されることを特徴とする太陽熱温水器の
凍結防止装置を特定発明とし、太陽熱集熱器１へ給水す
る給水循環タンク２と、給水循環タンク２に水を揚水す
る給水管４と、給水循環タンク２から太陽熱集熱器１へ
水を供給する循環管９と、太陽熱集熱器１で加熱された
湯を貯湯タンク１０に供給する給湯管１１と、貯湯タン
ク１０内の低温水を給水循環タンク２に揚水する低温水
供給管１２と、エアーポンプ５に接続され、給水管４、
循環管９、給湯管１１及び低温水供給管１２内に配管さ
れて給水循環タンク２に配設されたエアーリフト６に圧
縮空気を供給する送気管１と、外気温が凍結温度以下に
なった時にエアーポンプ５を作動させて送気管１に圧縮
空気を供給する凍結温度検知装置８とで構成されること
を特徴とする太陽熱温水器の凍結防止装置を併合発明と
するものである。

従来の太陽熱集熱器にあっては、冬場の凍結防止のため
、循環管、給湯管及び低温水供給管で構成される循環同
格に湯や水を循環させて循環回路の凍結を防止していた
が給水管は給水タンクへ水を間歇的に給水するもので水
の連続的循環がないため、凍結するおそれがあり、それ
故不要時には給水管の元バルブを閉じて給水をしないよ
うにすると共に給水管内の水をドレンから自動的又は手
動的に排水し、給水管の内部を空の状態にしなければな
らないという欠点があった。

また、上記のように循環回路を湯や水を循環させる方法
として■自然落水式、■強制循環式、■自動排水式など
があるが、自然落水式だと管路が完全な流れ勾配になっ
ていないと凍結破損する、又勾配だけ他方式に比ベポン
プの動力が増加するという欠点があり、強制循環式だと
蓄熱水を循環させるため放熱ロヌが大きいという欠点が
あり、自動排水式の場合だと凍結防止弁により管路の水
を自動的に排水する場合には、補給水の弁も自動的に閉
じるようにしなければならす、設備費が高くつくという
欠点があった。

本発明は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、給水管や循環回路に送気管
を通し、送気管内の圧縮空気の熱を給水管や循環回路内
の水に与えて凍結を防止する太陽熱温水器の凍結防止装
置を提供するにある。

以下、本発明の第１実施例を第１図に従って詳述する。

太陽熱集熱器１は例えば屋根の上などに配設してあり、
太陽熱を最大限集熱できるように斜めに配設しである。

給水循環タンク２は仕切壁１３でシヌターン部１４と給
水部１５とに分れており、給水部１５はさらに隔壁１６
で上部室１５ａと下部室１５ｂとに上下２段に分割して
あり、下ｇ室ｉ ｓ 、ｂはシヌターン部１４ど連通孔
１γで連通しである。

また、上部室１５ａと下部室１５ｂとにはエアーリフト
６を配設してあり、下部室１５ｂから上部室１５ａに揚
水するようになっている。

上部室１５ａは太陽熱集熱器１より上方に位置していて
循環管９にて太陽熱集熱器１の下部に接続されている。

貯湯タンク１０は地上に設置されており、太陽熱集熱器
１の上部より導出された給湯管１１が貯湯タンク１０の
土部に接続しである。

さらにこの貯湯タンク１０の底部から低温水供給管１２
が上方ｔこ向けて導出されていて下部室１５ｂの底部に
接続され、低温水供給管１２の上部開口部１２ａはエア
ーリフト６の下端開口部６ａ内に配設しである。

給水管４は例えば水道管のようなもので、シヌターン部
１４に接続されており、浮子１８の作用にて間歇的に給
水するようになっている。

５は地上に設置されたエアーポンプで、エアーポンプ５
から導出された送気管γは給水管４内を経て低温水供給
管１２の途中に接続しである。

８は凍結温度検知装置で、外気温が凍結温度以下に下っ
た場合にヌイツチがオンとなり。

エアーポンプ５を５駆動するようになっている。

１９は集熱用差温制御装置で、凍結温度検知装置８と並
列に配設してあり、昼間にヌイッチをオンにしてエアー
ポンプ５を作動させるようになっている。

次に、本実施例の作用について説明する。

昼間においては集熱用差温制御装置１９が働き、夜間又
は昼間で外気温が凍結温度以下になると凍結温度検知装
置８が働いてエアーポンプ５を駆動させ、送気管４に圧
縮空気を送給する。

この圧縮空気は給水管４内を通過中に給水管４内の水に
蓄熱せる熱を与えながら上昇し、低温水供給管１２内に
気泡となって放出される。

従って給水管４内の水は外気温が凍結温度以下となって
も凍結しないものである。

一方低温水供給管１２内に放出された気泡は上昇し、さ
らにエアーリフト６内に入って下部室１５ｂの水を巻き
上げながら上昇する。

巻き上げられた水は上部室１５ａ内に入り、オーバーフ
ローして循環管９から太陽熱集熱器１内に入り、加熱さ
れて湯となる。

湯は給湯管１１から貯湯タンク１０内に貯められ、風呂
やシャワーその他熱湯用蛇口に接続されて消費される。

この貯湯タンク１０内は上部に高温水が貯られ、下部に
低温水が貯ることになるが、この低温水を下部室１５ｂ
に送気管γから出た気泡にて揚水する。

このようにして給水循環タンク２のシヌターン部１４へ
は凍結することなく給水管４にて給水され、また循環管
９、給湯管１１及び低温水供給管１２で構成される循環
回路では湯や水が連続的に循環することになる。

次に本発明の第２実施例を第２図に従って詳述する。

この場合は、貯湯タンク１０より導出した低温水供給管
１２にヒータ２０を巻回膜してあり、このヒータ２０と
エアーポンプ５とを凍結温度検知装置８にて制御しであ
る。

また、給湯管１１は貯湯タンク１０の下部に接続してあ
り、貯湯タンク１０内底部には温水分離装置２３を設け
てあって貯湯タンク１０の上部に高温水が貯るようにな
っていて上部の高温水に影響を与えることなく下部の低
温水を循環するようになっている。

しかして外気温が凍結温度になると凍結温度検知装置８
の作用にてエアーポンプ５とヒータ２０とが駆動され、
低温水供給管１２の低温水をヒータ２０にて加熱しなが
ら送気管γよりの気泡にて下部室１５ｂに揚水する。

この場合低温水供給管１２の凍結防止に必要な最少熱量
を入熱するようにして途中での放熱ロヌを少なくするも
のである。

又、凍結温度検知装置８は外気温度ｌこ連動し、ヒータ
２０の加熱温度を変化させ、放熱ロヌを少なくすること
ができるようにしてもよい。

次に本発明の第３実施例を第３図に従って説明する。

この場合は、エアーポンプ５から導出された送気管γは
低温水供給管１２を通って下部室１５ｂに至り、さらに
連通孔１１を通ってシヌターン部１４内に入り、然る後
左右に分岐して右側の送気管γは給水管４内を通ってエ
アーポンプ５へ戻り、左側の送気管γは循環管９、太陽
熱集熱器１、給湯管１１、貯湯タンク１０を通ってエア
ーポンプ５に戻るものである。

また、エアーポンプ５を出るとすぐに送気管１にヒータ
２０を巻回設してあり、とのヒータ２０は凍結温度検知
装置８にて制御されるようになっている。

外気温４度が凍結の恐れがある温度以下に低下すれば凍
結温度検知装置８が働きエアーポンプ５及びヒータ２０
が働き、加熱された空気が低温水供給管１２内を通る通
気管１に送られ、さらに循環回路及び給水管４を回り、
管路内の水の凍結を防止する。

ここで循環回路及び給水管４内の通気管１を流れる圧縮
空気は管路末端の放出口２１より放出又は循環させても
良いが、循環させるほうが熱損失が少なくて良いもので
ある。

この場合、第３図のように低温水供給管１２の外周を保
温材２２にて被覆し、放熱を最小限にする。

また、前記の各送気管１は軟質材で構成しておき、 （１’）凍結温度検知装置８、エアーポンプ５及びヒー
タ２０のいずれか又は全部が故障し又は停電して加熱空
気が供給されなくなった場合や、（ロ）外気温度が異常
に低下し、低温水供給管１２内の送気管γから供給され
る熱量より保温材２２を通してうばねれる熱量が大きく
なった場合 低温水供給管１２の最悪凍結した場合に、水が氷になる
ときに生じる体積膨張（約１０％）を吸収できるように
してもよい。

本発明は叙上のように給水管の他、循環管、給湯管及び
低温水供給管などで構成される循環回路内にエアーポン
プから導出された送気管を挿通しであり、外気温が凍結
温度以下に下った時にエアーポンプを作動させる凍結温
度検知装置を設けであるので、外気温度が凍結温度以下
に下るとエアーポンプが作動して圧縮空気を送気管内に
送り込むことになり、圧縮空気の熱を給水管や循環回路
内の水が奪って凍結することがなく、管路の破損を防止
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の循環系統図、第２図は同
上の第２実施例の循環系統図、第３図は同上の第３実施
例の循環系統図、第４図は第３図の低温水供給管を保温
材にて被覆した時の概略縦断面図で、１は太陽熱集熱器
、２は給水循環タン久４は給水管、５はエアーポン７′
、６はエアーリフト、７は送気管、８は凍結温度検知装
置、９は循環管、１０は貯湯タンク、１１は給湯管、１
２は低温水供給管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽熱集熱器へ給水する給水循環タンクと、給水循
   環タンクに水を揚水する給水管と、エアーポンプに接続
   され、給水管内に配管されて給水循環タンクに配設され
   たエアーリフトに圧縮空気を供給する送気管と、外気温
   が凍結温度以下になった時にエアーポンプを作動させて
   送気管に圧縮空気を供給する凍結温度検知装置とで構成
   されることを特徴とする太陽熱温水器の凍結防止装置。 ２ 送気管を軟質材にて構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の太陽熱温水器の凍結防止装置
   。 ３ 太陽熱集熱器へ給水する給水循環タンクと、給水循
   環タンクに水を揚水する給水管と、給水循環タンクから
   太陽熱集熱器へ水を供給する循環管と、太陽熱集熱器で
   加熱された湯を貯湯タンクに供給する給湯管と、貯湯タ
   ンク内の低温水を給水循環タンクに揚水する低温水供給
   管と、エアーポンプに接続され、給水管、循環管、給湯
   管及び低温水供給管内に配管されて給水循環タンクに配
   設されたエアーリフトに圧縮空気を供給する送気管と、
   外気温が凍結温度以下になった時にエアーポンプを作動
   させて送気管に圧縮空気を供給する凍結温度検知装置と
   で構成されることを特徴とする太陽熱温水器の凍結防止
   装置。 ４ 送気管を軟質材にて構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第３項に記載の太陽熱温水器の凍結防止装置
   。