JPS5922138B2

JPS5922138B2 - 暖房装置

Info

Publication number: JPS5922138B2
Application number: JP55175364A
Authority: JP
Inventors: 完治茂木; 明倉多; 勝東尾
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1980-12-11
Filing date: 1980-12-11
Publication date: 1984-05-24
Also published as: JPS5798731A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、暖房装置に係り、特にソーラコレクタで加熱
した温水を貯溜する水槽の上位に、利用済の温水を貯溜
する補助水槽を配置し、これら雨水槽をオーバーフロー
管で連結することにより配管構造が簡単で、しかも補助
水槽の水温を暖房運転中に適当に保持し得ることができ
る暖房装置に関する。

従来の暖房装置は、例えば工場内を暖房する場合、第２
図に示すごとく、太陽熱だけで十分に暖房が可能な場合
には、水槽３０ａ内の温水をポンプＰ１によりその
１部をソーラコレクタ１に送り、ここで加熱して前記水
槽３０ａにもどす一方、残りの温水を開閉弁Ｖ、を介し
て作業者の足元を暖房する温水器３１に送り、ここで暖
房したのち、開閉弁Ｖ、を介して水槽３０ａにもどす如
くなしていた。

一方、太陽熱だけでは十分に暖房ができない場合には、
前記開閉弁Ｖ、およびＶ５を閉じ、開閉弁ｖ６を開
くとともに冷凍装置５を駆動して太陽熱を補助熱源とす
る暖房、すなわち、冷凍装置５の水用蒸発器７に水量調
節弁ｖ８を介して前記残りの温水を送って補助熱源と
なすとともに、補助水槽３０ｂの温水をポンプＰ２に
より水用凝縮器６に送り、ここで加熱したのち、この温
水を温水器３１に送り、そののち開閉弁Ｖ６を介して補
助水槽３０ｂにもどす如くしていた。

しかしながら上記装置では、２個の開閉弁Ｖ５゜ｖ６を
必要とすること、そのだめの配管が必要となることのた
めに装置全体のコストアップになり、しかも配管工事が
複雑になるとともに、前記開閉弁ｖ５．ｖ６は自動制御
されるため、制御用の複雑な電気回路が必要となる欠点
があった。

さらに、太陽熱だけで暖房している間は、冷凍装置５、
ポンプＰ２が停止しているため、水槽３０ｂの水温が下
がり、つぎに冷凍装置５による運転に切換わったとき、
水温がすぐに上昇しないことにより、一時的に十分な暖
房ができない欠点があった。

本発明は以上の欠点を解決すべ〈発明したもので、ソー
ラコレクタで加熱した温水を貯溜する水槽の上位に温水
器からもどってきた温水を貯溜する補助水槽を配置し、
これら雨水槽をオーバーフロー管で連結することにより
、配管系統の簡単な装置を提供でき、しかも太陽熱だけ
による運転および太陽熱を補助熱源上する冷凍装置によ
る運転のいずれの場合にも補助水槽の水温を適温に保持
して常時良好な運転を可能としたものに関する。

即ち、本発明は、水入口管と水出口管とをもつソーラコ
レクタと、該コレクタで加熱した温水を貯溜する水槽と
、水用凝縮器、水用蒸発器を備えだ冷凍装置及び温水器
とから成る暖房装置であって、補助水槽を設け、該補助
水槽を前記水槽の上位に配置して、オーバーフロー管に
より連結すると共に、前記補助水槽に、前記温水器の出
口からの温水戻管を接続し、かつ、前記補助水槽と前記
水用凝縮器の入口側とを連結する一方、前記水槽及び前
記水用凝縮器からの各温水往管を合流させて、前記温水
器の入口に接続したことを特徴とするものである。

以下、本発明装置の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示しだものは工場用の暖房装置で、１ば、水入
口管２と水出口管３とをもったソーラコレクタで、該コ
レクタ１は、水通路を備えたコレクタ素子を多数並設し
て、各水通路の入口、出口を前記水入口管２、水出口管
３に接続し、各水通路に供給した水に太陽熱を吸熱させ
温水と成して水出口管３から取出すごとくしたもので、
例えば、コレクタ素子として、水通路への供給水量が２
１／ｍかで、太陽熱の吸熱能力が４００ｋｍｌ／ｈと成
したもの１００枚を用い、全体で２００ｌ／ｍ１ｙｒ
の供給水に４．７Ａｍ７／ｈの太陽熱を吸熱させるよう
に成すのである。

４は、前記コレクタ１で加熱した温水を貯溜する水槽で
、所定の機械室Ａに設置され、前記水入口管２及び水出
口管３を接続している。

前記水入口管２にはポンプＰ１と、該ポンプＰ１
の吐出側に位置する開閉弁Ｖ２とが介設されている
。

５は、冷凍装置で、水用凝縮器６、水用蒸発器７及び圧
縮機８などを備えた所謂水冷チラーを用いるのであり、
前記機械室Ａに設置され、前記水用凝縮器６及び水用蒸
発器１に供給する水量は例えば１８０１／ｍｉｎ、１３
０ｉ／ｍ＝とし、圧縮機８の容量は１５Ｆｆ’と成
すのである。

９は温水器であって、具体的には工場内で作業する作業
者の足元を暖房するだめマット内に温水配管を埋設すべ
く形成したもので、前記機械的Ａから一定距離離れだ暖
房領域Ｂの床面に敷設するのである。

しかして、本発明は、以上の機器に加えて補助水槽１０
を設け、該補助水槽１０を前記水槽４の上位に配置し、
オーバーフロー管１１により連結すると共に、前記補助
水槽１０に前記温水器９の出口からの温水戻管１２を接
続し、かつ、前記補助水槽１０と前記水用凝縮器６の入
口側とを、ポンプＰ２を介設した温水戻管１８により
連結するのである。

一方、前記水槽４に接続された水入口管２のポンプＰ１
と開閉弁Ｖ２との間から分岐された温水往管１３
は、前記水用凝縮器６の出口側に連結された温水往管１
４と合流し、この合流した一本の温水往管１５を前記温
水器９０入口側に連結するのである。

なお、Ｖｌは前記温水往管１３に介設された開閉弁で
ある。

前記水用蒸発器７０入ロ側は、前記温水往管１３の開閉
弁Ｖ１の入口側に、圧縮機８の吸入側の圧力が高いとき
開度を小となし、低いとき大となる水量調節弁Ｖ４を介
した第１連結管１６により接続される一方、出口側は、
第２連結管１７により前記水槽４に接続されている。

また、前記水槽４に、該水槽４内の水温Ｘを検出する第
１及び第２検出器ｔｈ”、ｔｈ２を設ける一方、前記ソ
ーラコレクタ１に、該コレクタ１内の温水温度Ｙを検出
する第３検出器ｔｈ３を設けるのである。

そして、前記第１検出器ｔｈ１と第３検出器ｔｈ”と
により検出した水槽４内の温水温度Ｘとソーラコレクタ
１から流出する温水温度Ｙとを比較し、Ｘ≦Ｙのとき前
記開閉弁Ｖ２を開いて、水槽４とソーラコレクタ１とを
連絡させ、またＸ〉Ｙのとき前記開閉弁Ｖ２を閉じて、
水槽４とソーラコレクタ１との連絡を断つごとく成すの
である。

そして、前記水槽４の水温を高温及び低温の領域に区分
し、前記第２検出器ｔｈ２により、水槽４内の温水温度
Ｘが前記高温領域であるか低温領域であるかを検出し、
高温領域にある場合には高温信号を出力し、また低温領
域にある場合には、低温信号を出力するのである。

尚、前記両領域の境界温度は、第２検出器ｔｈ２のディ
ファレンシャルがあるため、温水温度Ｘの上昇時と下降
時とでは異なるのであり、例えば上昇時には６０°Ｃ１
降下時には５０℃に設定するのである。

そして、前記高温信号の出力により、前記開閉弁Ｖ１
を開き、ポンプＰ１を駆動し、かつ、ポンプＰ２及び
冷凍装置５を停止し、前記水槽４からポンプＰ１、開閉
弁Ｖ１、温水器９、補助水槽１０を経て水槽４に戻る太
陽熱たけによる運転の温水サイクルを形成するのである
。

また、前記低温信号の出力し・こより、前記開閉弁Ｖ１
を閉じ、両ポンプ））、、Ｐ２及び冷凍装置５を
駆動して、前記水槽４からポンプＰ１、冷凍装置５の蒸
発器７を経て水槽４に戻る温水サイクルと、冷凍装置５
の凝縮器６、温水器９、補助水槽１０、ポンプＰ２を経
て凝縮器６に戻る太陽熱を補助熱源とする冷凍装置５に
よる温水サイクルとを形成すべく成すのである。

ところで、１９はボイラー、また２０は工場用の蒸気配
管、２１は高温ドレン配管で、これら配管２０．２１か
ら蒸気またはドレンの熱源を熱源管２２により水槽４に
連結している。

そして、熱源管２２に開閉弁Ｖ３を介装すると共に、水
槽４に水温Ｘの第４検出器ｔｈ’を設けて、該検出器ｔ
ｈ４により、水温Ｘが低温領域における一定温度例えば
２５℃より低下すると、その低下に応じて開閉弁Ｖ３の
開度を大きくして、高温の熱源を水槽４に供給すべくし
ている。

尚、２３は前記熱源を流通させる熱交換器、２４は給水
管、２５は給湯設備、２６は水槽４０オーバーフロー管
、２７は排出管、Ｖ５は給湯用バルブ、ＶＡは開閉弁、
ＶＢは逆止弁である。

しかして以上の構成において、暖房運転時、日中の晴天
時など太陽熱量が大きく、ソーラコレクタ１から供給さ
れる温水により、水槽４内の温水温度が高温領域内の温
度に維持されている場合には、冷凍装置５が停止してい
るため水量調節弁Ｖ４が閉じ、ポンプＰ２が停止され、
開閉弁Ｖ１が開き、ポンプＰ１が駆動される。

この場合、水槽４から水入口管２を介してポンプＰ１に
より吐出された温水の１部は、開閉弁２を通りソーラコ
レクタ１に流入し、ここで加熱される。

そののち、この温水は水出口管３を通って水槽にもどる
。

同時にポンプＰ１により吐出された温水の残りは、温水
往管１゛３から温水往管１５、温水器９、温水戻管１２
を流通して上位の補助水槽１０に流入する。

そして補助水槽１０内の水面が上昇する表部水はオーバ
ーフロー管１１かう下位の水槽４に戻る。

このようにして補助水槽１０と水槽４とはオーバーフロ
ー管１１で簡単に連絡されるのである。

斯くの如き太陽熱だけによる運転がなされ、温水器９か
らの放熱により、暖房領域Ｂの暖房が行なわれるのであ
る。

また、太陽熱量が減少して、水槽４内の温水温度が低温
領域内の温度になると、開閉弁Ｖ１が閉じ、ポンプＰ２
及び冷凍装置５が駆動され、水量調節弁Ｖ４が開く。

斯くて、水槽４から水入口管２、ポンプｐｉ、開閉弁Ｖ
２、ソーラコレクタ１、水出口管３を順次流通する温水
の１部が水槽４にもどり、太陽熱を吸収すると同時に、
温水の残りは温水往管１３から水量調節弁Ｖ４を介した
第１連結管１６を経て、水用蒸発器７に流入し、ここで
水用蒸発器７の熱源となり、そののち第２連結管１７か
ら前記水槽４にもどる。

同時に、補助水槽１０から温水戻管１８を介してポンプ
Ｐ２により吐出された温水は、水用凝縮器６に流入し、
ここで加熱された後、温水往管１４および１５を流通し
て温水器９に流入し、暖房するのである。

そして、温水管９から流出した温水は温水戻管１２を介
して前記補助水槽１０にもどるのである。

この場合、前記水槽４の温水と補助水槽１０の温水とは
分断されており、混合しないので、仮りに水槽４の温水
の温度が３０℃となっても、補助水槽１０の温水の温度
は約５３℃位に保持されることとなる。

このようにして太陽熱を補助熱源とする冷凍装置５によ
る暖房運転がなされ、温水器９からの放熱により、暖房
領域Ｂの暖房が行なわれるのである。

斯くのどとぐ、補助水槽１０を太陽熱を集熱する水槽４
の上位に配置し、太陽熱だけの運転時、オーバーフロー
管１１により連結すべくしたので、水槽４、補助水槽１
０及び凝縮器６を設けた機械室Ａから温水器９を設けた
暖房領域Ｂ間を各１本の温水往管１５、温水戻管１２に
より連結でき、配管系を簡単にできるのである。

また、前記補助水槽１０は、太陽熱だけの運転時におい
ても、温水が流通するため高温に保持され、従って、冷
凍装置５による運転に切換えたとき、暖房の立上りを早
くできるのである。

以上のごとぐ本発明は、太陽熱を集熱する水槽４の上位
に補助水槽１０を配置して、オーバーフロー管１１によ
り連結すると共に、補助水槽１０に温水器９の出口から
の温水戻管１２を接続し、かつ、補助水槽１０と水用凝
縮器６の入口側とを連結する一方、水槽４及び水用凝縮
器６からの各温水往管１３，１４を合流させて、温水器
９の入口に接続したので、水槽４、補助水槽１０と温水
器とを連結する配管を、オーバーフロー管１１と１本の
温水戻管１２とたけで連絡でき、配管系を簡単にできる
のである。

しかも、太陽熱たけの運転および太陽熱を補助熱源とす
る冷凍装置による運転のいずれの場合にも、温水器９か
ら温水を補助水槽１０にもどすようにしたので、補助水
槽１０の水温を高温に保持でき、従って運転の切換時に
おいても常に温水器９へ、はじめから高温水を供給でき
、良好な暖房ができるのである。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の実施例を示すソーラ運転と冷凍運転
との温水配管系統図、第２図は従来例を示す前記両運転
の概略温水配管系統図である。１・・・・・・ソーラコレクタ、２・・・・・・水入口
管、３・・・・・・水出口管、４・・・・・・水槽、５
・・・・・・冷凍装置、６・・・・・・水用凝縮器、１
・・・・・・水用蒸発器、９・・・・・・温水器、１０
・・・・・・補助水槽、１１・・・・・・オーバーフロ
ー管、１２・・・・・・温水戻管、１３，１４・・・・
・・温水往管。

Claims

【特許請求の範囲】

１水入口管２と水田口管３とをもつソーラコレクタ１
と、該コレクタ１で加熱した温水を貯溜する水槽４と水
用凝縮器６、水用蒸発器７を備えた冷凍装置５及び温水
器９とから成る暖房装置であって、補助水槽１０を設け
、該補助水槽１０を前記水槽４の上位に配置して、オー
バーフロー管１１により連結すると共に、前記補助水槽
１０に前記温水器９の出口からの温水戻管１２を接続し
、かつ、前記補助水槽１０と前記水用凝縮器６０入ロ側
とを連結する一方、前記水槽４及び前記水用凝縮器６か
らの各温水往管１３，１４を合流させて、前記温水器９
の入口に接続したことを特徴とする暖房装置。