JPS6055737B2 - 強制循環式太陽熱温水器の温度過昇防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、熱媒を強制的に循環させる太陽熱温水器に
おける熱媒（又は温水）の温度過昇防止装置に関するも
のである。

従来、この種温水器には、第３図に例示する水道直結方
式と、第４図に例示する２回路方式とがあるがその基本
動作は高温センサー１１でコレクター１内の熱媒（水）
温度と低温センサー１２でストレージタンク３内の水温
を感知し、その温度差が一定値以上になつたら差温コン
トローラ１３の作動により循環ポンプ２をＯＮさせて熱
媒を循環させ集熱し、又一定温度差以下になるとポンプ
を停止して集熱を停止するものである。

いずれの方式においても夏期等における熱媒の沸騰が技
術的な問題となり、温度過昇により熱媒を沸騰させた時
、温水器システムに種々の悪影響すなわち１ コレクタ
ー１本体の異常温度上昇による集熱特性の劣化。２ 熱
媒（２回路方式では不凍液）の沸騰による成分の変化、
特性変化。

３ 高温による腐食の急激な増大（配管類に使用する黄
銅、銅、ハンダ等の腐食）４ コレクター１本体の各部
に使用しているゴム部分の劣化による水漏れ。

等の弊害を生じていた。そこで、温度過昇による熱媒の
沸騰を防止する対策として従来では、（２）コレクター
１内の熱媒温度が沸騰防止設定温度（例えば９５℃）に
達すると循環ポンプ２を停止させるようにした技術があ
るが、斯る技術では、ストレージタンク３内の高温水の
温度上昇は制止し得るが、コレクター１側の温度は益々
上昇する欠点がある。

また今一つに（Ｂ）ストレージタンク３の給湯側４の所
定位置に温圧弁（温水の圧力、温度が上がると弁が開く
安全弁）を設け、それにより沸点に近い高温水を排出し
て、同時に別の給水口５から冷水が流入し、ストレージ
タンク３内の高温水やコレクター１内の熱媒（又は水）
の温度を下げて＄騰等を防止する方式の技術が採用され
てはいるが、斯る技術では、温圧弁という特殊な部品が
必要となりコスト高となり、又温圧弁は動作点が温度に
より著しく変化し、信頼性がとぼしいという欠点がある
。本発明は上述した従来の熱媒の沸騰にかかる上記（４
）および（Ｂ）の技術の欠点に鑑みなしたもので、太陽
熱温水器システム全体の温度過昇を防止することのでき
る信頼性の高い熱媒（又は水）温度過昇防止装置を提供
することを目的とする。次に本発明を一実施例に基づい
て説明する。

第１図において、給水管５には流入制御弁５ａが設けて
あり、ストレージタンク３の上部中央には、垂直方向の
通路と水平方向の通路からなる十字状の給湯管４が連接
され、給湯管４の垂直方向通路の上端には安全弁６が設
けてあり、給湯管４の水平方向通路の十字状交差点より
図の左側には、排出管７に至る手前に過集熱防止用の電
磁弁８が設けてある。なお、図中、１は太陽熱を集熱す
るコレクター、２は熱媒を循環させる循環ポンプ、３は
温水を貯えるストレージタンク、５ａは流入制御弁、９
は膨張タンク、１０は空気抜き弁、１１は高温センサー
、１２は低温センサー、１３は差温コントローラ、１４
は熱交換器を示す。第２図に例示する電気回路において
、ＳＶは過集熱防止用電磁弁（第１図では８）を示し、
５２Ｘ２はＳＶ開閉用補助リレーを示す。

２３Ｗは差温．コントローラ、Ｐは循環ポンプ電動機、
ＴＨは高温センサー、またＴＬは低温センサーを示す。

第１図及び第２図において、コレクター１内の熱媒（又
は水）の温度が上昇して設定温度（９０〜９５℃程度）
に達した時、高温センサー（ＴＨ）１１の、感知により
端子４，５および６，７が共に電源端子２，３に接続さ
れ、補助リレー５２Ｘ１，５２Ｘ２が働き循環ポンプ２
を差温制御（高温センサーと低温センサーにより感知さ
れた温度の差が一定値以上の場合に端子６，７が電源端
子２，３に・接続され、差温コントローラが循環ポンプ
を作動させる制御方式）から連続運転に切換え、電磁弁
８を開放作動にしてストレージタンク３内の高温水を外
部に排出する。この排出に追従して流入制御弁５ａを介
して冷水が給水管５から補給され、ストレージタンク３
内の温度を下げるとともに、熱交換器１４を介してコレ
クター１内の熱媒の温度を下げる。この動作はコレクタ
ー１内の熱媒の温度が設定値（通常７０〜７５℃程度）
に下がるまで続けられる。その温度以下になつたら通常
の差温制御運転を開始する。なお、電磁弁８の取付け位
置は第１図の場所が一番安価と思われ、又電磁弁からの
排出管７を浴・槽等に導いておけば高温水に有効に利用
できるものである。

また本例の装置は、２回路方式の温水器に実施した例を
示したが、水道直結方式の温水器にも同様に実施でき、
又、補助熱源（電気ヒータ、石油ボイラー）を併用した
太陽熱温水器についても同様である。また、熱媒温度の
差温と温度過昇とを共通の高温センサーで感知させる場
合について説明したが、前記高温センサーとは別に独立
の沸騰防止センサーを設置して温度過昇を感知してもよ
い。又、感知場所はコレクター１内でもよいし、ストレ
ージタンク３側でもよい。又、その他のシステム経路内
でもよい。更に、循環ポンプの連続運転制御回路を差温
コントローラ１３の中に組み込んでもよいし、１００Ｖ
回路で制御しても良い。更に、過集熱防止電磁弁８は、
ストレージタンク３の上部に限らず例えば胴部分にソケ
ットを介して取り付けても良い。このように本発明によ
れば、コレクター内の熱媒温度が沸騰温度に近づいた場
合に、ストレージタンク内の湯を電磁弁を介して排出す
るとともに、熱媒の循環ポンプを通常の差温制御から連
続運転に切り換えて熱媒及びタンク内の温度を下げて、
ストレージタンク及びコレクターの保護を行なうもので
、温水器システム全体の温度過昇を防止することができ
、温圧弁を使用する場合より信頼性が高く、温水器シス
テム経路内の材料の耐熱温度をむやみに高くせずに済む
などコスト的にも安価な製品とすることができる。

特に、本発明は沸騰防止センサーで熱媒温度を感知して
循環ポンプを連続運転させ、かつストレージタンク内の
温湯を外部に排出させると同時に前記ストレージタンク
内に冷水を流入させるので、熱媒温度が沸騰温度に近づ
いたときの対応が迅速になると同時にシステム内の熱媒
温度も迅速に下げることができ、温水器システム全体の
温度過昇を適切に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の強制循環式太陽温水器の一実施例を
示すシステム概略図。 第２図は第１図に示すシステムの電気回路図。第３図は
従来の水道直結方式の強制循環式太陽熱温水器システム
の概略を示す説明図、第４図は同じく従来の２回路方式
のシステム概略を示す説明図である。３・・・・・・ス
トレージタンク、２・・・・・・循環ポンプ（Ｐ）、１
・・・・・・コレクター、５ａ・・・・・・流入制御弁
、１１・・・・・・高温センサー（ＴＨ）、８・・・・
・・過集熱防止電磁弁（ＳＶ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 太陽熱を集熱するコレクターと温湯を貯えるストレ
   ージタンクとの間で循環ポンプにより熱媒を強制的に循
   環させるようにした強制循環式太陽熱温水器において、
   この温水器システム内に設けられた高温センサーと低温
   センサーとによりそれぞれ感知した温度の差が一定値以
   上になつたときに前記循環ポンプを作動させるための差
   温コントローラを設ける一方、前記両センサーで感知し
   た温度差とは無関係に熱媒温度を感知して前記システム
   内の熱媒温度が沸騰温度に近づいたときに循環ポンプを
   連続運転状態に切り換えるための沸騰防止センサーを設
   けるとともに、前記ストレージタンクの給湯側には前記
   沸騰防止センサーが熱媒の温度過昇を感知したときに前
   記ストレージタンク内の温湯を外部に排出させるために
   前記沸騰防止センサーで作動制御される電磁弁を設け、
   さらにこの温湯の排出に追従して前記ストレージタンク
   内に冷水を流入させるために前記沸騰防止センサーで作
   動制御される流入制御弁を設けたことを特徴とする強制
   循環式太陽熱温水器の温度過昇防止装置。