JPS5838698B2 - 太陽熱暖房給湯システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蓄熱槽内の温水を所定の温度に保持する加熱
機構を設けた太陽熱暖房給湯システムに関する。

近年、天然ガスや石油などの省エネルギー化が進む中で
、太陽熱を利用したものが種々開発されている。

例えば屋根の上に太陽熱コレクターを取付け、昼間こと
に貯めた水を太陽熱により加熱して、温水とするものが
多く用いられているが、これは容量が限られていること
から、単に給湯用として用いられ、室内の暖房用として
用いることができない。

このため、室内の暖房と給湯とを同時に行なう太陽熱暖
房給湯システムとしては、従来第１図に示すものが開発
されている。

これは、給水管１を通って市水が蓄熱槽２およびこの内
部に配置した貯湯槽３に導びかれる。

前記蓄熱槽２は、連通管４を介して太陽熱コレクター５
に連通し、ここで加熱された温水６が蓄熱槽２内に循環
するようになっている。

この蓄熱槽２内の温水６が、所定の温度以上ある場合、
管路７ａから三方電磁弁８を通って、直接暖房管路９の
往管９ａに送られて、室内暖房を行い、選管９ｂを経て
蓄熱槽２内に戻される。

蓄熱槽２内の温水６の温度が所定値より低い場合には、
図示しない温度検知機構により三方電磁弁８が切替り、
温水６は管路７ｂから２管式加熱装置１０内を通り、こ
こでバーナー１１により加熱されて、管路７ｃから暖房
管路９の往管９ａに導びかれ、室内の暖房を行った後、
同様に蓄熱槽２内に戻される。

また台所や風呂などに給湯を行なう場合には、給水管１
から管路７ｄを通って市水が蓄熱槽２内に配置された貯
湯槽３に導びかれ、太陽熱により加熱された温水６と熱
交換を行なって加熱され、更に２管式加熱装置１０を通
って給湯管路１２に導ひかれる。

この場合も２管式加熱装置１０に導びかれる温水６の温
度が所定値より低い場合には、バーナー１１が自動点火
して加熱される。

しかしながら上記構造のシステムでは、給湯用の管路と
暖房用の管路とを内部に設けた高価な２管式加熱装置１
０と高価な三方電磁弁８を用いるため設備費が高く、し
かも配管系が複雑となる問題がある。

昔た蓄熱槽２および貯湯槽３内の温水６の温度を４０℃
とし、設定温度が５０℃とすると、暖房管路９および給
湯管路１２に供給される温水６は、２管式加熱装置１０
を通ってここで加熱される。

通常、暖房は初期負荷が大きいだけで定常状態において
は５０℃程度の温水６を供給するたけて十分であるが、
従来の２管式加熱装置１０は通過する温水を所定の温度
１で瞬間的に加熱する瞬間湯沸し型であるため、１０℃
程度の昇温を行なう低カロリー燃焼ができず、温水６を
７０℃程度に加熱し、必要以上の加熱を行なうので、極
めて不経済である。

しかも暖房系捷たは給湯系の伺れか一方を使用する場合
でも、両系の管路内の温水６を同時に加熱するため効率
が悪いなど種々の欠点があった。

本発明はかかる従来の欠点を改善し、加熱流路を一つに
した安価な単管式加熱装置を用いると共に、高価な三方
電磁弁を省いて配管構造を簡略化して設備費を低減し、
しかも単管式加熱装置と蓄熱槽とを循環管路で接続して
、蓄熱槽内の温水を所定の温度に昇温する低カロリー燃
焼を行なうことにより運転コストを大幅に低減して省エ
ネルギー化を図った太陽熱暖房給湯システムを提供する
ことを目的とするものである。

従来のシステムは暖房管路のバイパス管と、給湯管路と
が並列して導かれる２管式加熱装置を用い、蓄熱槽およ
び貯湯槽内の温水の温度が低下した場合、夫々の管路に
供給するときに、瞬間的に高カロリー燃焼を行なう容量
の大きい２管式加熱装置を通して所定の温度ｌで加熱す
るものである。

これに対して本発明は、暖房管路と給湯管路を従来の如
く加熱装置を通さずに、直接蓄熱槽と貯湯槽に夫々接続
し、蓄熱槽内の温水の温度が低下したときに、これと直
接循環管路で接続する単管式の加熱装置により加熱して
、蓄熱槽と、この内部の貯湯槽に溜められた温水を所定
の温度に昇温するもので、使用時に瞬間的に加熱する従
来のものに比べて、低カロリー燃焼を可能にしたシステ
ムである。

以下、本発明を図面に示す実施例を参照して詳細に説明
する。

第２図むよび第３図は本発明の一実施例を示すもので、
蓄熱槽２の内側に貯湯槽３が配置され、前記蓄熱槽２は
ポンプ１３を設けた連通管４を介して、屋根に取付けた
太陽熱コレクター５に連通している。

ｌた蓄熱槽２内の上部に取付けた連通管４の端部には、
シャワー１４が設けられていると共に、底部側には乱流
攪拌を抑えるじゃ１板１５が設けられている。

更に前記蓄熱槽２に隣接して、加熱装置１６が設けられ
、両者は循環管路７ｅ、７ｆによって連通され、温水６
が循環するようになっている。

捷た蓄熱槽２には、室内の床暖房、あるいはファンコイ
ルユニットなどを通る暖房管路９が接続され、この途中
に設けられたポンプ１３により温水６が循環するように
なっている。

給水管１は、二叉に分岐し、一方は蓄熱槽２の底部に接
続し、他方は貯湯槽３に接続して、市水を夫々供給する
ようになっている。

更に前記貯湯槽３の上部には、シャワー、風呂、台所、
洗面所など給湯設備１７に温水６を供給する給湯管路１
２に接続している。

また前記加熱装置１６は、第３図に示す如く、内管１８
と外管１９とを組合わせて２重管構造とし、前記内管１
８と外管１９との間に円筒状の加熱流路２０を形成し、
この加熱流路２０の上部釦よび下部には隣接した蓄熱槽
２と連通ずる循環管路７ｅ、７ｆが取付けられている。

筐た前記内管１８の内側には、第４図に示す如き中央部
を開口した漏斗状のじや１板２１・・・が間隔をおいて
上下方向に複数個取付けられている。

このじゃま板２１・・・の開口部２２の大きさは、下方
から上方に向って順次減少するように形成されている。

更に内管１８の底部には、バーナー１１が取付けられて
いると共に、上部に排気ダクト２３が取付けられている
。

なお図において２４は空気孔、２５は断熱材、２６はバ
ルブを示す。

しかして、上記構造のシステムにおいて、その作用を説
明すると、給水管１からバルブ２６を経て、市水が蓄熱
槽２内に導ひかれる。

このとき市水により、槽内が乱流攪拌しないようにじゃ
ま板１５の下方に導びかれる。

この市水はポンプ１３を介して連通管４により太陽熱コ
レクター５に送られ、ここで太陽熱により加熱されて温
水６となり、再び蓄熱槽２に戻される。

このとき蓄熱槽２内の温水６を攪拌しないようにシャワ
ー１４を通して静かに注がれる。

蓄熱槽２内の温水が所定の温度以上、例えば５０℃以上
あるときは、加熱装置１６が作動せず、所定温度以下の
場合には、これに図示しない温度検知機構により検知し
て、バーナー１１が点火する。

バーナー１１は石油などの液体燃料、あるいは都市ガス
、プロパンガスなどの気体燃料を燃焼し、燃焼した炎は
中央部を開口した漏斗状のじや１板２１・・・により、
下方に巻返えされながら順次開口部２２を通って上昇し
て行き、排気ダクト２３から外部に排出される。

このように炎は、内管１８内を、じや１板２１・・・に
より、急速な上昇を阻止されながら、ゆっくり上昇する
ため、加熱流路２０内を流れる温水６と十分な熱交換が
行なわれ、効率良く加熱昇温することができる。

従って蓄熱槽２内の温水６の温度が、所定値、例えば５
０°Ｃより低くなると、直ちに加熱装置１６のバーナー
１１が点火して温水６を昇温し、蓄熱槽２内の温水６を
所定の温度に保持することができる。

このように所定の温度に保持されている蓄熱槽２内の温
水６は、往管９ａを通り、ポンプ１３により、各室の床
暖房、あるいはファンコイルユニットなどの暖房管路９
を通って暖房した後、選管９ｂを通って蓄熱槽２に戻さ
れる。

また給湯を行なう場合には、蓄熱槽２内に設けられた貯
湯槽３に市水を供給し、ここで直接熱交換を行って加熱
され、加熱された温水６は給湯管路１２を通って、給湯
設備１７に供給される。

従って本発明の太陽熱暖房給湯システムによれば、従来
の如き高価な２管式加熱装置１０や、三方電磁弁８を用
いず、簡単な構造で形成された単管式の加熱装置１６を
設けるだけで良く、両加熱装置１０．１６を比較すると
、その価格は約３分の１に低減でき、更に配管系が簡素
化されることから、設備費全体で約１５％低減すること
ができる。

また本発明は、蓄熱槽２内の温水６を所定の温度に保持
するように、加熱装置１６により補助加熱するので、単
位時間あたりの燃焼カロリーは５０００Ｋｃａｌ程度の
低カロリーで十分であり、特に前記の如く、じゃま板２
１を配置してバーナー１１を小さく絞った構造とするこ
とにより更に熱交換効率を向上させることができる。

これに対して従来のシステムでは、２管式加熱装置１０
を用い、供給時に瞬間加熱するため、低カロリーの燃焼
を行なうことができず、必要以上に温水６を加熱する上
、暖房系および給湯系の何れか一方を使用する場合にも
同時に加熱するため熱効率が悪く、運転コストが極めて
高くなる。

例えば同一床暖房負荷、および同一給湯量で、両システ
ムの単位時間あたりの運転消費カロリーを比較すると、
従来システムのものは１１３００Ｋｃａｌであるのに対
し、本発明システムは４７００Ｋｃａｌであり、約５８
饅もの運転コストの低減を図ることができた。

なお、上記実施例では、加熱装置１６の内管１８内に設
けたじゃ１板２１の形状を中央部が開口した漏斗状のも
のについて示したが、第５図に示すように、中央部を開
口した漏斗状のじゃ１板２１と、中央部を閉塞し、外径
を内管１８の内径より小さくした漏斗状のじゃ１板２７
とを交互に配置した構造でも良い。

更に本発明の加熱装置１６は、上記形状のものに限らず
、液体燃料、気体燃料を燃焼するバーナ一式、あるいは
焼却式など燃焼機構を備えた単管式であれば他の構造の
ものでも良い。

以上説明した如く、本発明に係わる太陽熱暖房給湯シス
テムによれば、加熱流路を一つにした安価な単管式加熱
装置を用いると共に、高価な三方電磁弁を省いて配管構
造を簡略化して設備費を低減し、しかも単管式加熱装置
と蓄熱槽とを循還管路で接続して、蓄熱槽内の温水を所
定の温度に保持する低カロリー燃焼を行なうことにより
運転コストを大幅に低減して省エネルギー化を図ること
ができるなど顕著な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の太陽熱暖房給湯システムを示す概略構成
図、第２図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第３
図は加熱装置の縦断面図、第４図はじや１板の斜視図、
第５図は本発明の他の実施例に係る加熱装置の縦断面図
である。 １・・・・・・給水管、２・・・・・・蓄熱槽、３・・
・・・・貯湯槽、４・・・・・・連通管、５・・・・・
・太陽熱コレクター、６・・・・・・温水、８・・・・
・・三方電磁弁、９・・・・・・暖房管路、１０・・・
・・・２管式加熱装置、１１・・・・・・バーナー、１
２・・・・・・給湯管路、１８・・・・・・内管、１９
・・・・・・外管、２０・・・・・４崗流路、２１，２
７・・・・・・じや１板、２２・・・・・・開口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽熱コレクターと、これど連通管を介して接続さ
   れた蓄熱槽と、この蓄熱槽内に配置されてこれと直接熱
   交換を行なう貯湯槽と、との貯湯槽に直接連通する給湯
   管路と、前記蓄熱槽に直接接続して温水が循環する暖房
   管路と、燃焼機構を備え内管と外管とを二重管構造に組
   合せてこの間に温水が流通する加熱流路を形成した単管
   式加熱装置と、との単管式加熱装置の加熱流路と前記蓄
   熱槽との間に温水を循環させる循環流路とからなる太陽
   熱暖房給湯システム。 ２ 加熱装置として、内管と外管とを組合わせた２重管
   構造とし、内管と外管との間に温水が流通する加熱流路
   を形成すると共に、内管の内側に間隔を置いて複数枚の
   じゃ１板を配置し、且つ下方にバーナーを備えたものを
   用いた特許請求の範囲第１項記載の太陽熱暖房給湯シス
   テム。 ３ じや１板を中央部が開口した漏斗状に形成してなる
   特許請求の範囲第２項記載の太陽熱暖房給湯システム。