JPS605323Y2 - 太陽熱温水装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は給湯タンク内の水を太陽熱とヒータ、ガスバ
ーナ、石油バーナ等の補助熱源との両方で加熱できる太
陽熱温水装置に関する。

太陽熱温水装置は基本的には太陽熱を利用して給湯タン
ク内の水を温水にするようにしているが、給湯タンクの
容量が比較的大きな場合や冬場のように周囲温度が低い
場合は太陽熱のみではタンク内の水を使用に適する温水
に変えることは困難となる。

このため例えばヒータ、ガスバーナ、石油バーナ等の補
助熱源を使用することが考えられるが、昼間に補助熱源
を使用したのでは太陽熱を効率よく利用できなくなる。

したがって昼間は太陽熱を利用し、夕方以降の太陽熱の
利用が期待できなくなる時間帯で補助熱源を利用するよ
うにすれば太陽熱を効率よく利用できそれだけ補助熱源
の省エネルギー化を図ることができるので実用上きわめ
て好ましい。

しかしこのようにしても周囲温度の高い夏場と周囲温度
の低い冬場とでは氷温が異なるので太陽熱によって暖め
られた温水温度が異なり、このため夏場も冬場も補助熱
源による加熱動作の開始時刻を同じくしたのではタンク
内の温水が使用に適する温度に達する時刻が異なってし
まう不都合が生じる。

この考案はこのような点に鑑みて為されたもので、昼間
太陽熱を利用し、夕方以降補助熱源を利用して給湯タン
クの水を暖めることができて太陽熱の利用効率の向上お
よび補助熱源の省エネルギー化を図ることができるとと
もに周囲温度が異なっても給湯タンクの温水が使用に適
する温度に達する時刻を常に略一定にすることができ、
しかも実用性を向上できる太陽熱温水装置を提供するこ
とを目的とする。

以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。

１は上端に給湯口２を設け、下端に給水口３を設けてな
る給油タンクである。

前記給湯タンク１内にはその一側下部に熱交換コイル４
が取付けられている。

前記給湯タンク１の一側外部には、熱交換コイル４の取
付部近傍にその近傍内の水温を検知する第１の水温検知
器５が取付けられ、上記タンク１の上方にその近傍内の
水温を検知し、接点を０Ｎ−ＯＦＦ制御する第１、第２
の温度調節器６．７および温度過昇防止器８が取付けら
れている。

前記第１の温度調節器６は検知温度が８５℃に達するま
では接点をＯＮ制御し、８５℃に達すると接点ＯＦＦ制
御するようにしている。

前記第２の温度調節器７は検知温度が６５℃に達するま
では接点をＯＮ制御し、６５℃に達すると接点をＯＦＦ
制御するようにしている。

前記温度過昇防止器８は検知温度が９５°Ｃに達するま
では接点をＯＮ制御し、９５°Ｃに達すると接点をＯＦ
Ｆ制御するようにしている。

前記給湯タンク１の他側底部の下方に補助熱源として例
えばガスバーナ９が設けられている。

前記ガスバーナ９は電磁弁１０を介して供給されるガス
と底部から供給される空気を混合して熱焼するようにな
っている。

前記ガスバーナ９の熱焼室と排気路は前記給湯タンク１
の他側底部から上部に沿って上記タンク１の他側面をそ
の包囲体の一部に使用して形成されている。

そして前記給湯タンク１の他側上部において排気路を外
方向に突出させ、その突出部の途中に排気流を積極的に
発生させるファン１１を設けるとともにその突出部の先
端に排気筒１２を取付けている。

１３および１４は太陽熱集熱器で、この各集熱器１３゜
１４は太陽熱を集熱し、内部をゆっくり流れている熱伝
達用の水を加熱するようにしている。

前記画集熱器１３．１４によって加熱された水は循環ポ
ンプ１５の動作により往路パイプ１６、前記熱交換コイ
ル４および復路パイプ１７を介して循環されるようにな
っている。

前記画集熱器１３，１４の上方に位置する往路パイプ１
６の途中には膨張タンク１８が設けられ循環用水の膨張
をにがすようにしている。

そしてこの膨張タンク１８内にはフロートスイッチ１９
が設けられている。

このフロートスイッチ１９は膨張タンク１８内の水が貯
溜されている状態ではＯＮＬ、水が無くなるとＯＦＦす
るようにしている。

前記一方の太陽熱集熱器１３の上端部にはその上端部近
傍の水温を検知する第２の水温検知器２０が取付けられ
ている。

第２図は制御回路を示し、ＡＣＩ ＱＱＶの商用交流電
源に差温サーモ回路２１の入力端を接続している。

そして上記差温サーモ回路２１の出力端に前記フロート
スイッチ１９を介して前記循環ポンプ１５並びに運転表
示ランプ２２を接続している。

前記差温サーモ回路２１は前記第１．第２の水温検知器
５，２０の検知温度のレベル差を検出し、第１の水温検
知器５の検知温度レベルに比べて第２の水温検知器２０
の検知温度レベルが充分に高いときその出力端に入力電
力を出力し、それ以外は出力端への入力電力の出力を禁
止するようにしている。

また前記商用交流電源に前記温度過昇防止器８の接点１
８を介して２柵間タイマー２３を接続し、さらに切換ス
イッチ２４の第１接点２４１、上記タイマー２３の第１
のタイマー接点２３１および前記第１の温度調節器６の
接点６１の直列回路と、上記切換スイッチ２４の第２接
点２４２上記タイマー２３の第２のタイマー接点２３２
および前記第２の温度調節器７の接点７１の直列回路と
の並列回路を介して燃焼制御回路２５を接続している。

前記２瞬間タイマー２３は例えば第３図に示すように第
１のタイマ接点２３１を１時〜１９Ｂ寺の間のＯＮ動作
し、第２のタイマ接点２３２を１６８８〜１９Ｂ寺のＭ
ＯＮ動作し、上記時間帯以外については上記第１．第２
のタイマ接点２３１゜２３２をＯＦＦ動作するようにに
している。

前記燃焼制御回路２５は通算されると前記電磁弁１０を
開放制御するとともにファン１１および点火器（図示せ
ず）を動作して前記ガスバーナ９を着火し、かつ通電が
停止されると前記電磁弁１０を閉塞制御とともにファン
１１を停止制御するようにしている。

このように構成された本考案実施例装置においては昼間
は両太陽熱集熱器１３．１４を使用し熱交換コイル４に
より給湯タンク１内の水が加熱され夕方から夜にかけて
ガスバーナ９の燃焼により給湯タンク１内の水が加熱さ
れる。

そしてガスバーナ９による燃焼の開始時刻は切換スイッ
チ２４を第１接点２４１に設定するか第２接点２４２に
設定するかによって異なる。

すなわち昼間は両太陽熱集熱器１３．１４が太陽熱を集
熱することによって循環用水を加熱し、その加熱により
差温す−モ回路２１に入力電力が出力され循環ポンプ１
５が動作するとともに運転表示ランプ２２が点灯する。

そして循環ポンプ１５の動作により加熱された循環用水
が往路パイプ１６、熱交換コイル４および復路パイプ１
７を介して循環され、熱交換コイル４にて熱放出が行な
われて給湯タンク１内下部の水が加熱される。

そして夕方太陽熱の集熱があまり期待できなくなり、第
１．第２の水温検知器５，２０の検知温度のレベル差が
無くなると差温サーモ回路２１の出力端に入力電力が出
力されなくなり循環ポンプ１５の動作が停止されるとと
もに運転表示ランプ２２が消灯される。

そして時刻が１時になるとタイマー２３により第１のタ
イマ接点２３１がＯＮし、続いて１６時になるとタイマ
ー２３により第２のタイマ接点２３２がＯＮする。

しかして例えば切換スイッチ２４を第１接点２４１に設
定してあれば燃焼制御回路２５に対して切換スイッチ２
４の第１接点２４１、第１タイマ接点２３１、第１の温
度調節器６の接点６１を介して通電が開始される。

したがってこのときは１９引こなると燃焼制御回路２５
が動作し、ガスバーナ９が燃焼動作を開始する。

そしてこの燃焼動作が行なわれているときには給湯タン
ク１の上部の温水温度が８５°Ｃに達すると接点６１が
開放してガスバーナ９の燃焼動作が停止される。

また例えば切換スイッチ２４を第２接点２４２に設定し
てあれば燃焼制御回路２５に対して切換スイッチ２４の
第２接点２４２、第２タイマ接点２３２、第２の温度調
節器７の接点７１を介して通電が開始される。

したがってこのときは１時になれなければ燃焼制御回路
２５が動作し、ガスバーナ９が熱焼動作を開始すること
はない。

そしてこの燃焼動作が行なわれているときには給湯タン
ク１の上部の温水温度が６５°Ｃに達すると接点７１が
開放してガスバーナ９の燃焼動作が停止される。

したがって冬場のように周囲温度が低く昼間太陽熱によ
る加熱によって給湯タンク１内の温水がそれ程高い温度
に達せず、しかも放熱の影響が大きいときには切換スイ
ッチ２４を第１接点２４１に設定しておけばガスバーナ
９が拓時に点火されガスバーナ９によって早めに給湯タ
ンク１内の温水を加熱することができる。

また夏場のように周囲温度が高く昼間太陽熱による加熱
によって給湯タンク１内の温水がある程度まで高められ
、しかも放熱の影響がそれ程無いときには切換スイッチ
２４を第２接点２４２に設定しておけばガスバーナ９が
周囲温度が低いときに比べて１時間遅れの１時に点火さ
れる。

このように周囲温度が低く給湯タンク１内の温水温度が
低いときにはガスバーナ９を１時間早めに、点火させる
ことができるので、給湯タンク１内の温水温度が使用に
適する温度（冬場では８５℃前後、夏場では６５℃前後
）に達する時点の時刻をそれ程度らない時刻にすること
ができる。

またガスバーナ９の点火時刻を太陽熱の集熱があまり期
待できない夕方の１時あるいは１時に設定しであるので
、昼間太陽熱の集熱による加熱を充分に行なってからガ
スバーナ９の燃焼による加熱を行なうことができ、太陽
熱を効率よく利用できるとともにガスバーナ９の省エネ
ルギー化を図かることができる。

しかも冬場のように湯の使用頻度の多いときは温水温度
を８５℃と高めに設定し、夏場のように湯の使用頻度の
少ないときには温水温度を６５°Ｃと低めに設定しそれ
ぞれ周囲温度の状況に合った温水の加熱制御を行なって
いるので、冬場多量の湯が使用されても給湯タンク１内
の温水温度がそれ程低温になる虞れがなく、また夏場は
充分な省エネルギー化を図かることができ実用性を向上
できる。

なお、前記実施例では太陽熱集熱器によって加熱された
水を熱交換コイルを介して循環させ、熱交換コイルから
の放熱によって給湯タンク内の水を加熱するものについ
て述べたがかならずしもこれに限定されるものではなく
、例えば太陽熱集熱器によって加熱された水を給湯用の
水として直接使用するものであってもよい。

また、前記実施例は共通の給湯タンクに熱交換コイルと
ガスバーナを取付けたものについて述べたがかならずし
もこれに限定されるものではなく、例えば熱交換コイル
による加熱部とガスバーナによる加熱部を互に連通した
別々のタンクに形成するようにしてもよい。

されに前記実施例では補助熱源としてガスバーナを使用
したものについて述べたがかならずしもこれに限定され
るものではなく、ヒータや石油バーナを使用したもので
あってもよい。

以上詳述したようにこの考案によれば昼間は太陽熱を充
分に利用して水を加熱腰夕方以降の太陽熱の利用が期待
できない時間帯を利用して補助熱源で温水を使用に適す
る温度に加熱し、また補助熱源による加熱開始時刻を周
囲温度が低いときは早めに設定でき周囲温度が高いとき
は遅めに設定でき、しかも加熱制御温度を周囲温度が低
いときは高めに設定し、周囲温度が高いときには低めに
設定しているので、太陽熱の利用効率の向上および補助
熱源の省エネルギー化を図かることができるとともに給
湯タンクの温水が使用に適する温度に達する時刻を常に
略一定にすることができ、しかも周囲温度の状況に合っ
た温水の加熱制御ができて実用性を向上できる太陽熱温
水装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案の実施例を示すもので、第１図は概略構成
図、第２図は制御回路図、第３図は２４Ｂ寺間タイマー
の接点制御を示すタイムチャートである。 １・・・・・・給湯タンク、４・・・・・・熱交換コイ
ル、６・・・・・・第１の温度調節器、７・・・・・・
第２の温度調節器、９・・・・・・ガスバーナ、１３，
１４・・・・・・太陽熱集熱器、１５・・・・・・循環
ポンプ、２３・・・・・・２４時間タイマ２４・・・・
・・切換スイッチ、２５・・・・・・燃焼制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と、補助熱源と、上記太
   陽熱集熱器および補助熱源により加熱された温水を収納
   する給湯タンクと、この給湯タンク内の温水温度を検知
   し、その温水温度が予め設定した第１の設定温度に達し
   たとき上記補助熱源による加熱動作を停止させる第１の
   温度調節器と、上記給湯タンク内の温水温度を検知し、
   その温水温度が上記第１の設定温度よりも低温な第２の
   設定温度に達したとき上記補助熱源による加熱動作を停
   止させる第２の温度調節器と、上記同温度調節器のいず
   れによって上記補助熱源の加熱動作を制御するかを選択
   切換えする切換スイッチと、上記補助熱源の加熱動作可
   能時間を夕方以降に設定し、かつ上記補助熱源の加熱動
   作のスタート時刻を上記補助熱源が上記第１の温度調節
   器で制御される場合に比べて上記第２の温度調節器で制
   御される場合を所要時間遅らせるタイマーとを具備して
   なることを特徴とする太陽熱温水装置。