JPS5930852Y2 - 太陽熱給湯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば家庭用の風呂などにお湯を供給する簡
易形の太陽熱給湯装置に関するもので、特にその凍結防
止に関するものである。

従来この種のシステムには、いわゆるくみ置き式の温水
器と呼ばれる２００〜３００１の水の入る水槽を透明カ
バーの付いた外箱に収納し、屋根の上などに設置し、ジ
スターンタンクを介して給水し、採湯は重力によって風
呂等へ落し込むものがあった。

更にこの改良形として、集熱部と貯湯部を分離した、い
わゆる自然循環式温水器があった。

いずれの温水器も屋根の上等に３００ ｋｇ前後の重量
物が乗るため、取付部はこの荷重を支える強度が要求さ
れるため場所が限定され、また温水器の容量も大きく美
観上建物とうまく調和しないという欠点があった。

冬期の夜間等外気が下がり、温水器内の水が凍結し、温
水器を破損させるおそれのある場合は手動で、ジスター
ンタンクへの給水弁を止め、温水器からの帰り管の弁を
開け、温水器内を空にする方法が取られていた。

また最近では、薄形・軽量のコレクタと地上に置かれた
断熱材付きの貯湯槽とを往復配管で結び、循環ポンプで
水を循環させ、貯湯槽の温度を徐々に高めていく強制循
環式のシステムが普及してきた。

このシステムでは、太陽熱が不足した場合にそなえる補
助熱源が貯湯槽に付属あるいは貯湯槽に直列に接続され
ている。

コレクタの凍結防止方法としては、外気温度が氷点近く
まで下がると自動的にポンプを運転し、暖い水をコレク
タへ循環させる方法や、コレクタ回路に設けた電磁弁を
自動的に動作させ、コレクタ内の水を空にするなどの方
法があった。

強制循環式では、コレクタは薄形・軽量となり、重量的
にも美観上からも、取付工事性からも、前記温水器に比
べ改善されている。

しかし、コレクタと貯湯槽をつなぐ配管が複雑になり、
ポンプも新たに必要となる。

更に、日射変動に応じてポンプを０Ｎ−ＯＦＦさせるた
めの制御器（差温サーモ）が必要となり、設備費、運転
費共に高くなる。

また、我国の様に狭い住宅の場合には、１ｍ２前後の床
面積をとる貯湯槽を持つことは問題がある。

更に又、寿命の点からもポンプの運転寿命、貯湯槽の腐
食などがあり、あまり長くは期待できず、太陽熱という
ただのエネルギーを得ることによって設備投資の分をと
り戻す前にシステムの寿命がつきてしまうということも
あるなど、多くの欠点を有していた。

この考案はより少ない構成機器で太陽熱を有効に利用で
き、冬期のコレクタ凍結防止も計られる太陽熱給湯シス
テムを得ることを目的とするものである。

第１図乃至第４図はこの考案の一実施例を示す図であり
、１は水道等の水源に直結された減圧逆止弁、２はこの
減圧逆止弁に接続された給水管、４はこの給水管の途中
に接続する一次側、５は同じく二次側、６は四方弁３の
可動部にあけられたＬ字形の第１通路、７は同じく四方
弁３の反対側の第２通路である。

８は上記給水管２の先に接続され、屋根等の上に設置さ
れたコレクタである。

第２図において、９は二のコレクタの外殻をなす外箱、
１０はこの外箱内の底に敷かれたグラスウール等からな
る断熱材、１１はこの断熱材の上に配置された箱体、１
２はこの箱体の上面に施こされたいわゆる選択吸収膜、
１３は箱体の中につめられた例えば５０℃の融点を有す
る有機化合物系のノルマルパラフィンの様な潜熱形の蓄
熱材、１４はこの蓄熱材の中に配置された上記給水管２
に接続した集熱管、１５は上記外箱９の上面を覆う板ガ
ラスなどでできた透明カバーで゛ある。

１６はコレクタ８の出口側の一番高い所に接続された自
動空気抜弁、１７はこの自動空気抜弁に接続された帰り
管、１８はこの帰り管の途中に接続された第１逆止弁で
ある。

１９は前記帰り管１７の先に接続されたガスや石油を燃
料とする瞬間式の温水器である。

この温水器は水温がある所定の温度、例えば４５℃以下
の場合にはバーナーが点火し、更に温度を高め、４５℃
以上の場合には点火しないでそのまま通過させる制御機
構が作動するようにしである。

２０はこの温水器に接続された給湯管、２１はこの給湯
管の先に置かれた浴槽である。

２２は上記四方弁３の第２通路７側に接続された排水管
、２３は同じく四方弁３と上記帰り管１７の第１逆止弁
１８と温水器１９どの間を結ぶバイパス管である。

２４はこのバイパス管の途中で設けられた第２逆止弁で
ある。

上記の様に構成された太陽熱給湯システムにおいて、通
常四方弁３は第３図の位置にセットされた給水管２の一
次側４と二次側５が導通している。

日中、太陽はコレクタ８の透明カバー１５を透過し、箱
体１１の選択吸収膜１２で吸収され、蓄熱材１３の温度
を高める。

蓄熱材１３の温度がその融点に達すると温度上昇は止ま
り、熱量は潜熱の形で蓄えられていく。

なお、コレクタ８からの放熱損失は断熱材１０、選択吸
収膜１２、透明カバー１５の働きによりできるだけ少な
い量に押えられる。

そして、日中あるいは日没後、給湯負荷が生じた場合、
温水器１９のバルブを開けると水は減圧逆止弁１、給水
管２、四方弁３、コレクタ８、帰り管１７、第１逆止弁
１８、温水器１９、給湯管２０と順次水圧の力で流され
、浴槽２１等へ流出する。

水はコレクタ８の集熱管１４内を通過する時周囲の蓄熱
材１３より熱をもらいほぼ一定の温度に昇温され、温水
器１９へ入る。

前述のように温水器１９では、水温がある温度、例えば
４５℃以下の場合にはバーナーが点火され、更に温度を
高め、４５℃以上の場合には点火しないでそのまま通過
させる様、制御機構が働く。

なお、水の中に混入した空気あるいは異常加熱等で発生
した水蒸気は自動空気抜弁１６より排出される。

又、冬期の夜間等、外気温度が０℃近くまで下がり、コ
レクタ８内の水が凍結して集熱管１４を破損するおそれ
のある時は、事前に四方弁３を手動で第４図のイ装置へ
９０°回転させておく。

四方弁３の中で、水路は第２通路７によって給水管２の
二次側５と排水管２２とで連結され、又第１通路６によ
って給水管２の一次側４とバイパス管２３とで結ばれる
。

この時、コレクタ８内の水は自重により四方弁３を通り
、排水管２、四方弁３、バイパス管２３、温水器１９へ
と流れ、通常の使用が行なえる。

なお、上記実施例では四方弁３の操作を手動としたが、
外気温度を電気的に検出し、四方弁３にモータ等を付属
させ、自動的に動作させる様にしてもよい。

この考案は以上説明上たように、蓄熱形コレクタに温水
器を接続し、コレクタによる水温が所望温度より低い場
合は、この温水器により昇温させるようにすると共に、
コレクタ８の給水管２に四方弁３を設け、該四方弁３と
温水器１９の直接の給水口の間にバイパス管２３を設け
たため、四方弁３の切換えによってコレクタ８内の水の
排水が簡単にでき、凍結による破損が防止できると共に
、水道管からの給水をコレクタ８を通過させずにバイパ
ス管２３を介して直接温水器１９に導き、温水器の通常
の使用ができ、甚だ便利である。

又、強制循環式の様に、循環ポンプやジスターンタンク
、貯湯槽が不要となり、設備費、設置場所、運転費など
が有利になるなど、優れた実用上の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの考案の一実施例を示すもので、
第１図は全体系統図、第２図はコレクタの断面図、第３
図は通常の使用状態における四方弁の断面図、第４図は
凍結防止時の四方弁の断面図である。 図において、２は給水管、３は四方弁、８はコレクタ、
１３は蓄熱材、１７は帰り管、１８は第１逆止弁、１９
は温水器、２２は排水管、２３はバイパス管、２４は第
２逆止弁である。 なお、図中同一符号は同一部分を示す。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）蓄熱材を内蔵したコレクタ８、このコレクタに給
   水する給水管２、コレクタからの水を温水器１９へ導び
   く帰り管１７、上記給水管の途中と帰り管１７の間を結
   ぶバイパス管２３、このバイパス管と給水管の交点に接
   続された排気管２２、この排水管の上記接続部に設けら
   れ、通常は給水管の水をコレクタへ導き、併せてバイパ
   ス管２３と排水管２２をつなぎ、その切換動作時には給
   水管２の水をバイパス管２３へ導き、またコレクタ８を
   排水管２２につなぐ１個の四方弁３、上記帰り管１７の
   バイパス管接合部よりコレクタ側に設けられた第１逆止
   弁１８、上記バイパス管の途中に設けられた温水器の方
   へのみ水を流す第２逆止弁２４を備えたことを特徴とす
   る太陽熱給湯装置。
2. （２）四方弁３を手動操作弁としたことを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の太陽熱給湯装置。
3. （３）四方弁３を外気温度等を検出して自動的に動作さ
   せる自動弁としたことを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の太陽熱給湯装置。