JPS6015073Y2 - 太陽熱を利用した全天候型給湯装置 - Google Patents

太陽熱を利用した全天候型給湯装置

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JPS6015073Y2
JPS6015073Y2 JP1982175500U JP17550082U JPS6015073Y2 JP S6015073 Y2 JPS6015073 Y2 JP S6015073Y2 JP 1982175500 U JP1982175500 U JP 1982175500U JP 17550082 U JP17550082 U JP 17550082U JP S6015073 Y2 JPS6015073 Y2 JP S6015073Y2
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JPS5979771U (ja
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嘉孝 近藤
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

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  • Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は太陽熱を利用した全天候型給湯装置に関する
一般に太陽熱温水器は晴天時等少くとも太陽熱の集熱が
可能な天候の時に蓄熱し、蓄熱された温水を使用し尽す
と次の蓄熱を待たなければ有効な利用ができないという
問題があり、これに対して例えば本考案による特願昭5
6−55785号明細書及び図面に示される考案のよう
に、コレクターで集熱した熱エネルギを地下等に築造さ
れた蓄熱槽に蓄熱してこれを二次放熱させることによっ
て温水として取出す方法がある。
しかし、上記のような従来の地下蓄熱方式ではコレクタ
ーを地下蓄熱槽に直結しているためにコレクターの集熱
量如何にか)わらず蓄熱槽との間の水の自然循環により
蓄熱及び放熱が行われ、蓄熱効果が低下するほか、夏期
等の温暖期においても蓄熱槽内のタンクからその時期に
得られる高温の温水よりも低い水温の温水を給湯しなけ
ればならない等の問題がある。
またコレクターで集熱した高温の温水を給湯に使用する
と地下蓄熱槽に循環させる熱量がそれだけ減少し、夏季
等における蓄熱作用の低下をもたらす欠点がある。
この考案はこれらの欠点を解消する装置に関し、コレク
ターと地下等に設けた蓄熱槽との間に貯湯タンクを介設
し、貯湯タンクの水温が一定温度以上に上昇した場合に
のみその余剰熱を蓄熱槽へまわして蓄熱せしめるととも
に、湯を消費するための給湯は前記貯湯タンクから行わ
しめる構造とすることによって、晴天時や夏季等の温暖
時にはその時に集熱されて高温になった貯湯タンクの湯
を使い、冬季や雨天時等のようにコレクターによる集熱
が不可能な時は上記余剰熱によって蓄熱された蓄熱槽の
熱量を貯湯タンクに取出して給湯する装置を提供せんと
するものである。
第1図は本考案装置の要部を示す一部破断面斜視図で、
保温性に富む地中に埋設された、コンクリート、コンク
リートブロック、発泡樹脂材等の保温性、断熱性に優れ
た部材よりなる地下蓄熱槽1内には、内部に多数の流水
路3を形成した強化樹脂等よりなるパネル状の熱交換器
2が垂直にしかも一定間隔を保って整列収容され、各熱
交換器2のまわりには硬質の砂礫又は高密度の玉石等よ
りなる粒状の蓄熱材4が充填されている。
上記熱交換器2の上部には温水の循環用給水口5と排水
口6が設けられて、蓄熱槽1の上部を閉塞して断熱及び
保温を行う中蓋7を貫いてその上面に突出しており、各
給排水口5,6の上端は給水ヘッダーパイプ8と排水ヘ
ッダーパイプ9とに連通されている。
上記各ヘッダーパイプ8,9は熱交換器2の配列に応じ
て設けられるとともに各列のヘッダーパイプ8と同9は
それぞれ1本の往水管10と復水管11に連設せしめら
れ、上記往水管10と復水管11はともに蓄熱槽1の上
端開口部に設けられた断熱・保温性の外i14を貫いて
その上端は仕上に設けられた貯湯槽12内の貯湯タンク
13内に開口している。
上記貯湯タンク13内には往水管10、復水管11の他
にタンク13内の水位が一定以下に下るとここに冷水を
供給するフロート弁15付の給水管16と、タンク下部
に開口しコレクター27(第2図参照)に水を送るため
の送水管17と、タンク上部に開口した上記コレクター
27によって加熱された温水を返送する返送管18と、
タンク内の温水を風呂場等の消費部へ供給する給湯管1
9と、タンク内圧を解放し、規定量以上の水を排出する
オーバーフロー管20(第2図参照)とが各設けられて
いる。
またタンク13内にはその内部の温度を常時検出してい
るサーモセンサー21が挿入され、該サーモセンサー2
1は貯湯槽12内における貯湯タンク13外の空間22
内に設けられたサーモコントローラー23に電気的に接
続されている。
他方、往水管10、送水管17、給湯管19とには上記
空間22内において、熱交換ポ:/プ24と、集熱ポン
プ25と、給湯ポンプ26とが各管と対応して設けられ
ている。
このうち熱交換ポンプ24はサーモセンサー21が貯湯
タンク13内に湯の温度が一定以上(例えば45°C以
上)になったことを検知した場合にはサーモコントロー
ラー23より発せられる信号により駆動され、熱交換器
2に温水を強制循環させ、蓄熱槽1への蓄熱を行うもの
である。
一方、集熱ポンプ25は後述するようにコレクター27
内の水温が貯湯タンク13内の水温より一定以上(例え
ば2〜10℃以上)高くなった場合にこれを感知してタ
ンク13内の冷水をコレクター27に循環させるように
作動する。
給湯ポンプ26は給湯管19より温水が排出されること
によって駆動開始し、排水を停止することによって停止
する。
第2図は本考案の実験装置の系統図で、送水管17と返
送管18の各先端は、複数枚(図示例では3枚)のコレ
クター27の給水側と返送側に各分岐して接続され、貯
湯タンク13とともに集熱循環路を形成している。
そして貯湯タンク13内とコレクター27に設けたサー
モセンサー28゜29により、周位置の温度差を検出す
る差温コントローラ30をサーモコントローラー23と
一体に設け、該差温コントローラ30においてコレクタ
ー27内の水温が貯湯タンク13内の水温より一定以上
高い場合に集熱ポンプ25を駆動せしめ、上記温度差が
設定値を下まわるまであるいは予め設定された一定時間
運転される。
他方、前述した往水管10と復水管11にもサーモセン
サー31.32を付設し、熱交換ポンプ24の運転中の
両取付部での温度を検出し、両センサー31.32と接
続されたカロリーメーター33により蓄熱槽1内におけ
る蓄熱量を計算的に表示する。
34.35は注水管10と送水117に各付設した流量
調整弁である。
上記機構においてコレクター27による集熱が可能な時
は前述したように集熱ポンプ25の駆動により水を循環
させて貯湯タンク13内に常により高温の湯水を貯留す
るように作動する。
この作動中に給湯管19より温水が消費されるときは上
記貯湯タンク13内に貯められた温水を供給することが
できる。
この場合給湯によって消費されたタンク13内の湯量の
減少はフロート弁15によって開閉される給水管16か
ら自動的に給水補充される。
他方、天候不順や冬期等においてコレクター27による
集熱が不可能若しくは集熱量が極めて少い時に採湯する
場合は、サーモコントローラー23内に設置したタイマ
ーセット(図示しない)を作動させて熱交換ポンプ24
を一定時間(例えば1〜4時間)運転し、蓄熱槽1内に
蓄熱された熱を熱交換器2において採取し、貯湯タンク
13内に温水を還流(二次放熱)させて貯留して、これ
を給湯することになる。
上記熱交換ポンプ24の運転時間の長短は蓄熱槽1内の
蓄熱量その他の条件によって決められる。
次に第2図に示す上記装置による蓄熱及び温水利用の実
験例の一部を以下に示す。
装置各部にはコレクター面積 1.91 (×4) X
3 (枚)≠5.72(−) 貯湯タンク容積・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0
0J 熱交換器面積 1.368 (×4) X 2 (面)
×8(枚) #22 (trt’) 蓄熱槽(地下)容積 2.1 (?7L) ×2.1
(m、) xl、5 (m)≠6.6(イ) のものを使用し、貯湯タンク13から4001及び35
01の温水を放出(給湯)した場合、第−表のような結
果が得られた。
第1表 実験例A“ 実験例B 実験例C 実験日 8.57.8.30 8.57.9.13 S、57.10.14 L(1) 00 00 50 H(I() ■ T1(I′1 5 2 4 T2ぐQ 0 0 0 tCQ 7 7 5 ×2ぐQ 36.5 9 8 1T2 t2’1 9.5 3 但し、T□:熱交換ポン124作動前(二次放熱前)、
の熱交換器近接部の蓄熱材の温度 T2:同部の熱交換ポンプ作動後(二次放熱後)の温度 tl:貯湯タンク13内のサーモセンサー21の二次放
熱前の温度 t2二回部の二次放熱後の温度 L :貯湯タンク13からの出湯(給湯)量 H:熱交換ポンプ24の運転(二次放 熱)タイマーセット時間 上記第−表に示すように実験例AとCでは貯湯タンクの
水温は9.5℃及び13°Cと相当量変化しており、顕
著な蓄熱及び放熱効果が認められる。
実験例Bにおいては蓄熱効果が一見して低く見られるが
、これはこの実験日前に近接して出湯実験を行っており
蓄熱量が既に相当量くなっていること及び本実験装置に
よる蓄熱開始が昭和57年8月1日であり、蓄熱量その
ものが非常に限られていることによるものである。
この考案は以上の如く構成される結果、温水が必要な時
点が太陽熱の集熱が可能か否かに関係なく雨天、晴天又
は昼夜若しくは夏季であるか冬季であるかを問わず、常
時少なくとも蓄熱槽に長期にわたって蓄熱している熱量
に応じた温度と量の温水が得られるとともに、集熱可能
な季節や天候の際はその時期の集熱によって得られた温
水を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案装置の要部を示す一部断面斜視図、第2
図は同じくその実験装置の系統図である。 1:蓄熱槽、2:熱交換器、3:流水路、4:蓄熱材、
5:給水口、6:排水口、7:中蓋、8.9:ヘッダー
パイプ、10:往水管、11:復水管、12:貯湯槽、
13:貯湯タンク、14:外蓋、15:フロート弁、1
6:給水管、17:送水管、18:返送管、19:給湯
管、20ニオ−バーフロー管、21:サーモセンサー、
22:空間、23:サーモコントローラー 24:熱交
換ポンプ、25:集熱ポンプ、26:給湯ポンプ、27
:コレクター 28,29:サーモセンサー、30:差
温コントローラー 31゜32:サーモセンサー、33
:カロリーメーター、34,35:流量調整弁。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 内部に水を収容及び循環せしめて太陽熱を集熱するコレ
    クター27と、該コレクター27に水を供給し且つ加熱
    した温水を貯留する貯湯タンク13と、上記貯留タンク
    の温水を循環させる熱交換器2と、該熱交換器2を内蔵
    しそのまわりに蓄熱材4を充填して地下に埋設された蓄
    熱槽1とを各設け、上記貯湯タンク13からコレクター
    27及び熱交換器2とにそれぞれ水を送る送水管17と
    注水管10とには集熱ポンプ25と熱交換ポンプ24と
    を各設け、上記集熱ポンプ25はコレクター27と貯湯
    タンク13とに各設けた温度センサー29.28と、該
    温度センサー29.28の温度差を検出する差温コント
    ローラ30によって駆動せしめ、熱交換ポンプ24は貯
    湯タンク13に設けた温度センサー21が一定以上の温
    度を検出した場合に信号を発信するサーモコントローラ
    23によって駆動せしめる機構とした太陽熱を利用した
    全天候型給湯装置。
JP1982175500U 1982-11-19 1982-11-19 太陽熱を利用した全天候型給湯装置 Expired JPS6015073Y2 (ja)

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