JPS5993148A - 太陽熱利用給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽熱コレクターと、これにより加熱された
温水を貯溜するタンクとが備えられている太陽熱利用給
湯装置に関する。

従来のこの種の太陽熱利用給湯装置においては、タンク
での温水貯溜のみによって、コレクターでの集熱を蓄熱
させていたが、これによるときは、日照時間、つまり、
集熱時間が長い夏季の方が集熱時間が短かい冬季よりも
所望温度の温水をより多量に得ることができるから、例
えば、タンク容量を、夏季において得られる温水を貯溜
できるような容量に設定すると、冬季においてはタンク
内の温水温度を所望温度にまで上昇させることができず
、使用時に、所望温度にまで加熱昇温させるための別熱
源が要り、熱経済性が低下し、他方、冬季において得ら
れる温水を著溜できるようなタンク容量に設定すると、
夏季においては午前中のコレクターでの集熱のみによっ
て、タンク内に所望温度の温水が貯溜されること（集熱
限界）となって、午後においては、コレクターでの集熱
作用が行なわれず、集熱効率が低下するといった欠点が
あった。

本発明は、かかる従来欠点を解消しようとする点に目的
を有する。

本発明による太陽熱利用給湯装置の特徴構成は、前記コ
レクターからの温水熱を蓄熱する潜熱蓄熱材層を設け、
前記タンクの水面近くに温水取出し口を設けるとともに
、前記潜熱蓄熱材層を通してタンク内に給水可能な給水
路が設けられている点にある。

このような本発明の特徴構成によれば、（イ）潜熱蓄熱
材１層を設けたことによって、タンク内の水が所望温度
にまで昇温された以後のコレクター集熱をその潜熱蓄熱
材層において回収することができ、 （ロ）前記潜熱蓄熱材層を通してタンク内に給水可能な
給水路を設けたことによって、潜熱蓄熱材層による回収
熱をもって、タンク内への給水を潜熱蓄熱材の転位温度
又はそれに近い温度にまで加熱昇温させることができ、 （ハ）タンクの水面近くに温水取出し口を設けたことに
よって、タンク内の所望温度温水を取出した後、前記潜
熱蓄熱材層で転移温度にまで加熱昇温された温水を余分
に取出すことができる。

従って、本発明によれば、例えば、冬季においてコレク
ター集熱でその貯溜水を所望温度にまで昇温させること
ができる容量にタンク容量を設定しておくことにより、
冬季においては、バーナや電熱等の別熱源を要すること
なく、コレクター集熱のみによってタンク内の水を所望
温度にまで確実に昇温させることができる一方、夏季に
おいては、タンク内の水が所望温度にまで昇温された以
後のコレクター集熱を潜熱蓄熱材層で回収されて、タン
ク内の所望温度温水に加えて、潜熱蓄熱材層での回収熱
により加熱された温水を余分に取出すことができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

太陽熱コレクター（１）と、これにより加熱された温水
を貯溜するタンク（２）とを備えた太陽熱利用給湯装置
であって、前記タンク（２）の底部には、潜熱熱蓄熱材
層（３）が設けられているとともに、タンク（２）の水
面近くには、蛇口（４ａ）に接続する温水取出し口（４
）が設けられており、かつ、タンク（２）内には、ボー
ルタープ弁（５）を介して供給される水をタンク（２）
底部に案内して前記蓄熱材層（３）を通してタンク（２
）内に結水可能な給水管（６）が設けられている。

前記コレクター（１）とタンク（２）との間には、第１
、第２の２つの電磁弁（Ｖ１）（Ｖ２）の開閉及び三方
弁（Ｖ３）の切替えによって、コレクター（１）からの
温水をタンク（２）上部に供給させ、かつ、タンク（２
）内の水を温水貯溜部底部からコレクター（１）に供給
させる第１循環状態と、コレクター（１）からの温水を
タンク（２）内温水貯溜部底部に供給させ、かつ、タン
ク（２）内の水をタンク（２）底部から前記コレクター
（１）に供給させる第２循環状態とに切替可能で、かつ
、循環停止可能な強制循環ポンプ（Ｐ）付きの温水循環
路（７）が介装されている。

尚、第１循環状態における三方弁（Ｖ１）の切替状態を
ａ−ｂ状態と、かつ、第２循環状態における三方弁（Ｖ
３）の切替状態をｃ−ａ状態と以下称する。

この温水循環路（７）における前記電磁弁（Ｖ１）（Ｖ
２）、三方弁（Ｖ３）及び、ポンプ（Ｐ）は、コレクタ
ー（１）での温水温度を検出する第１検出器（Ｔ１）、
タンク（２）における温水貯溜部底部での温水温度を検
出する第２検出（Ｔ２）及び、タンク（２）底部での温
水温度を検出する第３検出器（Ｔ３）の各検出結果に基
づいて自動制御されるものであって、前記各検出器（Ｔ
１）（Ｔ２）（Ｔ３）は、温度に応じて電位を変化させ
るものであり、制御回路は、第２図に示すように構成さ
れている。

前記制御回路について簡単に説明すると、制御回路は、
第１検出器（Ｔ１）と第２検出器（Ｔ２）との電位差が
設定値以上のとき励磁する第１リレー（Ｒ１）と、第１
検出器（Ｔ１）と第３検出器（Ｔ３）との電位差が設定
値以上のとき励磁する第２リレー（Ｒ２）と、前記第１
リレー（Ｒ１）の常閉接点（Ｒ１−ｂ）がＯＮし、かつ
、第２リレー（Ｒ２）の常開接点（Ｒ１−ａ）がＯＮし
ているときのみ励磁する第３リレ−（Ｒ３）とを備え、
第１リレー（Ｒ１）の常開接点（Ｒ１−ａ）と第３リレ
ー（Ｒ３）の常開接点（Ｒ３−ａ）との少なくとも一方
のＯＮにより、ポンプ（Ｐ）を作動させ、第１リレー（
Ｒ１）の常開接点（Ｒ１−ａ）のＯＮにより第１電磁弁
（Ｖ１）を可逆的に開作動させ、第１リレー（Ｒ１）の
常閉接点（Ｒ１−ｂ）のＯＦＦにより三方弁（Ｖ３）を
可逆的にｃ−ａ状態に切替作動させ、第３リレー（Ｒ３
）の常開接点（Ｒ３−ａ）のＯＮにより第２電磁弁（Ｖ
２）を可逆的に開作動させるものである。（ｒ１）は、
採用する潜熱省熱材の転位温度に相当する電圧降下を発
生させるための抵抗である。

従って、（イ）第１検出器（Ｔ１）と第２検出器（Ｔ２
）との検出温度差及び、第１検出器（Ｔ１）と第３検出
器（Ｔ３）との検出温度差がともに設定値以上のとき、
温水循環路（７）が第１循環状態にあって、タンク（２
）における温水貯溜部の温水がコレクター（１）での集
熱により加熱され、（ロ）第１検出器（Ｔ１）と第２検
出器（Ｔ２）との検出温度差が設定値以下で、かつ、第
１検出器（Ｔ１）と第３検出器（Ｔ３）との検出温度差
が設定値以上のとき、温水循環路（７）が第２循環状態
にあって、コレクター（１）での集熱が蓄熱材層（３）
で回収され、（ハ）第１検出器（Ｔ１）と第２検出器（
Ｔ２）との検出温度差及び第１検出器（Ｔｌ）と第３検
出器（Ｔ３）との検出温度差がともに設定値以下のとき
、循環が停止される。

（Ｐ）は、給揚加圧ポンプである。

前記潜熱蓄熱材層（３）を形成する個々の潜熱蓄熱材（
３Ａ）としては、第３図（イ）（ロ）に示すように、球
形やテトラポッド形にブロー成形されたポリエチレン容
器（３ａ）に塩化カルシウム剤（３ｈ）を充填して構成
されるものを挙げることができる。

上記実施例構成によれば、温水取出し口（４）を介して
タンク（２）内の温水が高温のものから取出され、その
温水取出しに伴なって蓄熱材層（３）を介してタンク（
２）内に給水されるのであって、蓄熱材層（３）で蓄熱
された後での温水取出しにあっては、給水が蓄熱材層（
３）通過時に回収熱によって蓄熱材（３Ａ）の転移温度
にまで昇温されるから、タンク（２）内の所望温度温水
を取出したのち、余分に温水を取出すことができる。

従って、冬季においてコレクター（１）での集熱によっ
て貯溜水の全部を所望温度にまで昇温させることができ
るような容量にタンク貯溜部の容量を設定しておくこと
により、冬季においては、コレクター（１）の集熱のみ
によってタンク（２）白の水を所望温度にまで確実に昇
温させることができる一方、夏季においては、タンク（
２）内の水が所望温度にまで昇温した以降のコレクター
（１）での集熱を蓄熱材層（３）で回収して、タンク（
２）内の所望温度温水を収出した後も、蓄熱材層（３）
によりタンク（２）内に供給される水を転移温度にまで
昇温させて、転移温度の温水を余分に取出すことができ
る。

第４図は別の実施例を示し、これは、タンク（２）底部
に蓄熱材層（３）を設けを、このタンク（２）とコレク
ター（１）との間に、コレクター（１）による高温温水
をタンク（２）上部に供給させ、タンク（２）底部の低
温温水をコレクター（１）に供給させる状態で温水を強
制循環させるポンプ（Ｐ）付の循環路（７）を介装した
ものである。これによるときは、温氷循環によって、タ
ンク（２）における温水貯溜部の水の昇温と、蓄熱材層
（３）での蓄熱とが同時的に進行する。尚、他の構成は
実施例と同一であるから、同一番号を付すことによって
その説明は省略する。

如えて、本発明は、蓄熱材層（３）をタンク（２）内に
設けるのではなく、タンク（２）とは別のケース内に設
けて実施しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は実施例を示し、第１図は概略構成図
、第２図は制御回路図、第３図（イ）（ロ）は潜熱蓄熱
材の例を示す断面図と一部切欠き斜視図である。第４図
は別の実施例を示す概略構成図である。 （１）・・・・・・太陽熱コレクター、（２）・・・・
・・タンク、（３）・・・・・・潜熱蓄熱材層、（４）
・・・・・・温水取出し口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽熱コレクター（１）と、これにより加熱され
   た温水を貯溜するタンク（２）とが備えられている太陽
   熱利用給湯装置において、前記コレクター（１）からの
   温水熱を蓄熱する潜熱蓄熱材層（３）を設け、前記タン
   ク（１）の水面近くに温水取出し口（４）を設ｉｔける
   とともに、前記潜熱蓄熱材層（３）を通してタンク（１
   ）内に給水可能な給水路（６）が設けられている事を特
   徴とする太陽熱利用給油装置。
2. （２）前記潜熱蓄熱材層（３）が、前記タンク（１）底
   部に設けられている特許請求の範囲第（１）項に記載の
   太陽熱利用給湯装置。